CN106826523B - 一种新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，包括微纳米磁流变液阻尼器、滑台，滑台套设于微纳米磁流变液阻尼器上，微纳米磁流变液阻尼器上端装设有液压传动***，滑台与液压传动***相连，微纳米磁流变液阻尼器下端可拆式连接在箱体上，箱体内安装有三相电机和变速箱，三相电机的输出端通过变速箱连接传动轴，传动轴另一端安装有回转台机构，回转台机构上方设有抛光盘机构，抛光盘机构安装在电主轴上，电主轴另一端固定连接在滑台上，微纳米磁流变液阻尼器、电主轴、液压传动***、三相电机分别与控制中心连接；本发明同现有技术相比，通过采用微纳米磁流变液阻尼器，使得滑台在工作时更加稳定，提升了工作效率，实现了一机多用功能。

Description

一种新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置

[技术领域]

本发明涉及试验金相试样研磨领域，具体地说是一种可在不同转速环境下抛磨的新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置。

[背景技术]

金相分析是检验观察金属内部组织结构重要的方法，可以对材料的疏松、气孔、夹杂及组织均匀性、裂纹等进行检查。金相分析对于指导生产、调整工序以及修改工艺参数等具有重要的指导作用。

目前，现有的金相抛磨机是试样需要经过前期处理后才能在研磨台上加工，试验周期比较长。且该机在工作时只能加工两块以下的试样，工作台的利用率低，费工费时，经济性能低。该抛磨机加工试样时通过人工手持，在打磨过程中存在很大机械伤害风险，安全隐患大，因此成为亟待解决的问题。

微纳米磁流变液阻尼器是一种新型智能阻尼器，采用了微纳米磁流体为其流动液体。该液体既具有磁性材料和流体的双重特性，又具有利用磁场控制流变性、热物理性和光学性能的能力。在无外加磁场时，磁流体宏观上不表现磁性；有外加磁场时，其表现为超顺磁性，同时在一定范围内，其黏度随着磁场强度的增强而变大。微纳米磁流变液阻尼器通过改变电流的大小，就能改变阻尼器的运动特性，在振动控制方面比其它阻尼器更有优势。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，通过采用微纳米磁流变液阻尼器，使得滑台在工作时更加稳定，提升了工作效率。

为实现上述目的设计一种新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，包括微纳米磁流变液阻尼器10、回转台机构3、抛光盘机构4、滑台5、电主轴6、液压传动***8、箱体9、变速箱12和三相电机13，所述滑台5套设于微纳米磁流变液阻尼器10上，所述微纳米磁流变液阻尼器10上端装设有液压传动***8，所述滑台5与液压传动***8相连，所述微纳米磁流变液阻尼器10下端可拆式连接在箱体9上，所述箱体9内安装有三相电机13和变速箱12，所述三相电机13的输出端通过变速箱12连接传动轴23，所述传动轴23另一端安装有回转台机构3，所述回转台机构3上方设有抛光盘机构4，所述抛光盘机构4安装在电主轴6上，所述电主轴6另一端固定连接在滑台5上，所述微纳米磁流变液阻尼器10、电主轴6、液压传动***8、三相电机13分别与控制中心1连接。

所述微纳米磁流变液阻尼器10包括活塞轴15、法兰盘16及腔体19，所述活塞轴15可拆式连接在箱体9上，所述腔体19通过法兰盘16套装于活塞轴15上，所述法兰盘16处设置有四氟材料垫圈17、铜垫圈18，所述腔体19顶端通过四氟材料垫圈17、铜垫圈18与法兰盘16密封连接，所述腔体19底端通过密封件21与活塞轴15密封连接，所述活塞轴15上缠绕有励磁线圈20，所述腔体19内充有磁流变液。

所述抛光盘机构4包括抛光垫28、抛光盘29及夹紧环32，所述抛光垫28平铺于抛光盘29的下表面，所述抛光垫28四周向上折叠，所述抛光垫28四周的折叠处通过夹紧环32固定连接在抛光盘29上，所述抛光盘29通过螺母31安装在电主轴6上。

所述抛光垫28为抛光绒布或抛光砂纸。

所述回转台机构3包括防护罩22、回转台25及试件固定环26，所述回转台25通过销与传动轴23连接为一体，所述传动轴23通过轴承与底座2连接，所述底座2固定连接在箱体9上，所述轴承与回转台25之间装设有垫板24，所述回转台25***设有防护罩22，所述回转台25上通过试件固定环26固定有试件27。

所述液压传动***8包括液压缸，所述液压缸的活塞端通过弓形支架连接滑台5，所述滑台5在液压缸的带动下作上下移动。

所述滑台5底端处装设有红外测距仪11，所述液压传动***8下方装设有压力传感器7，所述红外测距仪11、压力传感器7用于调节抛光时的压力，所述红外测距仪11、压力传感器7分别与控制中心1连接。

