一種檢測輸送機磨損的實驗裝置及方法與流程
2023-05-14 19:20:36
本發明涉及一種檢測輸送機磨損的實驗裝置及方法，屬於機械領域。
背景技術：
刮板輸送機是煤礦運輸中的重要組成部分，刮板輸送機能否正常運行直接決定著煤炭生產的經濟效益。中部槽摩擦副是刮板輸送機的核心組成部分，摩擦副的壽命決定著輸送機的壽命和運輸量。全國每年因磨損造成的刮板輸送機中部槽失效達到30-40萬節，消耗鋼材3.6-4.8萬噸，價值1.26-1.68億元。而且由於煤炭種類豐富，統一採用同種形式的刮板輸送機中部槽材料不利於實現最大經濟效益。
所以研究輸送機摩擦副之間的摩擦是必不可少的一項領域，但是在實際生產中由於輸送機體積龐大，價格造價昂貴，開發的新型材料不一定全部加工成機械結構零件的成品，所以建立一種模擬實驗裝置，既可以減少在材料開發初期高昂的實驗費用，還可以更好地與實際工況相吻合，從而更好地模擬實際摩擦的情況。
技術實現要素：
本發明旨在提供一種檢測輸送機磨損的實驗裝置及方法。
本發明提供了一種檢測輸送機磨損的實驗裝置，包括機架、往復滑行機構、調速機構、曲柄軸；
機架是承載各個部件的主體，機架一側固定有往復滑行機構、曲柄軸，另一側固定有調速機構；
所述往復滑行機構包括刮板、刮板鏈，刮板鏈設置在上、下兩層刮板之間，上、下刮板組成一組，刮板平行設置有若干組；物料槽固定在機架內，刮板在物料槽上放置並進行往復運動，機架端部設有連接塊，通過固定銷將上、下兩層刮板與連接塊連接；在物料槽底部設有壓力傳感器；
連接塊下部通過銷軸與兩個連接杆固定連接，連接塊上部與刮板連接；
所述調速機構包括電機、摩擦驅動輪、摩擦從動輪；所述電機通過電機軸與摩擦驅動輪相連，摩擦驅動輪在電機軸上進行軸向滑動，通過改變與摩擦驅動輪圓心之間的距離實現調速，所述電機為調速電機，通過調節頻率實現電機輸出速度；
摩擦從動輪軸上連接曲柄軸，從動輪與曲柄軸過盈配合，曲柄軸通過兩個連接杆與連接塊固定，實現在調節好的速度下對刮板鏈與刮板進行往復驅動，從而實現物料在物料槽內的往復運動，可以很好地模擬實際輸送機在輸送物料時摩擦副之間的摩擦，避免了在複雜的輸送機結構上的實驗。
上述實驗裝置中，所述調速機構通過摩擦輪驅動，改變驅動輪與從動輪圓心之間的距離，實現系統的變速。
上述實驗裝置中，所述物料槽上設有圓孔或方形的試件孔，試件放在試件孔中，在試件底部設有壓力傳感器。
上述實驗裝置中，所述曲柄軸由2個曲軸組成。
上述實驗裝置中，所述往復滑行機構的滑動速度為1m/min—5m/min。
上述實驗裝置中，所述摩擦驅動輪和摩擦從動輪的接觸面為網紋滾花結構。
上述實驗裝置中，所述上、下兩層刮板通過固定銷連接，由刮板固定銷夾緊刮板鏈的平環鏈；連接塊與連接杆之間採用銷軸進行連接，將曲柄軸的旋轉運動轉化為刮板帶動物料的往復運動。
本發明提供了一種檢測輸送機磨損的實驗方法，包括以下步驟：
（1）將需要測量物體加工成薄板試件，用天平稱量出實驗前薄板的質量m1，然後將薄板試件放置在物料槽上加工的試件孔內；將需要模擬的物料放置在物料槽內；通過布置在試件底部的壓力傳感器測量出試驗物體受到的物料壓力，記錄數據；
（2）按照實驗需要的滑動速度設置電動機的輸出轉速；
（3）試驗完成後對測量物體進行清洗，然後用天平稱量，得到試驗完成後的質量m2；
（4）最後計算得到質量差m2- m1，即為在試驗過程中試件的磨損量。
上述方法中，所述薄板試件為長方體或圓柱體結構，其尺寸為：100×60×10mm、或φ60×10mm、或φ80×10mm。
本發明建立了一種用於輸送機實際輸送過程的磨損測量，加入刮板鏈可以模擬刮板輸送機的中部槽的磨損，將底面摩擦結構改變成膠帶就可以模擬皮帶輸送機與其他類型輸送機的磨損，通過可調電機與控制系統的加入，通過摩擦輪無級變速傳動裝置，可以很好地模擬在不同運行速度下的摩擦情況，實現在較小的成本下就可以很好地模擬實際磨損情況。
