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专利号: 2017100586384
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种冲击磨损试验用试件夹具,其特征在于:包括T型座(22),所述T型座(22)包括起支承作用的竖板和起固定作用的横板,且竖板与横板互相垂直;

所述T型座(22)的竖板上设置有一定度圆盘(19),且定度圆盘(19)与T型座(22)的竖板互相平行;所述定度圆盘(19)上设置有一L型板Ⅰ(16)和一L型板Ⅱ(21),所述L型板Ⅰ(16)和L型板Ⅱ(21)均包括起支承作用的竖板和起固定作用的横板,且竖板与横板互相垂直;所述L型板Ⅰ(16)和L型板Ⅱ(21)的横板分别设置在定度圆盘(19)上,且L型板Ⅰ(16)的竖板与L型板Ⅱ(21)的竖板互相平行;

所述L型板Ⅰ(16)的竖板与L型板Ⅱ(21)的竖板之间设置有一转子座(20),所述转子座(20)包括四个侧板,四个侧板围成一矩形;其中一组相对的侧板分别设置于L型板Ⅰ(16)的竖板与L型板Ⅱ(21)的竖板上,且位于L型板Ⅰ(16)的竖板与L型板Ⅱ(21)的竖板之间;另一组相对的侧板上分别设置有一转子Ⅰ(15)和一转子Ⅱ(18),且转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)设置于两侧板之间;

所述转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)上分别设置有用于固定试件(13)的固定片,固定片设置于转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)之间,且固定片上分别设置有压片Ⅰ(14)和压片Ⅱ(17)。

2.根据权利要求1所述的冲击磨损试验用试件夹具,其特征在于:所述T型座(22)的竖板上设置有T型座30°均布螺纹孔(24),所述T型座30°均布螺纹孔(24)包括十二个螺纹孔,相邻两个螺纹孔的圆心角为30°,十二个螺纹孔围成一圆形;

所述定度圆盘(19)上设置有定度圆盘20°夹角孔(32),所述定度圆盘20°夹角孔(32)包括四组均匀分布的螺纹孔,每组螺纹孔包括两个圆心角为20°的螺纹孔,四组螺纹孔围成一圆形;

定度圆盘20°夹角孔(32)所围成的圆形与T型座30°均布螺纹孔(24)所围成的圆形重合;通过螺栓穿过T型座30°均布螺纹孔(24)和定度圆盘20°夹角孔(32)将定度圆盘(19)固定于T型座(22)的竖板上。

3.根据权利要求2所述的冲击磨损试验用试件夹具,其特征在于:所述L型板Ⅰ(16)的竖板和L型板Ⅱ(21)的竖板上分别设置有L型板90°弧形孔(28);

所述转子座(20)与L型板Ⅰ(16)的竖板和L型板Ⅱ(21)的竖板接触的两个侧板上分别设置有与L型板90°弧形孔(28)相配合的螺纹孔;通过螺栓穿过L型板90°弧形孔(28)和转子座(20)上的螺纹孔将转子座(20)固定于L型板Ⅰ(16)与L型板Ⅱ(21)之间。

4.根据权利要求3所述的冲击磨损试验用试件夹具,其特征在于:所述转子座(20)与转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)接触的两个侧板上分别设置有转子座90°弧形孔(30);

所述转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)上分别设置有与转子座90°弧形孔(30)相配合的螺纹孔;

通过螺栓穿过转子座90°弧形孔(30)和螺纹孔分别将转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)固定于转子座(20)上。

5.根据权利要求4所述的冲击磨损试验用试件夹具,其特征在于:所述转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)的圆心均设置有一转子六角孔(27),所述转子座90°弧形孔(30)的中心设置有一通孔,所述转子六角孔(27)穿过通孔。

6.根据权利要求5所述的冲击磨损试验用试件夹具,其特征在于:所述定度圆盘(19)的四周、L型板Ⅰ(16)的竖板端部、L型板Ⅱ(21)的竖板端部、转子Ⅰ(15)的四周和转子Ⅱ(18)的四周均设置有圆周刻度,且所述T型座(22)上和转子座(20)上分别设置有与圆周刻度相匹配的标线。