所述电主轴6通过螺钉与滑台5固定连接为一体。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明采用了微纳米磁流变液阻尼器，通过改变电流进而改变磁场，使得微纳米磁流变液的粘性发生改变，从而使得滑台在工作时更加稳定。

(2)本发明采用可更换砂布/砂纸的抛光盘，从而实现试样由粗磨到精磨的过程，提升了工作效率，实现了一机多用的功能。

(3)本发明采用了固定环固定试样，并通过紧定螺钉可以实现对直径60-10mm规格范围内的试样进行固定加工。

[附图说明]

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明抛光盘机构处的剖面示意图；

图3是本发明回转台机构处的剖面示意图；

图4是本发明微纳米磁流变液阻尼器的结构示意图；

图5是本发明微纳米磁流变液阻尼器的剖面示意图；

图中：1、控制中心 2、底座 3、回转台机构 4、抛光盘机构 5、滑台6、电主轴 7、压力传感器 8、液压传动*** 9、箱体 10、微纳米磁流变液阻尼器 11、红外测距仪 12、变速箱 13、三相电机 15、活塞轴16、法兰盘 17、四氟材料垫圈 18、铜垫圈 19、腔体 20、励磁线圈 21、密封件 22、防护罩 23、传动轴 24、垫板 25、回转台 26、试件固定环27、试件 28、抛光垫 29、抛光盘 31、螺母 32、夹紧环。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图所示，本发明包括：微纳米磁流变液阻尼器10、回转台机构3、抛光盘机构4、滑台 5、电主轴 6、液压传动*** 8、箱体 9、变速箱12和三相电机13，滑台5套设于微纳米磁流变液阻尼器10上，微纳米磁流变液阻尼器10上端装设有液压传动***8，滑台5与液压传动***8相连，微纳米磁流变液阻尼器10下端可拆式连接在箱体9上，箱体9内安装有三相电机13和变速箱12，三相电机13的输出端通过变速箱12连接传动轴23，传动轴23另一端安装有回转台机构 3，回转台机构3上方设有抛光盘机构 4，抛光盘机构4安装在电主轴6上，电主轴6另一端固定连接在滑台5上，电主轴6通过螺钉与滑台5固定连接为一体，微纳米磁流变液阻尼器10、电主轴6、液压传动***8、三相电机13分别与控制中心1连接，控制中心1主要是对整个运转过程进行数据的采集和处理，以及对执行部件工作顺序的调节。

如附图5所示，微纳米磁流变液阻尼器10包括活塞轴15、法兰盘16及腔体19，活塞轴15可拆式连接在箱体9上，腔体19通过法兰盘16套装于活塞轴15上，法兰盘16处设置有四氟材料垫圈17、铜垫圈18，腔体19顶端通过四氟材料垫圈17、铜垫圈18与法兰盘16密封连接，腔体19底端通过密封件21与活塞轴15密封连接，四氟材料垫圈17、铜垫圈18以及密封件21对于阻尼器起到密封作用，活塞轴15上缠绕有励磁线圈20，腔体19内充满磁流变液，通过调节励磁线圈20中的电流产生磁场，进而改变磁流变液的粘性。该微纳米磁流变液阻尼器10主要用于平衡上工作台(滑台)的自身较大的重量，以及实现上工作台架上下移动，并且可以通过改变电流的大小，使得工作台更加稳定。

如附图2所示，抛光盘机构4包括抛光垫28、抛光盘29及夹紧环32，抛光垫28平铺于抛光盘29的下表面，抛光垫28四周向上折叠起来，抛光垫28四周的折叠处通过夹紧环32固定连接在抛光盘29上，抛光盘29通过上下两个螺母31安装在电主轴6上，抛光垫28为抛光绒布或抛光砂纸。

如附图3所示，回转台机构3包括防护罩22、回转台25及试件固定环26，回转台25通过销与传动轴23连接为一体，传动轴23通过轴承与底座2连接，底座2固定连接在箱体9上，轴承与回转台25之间装设有垫板24，垫板24支撑回转台25，回转台25***设有防护罩22，试样27通过试件固定环26固定在回转台25上。

本发明中，液压传动***8用于实现滑台5上下移动，可以调节对试件27的研磨压力，该液压传动***8包括液压缸，液压缸的活塞端通过弓形支架连接滑台5，滑台5在液压缸的带动下作上下移动。滑台5底端处装设有红外测距仪11，液压传动***8下方装设有压力传感器7，红外测距仪11、压力传感器7用于调节抛光时的压力，红外测距仪11、压力传感器7分别与控制中心1连接。