本發明的有益效果：
（1）通過調速電機與控制系統可以實現速度的精確調節；
（2）摩擦輪無級變速裝置可以實現模擬速度的實際控制；
（3）將大距離的直線運動轉化為往復運動，減小了體積；
（4）曲柄連接結構在複合四連杆設計要求準則的情況下，增大了圓角角度與軸承結構，防止在轉動死點的卡死與擊潰情況的產生；
（5）底面摩擦副的靈活更換可以很好地模擬多種輸送機摩擦副之間的摩擦情況，避免了實驗裝置的單一性，從而擴展了實驗裝置可以利用範圍。
附圖說明
圖1為本發明裝置的立體圖。
圖2為本發明裝置的俯視圖。
圖3為圖2中沿A-A線的剖視圖。
圖4為圖2的左視圖。
圖中：1、物料槽；2、刮板；3、刮板鏈；4、連接塊；5、連接杆；6、曲柄軸； 7、銷軸； 8、摩擦從動輪；9、電機軸；10、摩擦驅動輪；11、電機；12、機架；13、刮板固定銷；14、試件孔。
具體實施方式
下面通過實施例來進一步說明本發明，但不局限於以下實施例。
實施例：
如圖1~4所示，一種檢測輸送機磨損的實驗裝置，包括機架、往復滑行機構、調速機構、曲柄軸；
機架12是承載各個部件的主體，機架12一側固定有往復滑行機構、曲柄軸6，另一側固定有調速機構；
所述往復滑行機構包括刮板2、刮板鏈3，刮板鏈3設置在上、下兩層刮板2之間，上、下刮板2組成一組，刮板2平行設置有若干組；物料槽1固定在機架12內，刮板2在物料槽1上放置並進行往復運動，機架12端部設有連接塊4，通過刮板固定銷13將上、下兩層刮板2與連接塊4連接；在物料槽底部設有壓力傳感器；
連接塊4下部通過銷軸7與兩個連接杆5固定連接，連接塊4上部與刮板2固定連接；
所述調速機構包括電機11、摩擦驅動輪10、摩擦從動輪8；所述電機11通過電機軸9與摩擦驅動輪10相連，摩擦驅動輪10在電機軸9上進行軸向滑動，通過改變與摩擦驅動輪10圓心之間的距離實現調速，所述電機11為調速電機，通過調節頻率實現電機輸出速度；
摩擦從動輪軸上連接曲柄軸6，摩擦從動輪8與曲柄軸6過盈配合，曲柄軸6通過兩個連接杆5與連接塊4固定，實現在調節好的速度下對刮板鏈3與刮板2進行往復驅動，從而實現物料在物料槽1內的往復運動，可以很好地模擬實際輸送機在輸送物料時摩擦副之間的摩擦，避免了在複雜的輸送機結構上的實驗。
上述實驗裝置中，所述調速機構通過摩擦輪驅動，改變驅動輪與從動輪圓心之間的距離，實現系統的變速。
上述實驗裝置中，所述物料槽1上設有圓孔或方形的試件孔14，試件放在試件孔中，在試件底部設有壓力傳感器。
上述實驗裝置中，所述曲柄軸6由2個曲軸組成。
上述實驗裝置中，所述往復滑行機構的滑動速度為1m/min—5m/min。
上述實驗裝置中，所述摩擦驅動輪10和摩擦從動輪8的接觸面為網紋滾花結構。
上述實驗裝置中，所述上、下兩層刮板2通過刮板固定銷13連接，由刮板固定銷13夾緊刮板鏈的平環鏈；連接塊4與連接杆5之間採用銷軸7進行連接，將曲柄軸6的旋轉運動轉化為刮板帶動物料的往復運動。
本發明提供了一種檢測輸送機磨損的實驗方法，包括以下步驟：
（1）將需要測量物體加工成薄板試件，用天平稱量出實驗前薄板的質量m1，然後將薄板試件放置在物料槽上加工的試件孔內；將需要模擬的物料放置在物料槽內；通過布置在試件底部的壓力傳感器測量出試驗物體受到的物料壓力，記錄數據；
（2）按照實驗需要的滑動速度設置電動機的輸出轉速；
（3）試驗完成後對測量物體進行清洗，然後用天平稱量，得到試驗完成後的質量m2；
（4）最後計算得到質量差m2- m1，即為在試驗過程中試件的磨損量。
上述方法中，所述薄板試件為長方體或圓柱體結構，其尺寸為：100×60×10mm、或φ60×10mm、或φ80×10mm。