CN108318363A - 用于底枢蘑菇头磨损的检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于底枢蘑菇头磨损的检测装置及其检测方法，通过旋转底枢蘑菇头和上下移动测量装置，利用测针与蘑菇头表面接触，测得蘑菇头的表面数据，对数据处理后重构出蘑菇头的球面，将磨损前和磨损后的球面进行比对，从而获得蘑菇头的磨损特征，实现对磨损表面的粗糙度、磨损长度、磨损形状以及磨损体积等参数的检测和评估，便于磨损机理研究，对预防和减缓磨损具有重要意义。本发明提供的检测装置具有结构简单、操作方便和制作成本低等优点，可对不同尺寸的底枢蘑菇头进行磨损检测，而且其检测方法步骤简单，能够突破球面磨损量难以测量的限制，提高检测结果的准确性，可对曲面物体的磨损进行高精度检测。
Description
技术领域
本发明属于机械检测技术领域，具体涉及用于底枢蘑菇头磨损的检测装置及其检测方法。
背景技术
随着中国内陆航运的发展，江河中船只通行量大大增加，船闸的通过量远超它的设计量，船闸经常处于满荷通行或者超荷通行。由于闸门的日开关次数过多，造成闸门底枢蘑菇头磨损而使闸门有一定角度的倾斜，导致闸门不能关紧。所以预测出底枢摩擦副磨损失效的时间，及时地维修和更换底枢比完全失效后去更换所花时间少得多，大大减少船闸暂时不通行带来的经济损失。
为了研究底枢摩擦副摩擦磨损机理，需设计并制造一套人字闸门底枢摩擦副磨损模拟试验台，通过调节各种试验参数以模拟底枢的真实运转工况。以磨损量为判断标准，得出各因素对底枢摩擦副磨损影响程度。试验台制造完成后，试验过程中需离线检测出底枢摩擦副的磨损状况，因此需进行底枢摩擦副摩擦磨损试验。在试验的过程中，闸门运行到一定次数需拆卸底枢观察磨损状况，因此对底枢磨损进行检测。底枢重量较大，一般有几十千克，底枢磨损量也不大，称重法测量精度达不到要求；底枢蘑菇头是曲面，难以直接测量其磨痕长度、深度，故不可用标尺直接测量；底枢磨损磨屑不易收集，难以准确称磨屑重量，在脂润滑条件下磨屑会混入废脂中，分离手段复杂，且依赖对废脂的取样,故磨屑分析法也不适用；定义底枢使用寿命，需确定最大磨损量，拟采用最大磨损深度来表征，最大磨损深度达到一定值就相当于底枢达到预期寿命，因此采用的磨损检测方法需能测出最大磨损深度，而化学分析法不适用；试验过程中，一件试样需运行一定次数后需测一次磨损量，完成一次试验需检测几次试验的磨损量，所以设计一种耗时少、准确度高的磨损检测装置及检测方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于底枢蘑菇头磨损的检测装置及其检测方法，不仅检测装置的结构简单、操作方便和制作成本低，能对不同尺寸的底枢蘑菇头进行磨损检测，而且检测方法步骤简单，能够突破球面磨损量难以测量的限制，提高检测结果的准确性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，包括底座、载物台、立柱和测量装置，载物台与底座轴连接，立柱与底座固定连接，测量装置通过连接杆与立柱连接，连接杆带动测量装置在竖直方向移动；
所述的测量装置包括与测量杆相连的传感检测器，传感检测器用于检测测量杆在水平方向的位移。
优选的方案中，所述的载物台侧面均匀布置四个握柄，蘑菇头放置于载物台的凹孔中，凹孔侧壁设有两个对称的螺杆孔，通过螺杆将蘑菇头顶紧固定于载物台上，载物台顶面设有角度盘，载物台底部通过旋转轴与底座连接。
优选的方案中，所述的立柱设有竖直滑槽和第一滑块，连接杆一端与第一滑块固定连接，连接杆沿立柱在竖直方向移动。
优选的方案中，所述的测量装置为千分表。
优选的方案中，所述的连接杆设有水平滑槽和第二滑块，测量杆与第二滑块固定连接，测量杆沿连接杆在水平方向移动。
优选的方案中，所述的连接杆在靠近待测底枢蘑菇头的一端设有磁性材料制成的测针，测针能自动吸附在铁质底枢蘑菇头的表面。
优选的方案中，还包括控制***，所述的控制***包括旋转电机和计算机，旋转电机安装在底座上，旋转电机的输出轴与载物台底部连接，计算机分别与旋转电机和传感检测器电连接，传感检测器为光栅尺传感器，计算机控制旋转电机带动载物台旋转的角度，光栅尺传感器将检测的信号传输至计算机。
优选的方案中，所述的立柱包括电动伸缩杆，电动伸缩杆与计算机电连接，计算机控制电动伸缩杆带动连接杆在竖直方向移动。
为解决上述技术问题，本发明还提供采用所述的检测装置对底枢蘑菇头磨损的检测方法，其特征是：包含如下步骤：
1）将底枢蘑菇头表面清理干净后，放置在载物台上；
2）安装测量装置，将其测量杆调整到合适位置并调零；