如附图1所示，本发明主要包括三大部分：控制***、循环***、执行部件，整个工作过程通过控制中心决定每个执行部件的工作顺序，完成数据的采集和处理，并在在控制面板上呈现出来；在该实验机工作过程中，三相电机通电，通过变速箱带动回转台低速旋转，保证每个试件抛光均匀。最后，液压传动***中的液压缸先处于浮动状态，微纳米磁流变液阻尼器减弱电流，滑台在自重的作用下自动下移，当抛光盘即将达到与试件接触的位置时，微纳米磁流变液阻尼器增大电流至初始状态，液压传动***中的液压缸开始工作，并在红外测距仪和压力传感器的作用下调节抛光时的压力，以达到设定的抛光压力。当根据设定的抛光时间和抛光压力工作一段时间后，磁流变液阻尼器电流减小，液压传动***将滑台拉回到起始位置，同时电主轴停止旋转。磁流变液阻尼器电流恢复到初始值，取出试件检测抛光效果。

本发明通过液压传动控制滑台的自由移动，利用阻尼器进行滑动调节和支承控制。其设计的特殊夹具可将不同类型的抛光绒布或者砂纸固定在抛光盘上，抛光盘直接安装在已固定的电主轴上，从而实现抛光盘在速度可调的环境下旋转。利用特制夹具将不同规格的试件固定在回转台上，以较低的转速旋转。以保证金相试件的质量、消除安全隐患、降低操作者的劳动强度、提高了工作效率。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，包括微纳米磁流变液阻尼器(10)、回转台机构(3)、抛光盘机构(4)、滑台(5)、电主轴(6)、液压传动***(8)、箱体(9)、变速箱(12)和三相电机(13)，其特征在于：所述滑台(5)套设于微纳米磁流变液阻尼器(10)上，所述微纳米磁流变液阻尼器(10)上端装设有液压传动***(8)，所述滑台(5)与液压传动***(8)相连，所述微纳米磁流变液阻尼器(10)下端可拆式连接在箱体(9)上，所述箱体(9)内安装有三相电机(13)和变速箱(12)，所述三相电机(13)的输出端通过变速箱(12)连接传动轴(23)，所述传动轴(23)另一端安装有回转台机构(3)，所述回转台机构(3)上方设有抛光盘机构(4)，所述抛光盘机构(4)安装在电主轴(6)上，所述电主轴(6)另一端固定连接在滑台(5)上，所述微纳米磁流变液阻尼器(10)、电主轴(6)、液压传动***(8)、三相电机(13)分别与控制中心(1)连接；所述微纳米磁流变液阻尼器(10)包括活塞轴(15)、法兰盘(16)及腔体(19)，所述活塞轴(15)可拆式连接在箱体(9)上，所述腔体(19)通过法兰盘(16)套装于活塞轴(15)上，所述法兰盘(16)处设置有四氟材料垫圈(17)、铜垫圈(18)，所述腔体(19)顶端通过四氟材料垫圈(17)、铜垫圈(18)与法兰盘(16)密封连接，所述腔体(19)底端通过密封件(21)与活塞轴(15)密封连接，所述活塞轴(15)上缠绕有励磁线圈(20)，所述腔体(19)内充有磁流变液；所述抛光盘机构(4)包括抛光垫(28)、抛光盘(29)及夹紧环(32)，所述抛光垫(28)平铺于抛光盘(29)的下表面，所述抛光垫(28)四周向上折叠，所述抛光垫(28)四周的折叠处通过夹紧环(32)固定连接在抛光盘(29)上，所述抛光盘(29)通过螺母(31)安装在电主轴(6)上。

2.如权利要求1所述的新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，其特征在于：所述抛光垫(28)为抛光绒布或抛光砂纸。

3.如权利要求2所述的新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，其特征在于：所述回转台机构(3)包括防护罩(22)、回转台(25)及试件固定环(26)，所述回转台(25)通过销与传动轴(23)连接为一体，所述传动轴(23)通过轴承与底座(2)连接，所述底座(2)固定连接在箱体(9)上，所述轴承与回转台(25)之间装设有垫板(24)，所述回转台(25)***设有防护罩(22)，所述回转台(25)上通过试件固定环(26)固定有试件(27)。

4.如权利要求3所述的新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，其特征在于：所述液压传动***(8)包括液压缸，所述液压缸的活塞端通过弓形支架连接滑台(5)，所述滑台(5)在液压缸的带动下作上下移动。

5.如权利要求4所述的新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，其特征在于：所述滑台(5)底端处装设有红外测距仪(11)，所述液压传动***(8)下方装设有压力传感器(7)，所述红外测距仪(11)、压力传感器(7)用于调节抛光时的压力，所述红外测距仪(11)、压力传感器(7)分别与控制中心(1)连接。

6.如权利要求5所述的新型磁流变阻尼可控多功能金相研磨装置，其特征在于：所述电主轴(6)通过螺钉与滑台(5)固定连接为一体。