7.包括权利要求6所述的冲击磨损试验用试件夹具的试验设备,所述试验设备还包括底座(8),以及设置于底座(8)上的往复运动传递装置、滑动冲头装置、数据采集系统和控制系统;

所述往复运动传递装置包括固定在底座(8)上的音圈电机(1),所述音圈电机(1)的输出轴与一阻尼轴(9)连接;

所述控制系统与音圈电机(1)连接;

所述滑动冲头装置包括导固定在底座(8)上的轨座(6),所述导轨座(6)的上方固定有直线导轨(7),所述直线导轨(7)的上方连接有一质量块座(4),所述质量块座(4)上固定有质量块(3),所述质量块(3)上固定有配重块(10);

所述数据采集系统包括速度传感器(5)和力传感器(11);所述质量块(3)的一端与阻尼轴(9)连接,另一端与力传感器(11)连接,所述力传感器(11)上、与质量块(3)相对的一侧还连接有一异形冲头(12);所述异形冲头(12)包括一端部焊接有金属颗粒的金属圆柱杆;

其特征在于:所述T型座(22)的横板上设置有与T型座(22)的竖板相互平行的T型座长槽(25),通过螺栓将T型座(22)的横板固定于底座(8)上;T型座(22)的横板与底座(8)之间还设置有方垫片(23),所述方垫片(23)的厚度包括至少一种规格;底座(8)上还设置有与T型座长槽(25)相互垂直的固定长槽。

8.使用权利要求7所述的冲击磨损试验用试验设备的试验方法,其特征在于,包括如下步骤:

a、通过螺栓压紧压片Ⅰ(14)和压片Ⅱ(17)将试件(13)的两端分别固定在转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)上;

b、用内六角扳手插入转子六角孔(27)内,将转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)分别旋转呈一角度使试件(13)扭曲,并用螺栓将转子Ⅰ(15)和转子Ⅱ(18)分别固定在转子座(20)上;

c、旋转转子座(20)呈一角度,并用螺栓将转子座(20)固定于L型板Ⅰ(16)上和L型板Ⅱ(21)之间;

d、旋转定度圆盘(19)呈一角度,并用螺栓将定度圆盘(19)固定于T型座(22)上;

e、选定一配重块(10)固定在质量块(3)上,选定一异形冲头(12)固定在力传感器(11)上;

f、控制系统控制音圈电机(1)周期性往复直线运动,带动质量块(3),进而带动异形冲头(12)以预先设定的频率、速度一次或多次撞击到试件(13)上;具体地,在冲击过程中,音圈电机(1)通过与之固定连接的阻尼轴(9)推动质量块(3)向试件(13)的方向运动,降低音圈电机(1)的速度至小于质量块(3)的速度,此时,音圈电机(1)与质量块(3)分离;质量块(3)的下方设置有摩擦系数极小的直线导轨(7),故连接在质量块(3)上的异形冲头(12)与质量块(3)以恒定的速度撞击到与异形冲头(12)呈特定角度的试件(13)上;撞击后异形冲头(12)和质量块(3)被弹回,音圈电机(1)向后运动带动阻尼轴(9)将质量块(3)拉回至初始位置,即完成一个碰撞周期;

g、经过至少一次的撞击,异形冲头(12)与试件(13)均会产生磨损;位移传感器(5)和力传感器(11)分别将采集到的冲击过程中,异形冲头(12)的位置数据、冲击力数据、试件(13)的变形量数据,输送到数据采集系统的主机进行储存、处理和输出。

9.根据权利要求8所述的冲击磨损试验用试验设备的试验方法,其特征在于,所述步骤d之后还包括如下步骤:根据冲击高度选择所需高度的方垫片(23),根据冲击位置调整T型座(22)沿T型座长槽方向的偏移距离,根据冲击距离调整T型座(22)在试验底座上的位置,最后将T型座(22)固定于试验底座上。