3）载物台旋转一定角度，使测量装置的测针与蘑菇头球面接触，测得该点的数据，待载物台旋转测量一个圆周的数据后，通过连接杆带动测量装置在竖直方向移动一定距离，再将载物台旋转一定角度，测得下一圆周的数据，以此周期测量，直至将整个球面测量完毕，获得蘑菇头的球面数据；
4）将所得数据进行分析处理，得出蘑菇头的表面轮廓图；
5）将磨损前和磨损后的球面轮廓图进行比对，获得底枢蘑菇头的磨损特征，其中的体积差为整体磨损量，还包括局部的磨损面积、磨损深度、磨损宽度等磨损特征量。
优选的方案中，所述的旋转一定角度为1-10度，移动一定距离为1-5mm。
本发明提供用于底枢蘑菇头磨损的检测装置及其检测方法，利用载物台旋转底枢蘑菇头，通过测量杆的测针与蘑菇头表面接触，获得一个圆周的轮廓数据后，通过连接杆带动测量装置在竖直方向移动，测得不同圆周的轮廓数据，获得蘑菇头的球面数据，对数据处理后重构出蘑菇头的球面，将磨损前和磨损后的球面进行比对，从而获得蘑菇头的磨损特征，实现对磨损表面的粗糙度、磨损长度、磨损形状以及磨损体积等参数的检测和评估，便于磨损机理研究，对预防和减缓磨损具有重要意义。本发明提供的检测装置具有结构简单、操作方便和制作成本低等优点，可对不同尺寸的底枢蘑菇头进行磨损检测，而且其检测方法步骤简单，能够突破球面磨损量难以测量的限制，提高检测的效率和准确性，可对曲面物体的磨损进行高精度检测。此外，本发明不局限于底枢蘑菇头的磨损检测，还适用于其它曲面物体的磨损检测，应用范围广泛。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视示意图；
图3为本发明中载物台的结构示意图；
图4为本发明的控制结构示意图；
图中：底座1，载物台2，立柱3，测量装置4，连接杆5，测量杆6，传感检测器7，第二滑块8，测针9，旋转电机10，计算机11，电动伸缩杆12，握柄201，螺杆孔202，旋转轴203。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明，实施例仅用于说明本发明，不限于本发明的范围。
如图1-4中，用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，包括底座1、载物台2、立柱3和测量装置4，载物台2与底座1轴连接，立柱3与底座1固定连接，测量装置4通过连接杆5与立柱3连接，连接杆5带动测量装置4在竖直方向移动，所述的测量装置4包括与测量杆6相连的传感检测器7，传感检测器7用于检测测量杆6在水平方向的位移。利用载物台2带动底枢蘑菇头旋转，通过测量杆6与蘑菇头表面接触，获得一个圆周的轮廓数据后，通过连接杆5带动测量装置4在竖直方向移动，测得不同圆周的轮廓数据，获得蘑菇头的球面数据，对数据处理后重构出蘑菇头的球面，将磨损前和磨损后的球面进行比对，从而获得蘑菇头的磨损特征，实现对磨损表面的粗糙度、磨损长度、磨损形状以及磨损体积等参数的检测和评估。
优选的方案中，所述的载物台2侧面均匀布置四个握柄201，蘑菇头放置于载物台的凹孔中，凹孔侧壁设有两个对称的螺杆孔202，通过螺杆将蘑菇头顶紧固定于载物台2上，载物台2顶面设有角度盘，通过角度盘测量载物台2带动蘑菇头旋转角度，载物台2底部通过旋转轴203与底座1连接，实现载物台2自由旋转。
优选的方案中，所述的立柱3设有竖直滑槽和第一滑块，连接杆5一端与第一滑块固定连接，连接杆5沿立柱3在竖直方向移动。连接杆5通过第一滑块沿立柱3在竖直方向移动，从而带动测量装置4在竖直方向移动，以测得不同圆周的轮廓数据。
优选的方案中，所述的测量装置4为数显千分表，数显千分表可方便、直接读出测量杆的位移，利用对测量杆位于检测的高精度，以提高对底枢蘑菇头磨损的检测精度。
优选的方案中，所述的连接杆5设有水平滑槽和第二滑块8，测量杆6与第二滑块8固定连接，测量杆6沿连接杆5在水平方向移动。利用第二滑块8在水平滑槽内滑动，确保测量杆6的移动方向为水平，从而提高检测结果的准确性。
优选的方案中，所述的连接杆5在靠近待测底枢蘑菇头的一端设有磁性材料制成的测针9，测针9能自动吸附在铁质底枢蘑菇头的表面。利用磁力的自动吸附在铁质底枢蘑菇头的表面，一方面使得检测更方便，减轻检测人员的劳动强度，另一方面减少人为操作的误差，提高对曲面物体磨损检测的精度。
优选的方案中，还包括控制***，所述的控制***包括旋转电机10和计算机11，旋转电机10安装在底座1上，旋转电机10的输出轴与载物台2底部连接，计算机11分别与旋转电机10和传感检测器7电连接，传感检测器7为光栅尺传感器，计算机11控制旋转电机10带动载物台2旋转的角度，光栅尺传感器将检测的信号传输至计算机11。计算机11根据预设的运行参数，控制旋转电机10的旋转角度，自动记录并分析光栅尺传感器的数据信号，减少人为操作的误差，提高检测装置的自动化程度和检测效率，实现对曲面物体的磨损进行高精度检测。
优选的方案中，所述的立柱3包括电动伸缩杆12，电动伸缩杆12安装在立柱3内，电动伸缩杆12与计算机11电连接，计算机11控制电动伸缩杆12带动连接杆5在竖直方向移动。计算机11根据预设的运行参数，在对底枢蘑菇头进行一个圆周的轮廓数据后，自动控制电动伸缩杆12带动连接杆5在竖直方向移动预设高度，减少人为操作的误差，减轻检测人员的劳动强度，提高对曲面物体磨损检测的精度。
为解决上述技术问题，本发明还提供采用所述的检测装置对底枢蘑菇头磨损的检测方法，其特征是：包含如下步骤：
1）将底枢蘑菇头表面清理干净后，放置在载物台2上；
2）安装测量装置4，将其测量杆6调整到合适位置并调零；
3）载物台旋转一定角度，使测量装置4的测针9与蘑菇头球面接触，测得该点的数据，待载物台旋转测量一个圆周的数据后，通过连接杆5带动测量装置4在竖直方向移动一定距离，再将载物台旋转一定角度，测得下一圆周的数据，以此周期测量，直至将整个球面测量完毕，获得蘑菇头的球面数据；
4）将所得数据进行分析处理，得出蘑菇头的表面轮廓图；
5）将磨损前和磨损后的球面轮廓图进行比对，获得底枢蘑菇头的磨损特征，其中的体积差为整体磨损量，还包括局部的磨损面积、磨损深度、磨损宽度等磨损特征量。
优选的方案中，所述的旋转一定角度为3度，移动一定距离为2mm，在满足检测精度的同时，提升检测效率。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征在于：包括底座（1）、载物台（2）、立柱（3）和测量装置（4），载物台（2）与底座（1）轴连接，立柱（3）与底座（1）固定连接，测量装置（4）通过连接杆（5）与立柱（3）连接，连接杆（5）带动测量装置（4）在竖直方向移动；
所述的测量装置（4）包括与测量杆（6）相连的传感检测器（7），传感检测器（7）用于检测测量杆（6）在水平方向的位移。
2.根据权利要求1所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征是：所述的载物台（2）侧面均匀布置四个握柄（201），蘑菇头放置于载物台的凹孔中，凹孔侧壁设有两个对称的螺杆孔（202），通过螺杆将蘑菇头顶紧固定于载物台（2）上，载物台（2）顶面设有角度盘，载物台（2）底部通过旋转轴（203）与底座（1）连接。
3.根据权利要求1所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征是：所述的立柱（3）设有竖直滑槽和第一滑块，连接杆（5）一端与第一滑块固定连接，连接杆（5）沿立柱（3）在竖直方向移动。
4.根据权利要求1所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征是：所述的测量装置（4）为千分表。
5.根据权利要求1所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征是：所述的连接杆（5）设有水平滑槽和第二滑块（8），测量杆（6）与第二滑块（8）固定连接，测量杆（6）沿连接杆（5）在水平方向移动。
6.根据权利要求1所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征是：所述的连接杆（5）在靠近待测底枢蘑菇头的一端设有磁性材料制成的测针（9），测针（9）能自动吸附在铁质底枢蘑菇头的表面。
7.根据权利要求1所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征是：还包括控制***，所述的控制***包括旋转电机（10）和计算机（11），旋转电机（10）安装在底座（1）上，旋转电机（10）的输出轴与载物台（2）底部连接，计算机（11）分别与旋转电机（10）和传感检测器（7）电连接，传感检测器（7）为光栅尺传感器，计算机（11）控制旋转电机（10）带动载物台（2）旋转的角度，光栅尺传感器将检测的信号传输至计算机（11）。
8.根据权利要求7所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测装置，其特征是：所述的立柱（3）包括电动伸缩杆（12），电动伸缩杆（12）与计算机（11）电连接，计算机（11）控制电动伸缩杆（12）带动连接杆（5）在竖直方向移动。
9.根据权利要求1～8任一项所述的检测装置对底枢蘑菇头磨损的检测方法，其特征是：包含如下步骤：
1）将底枢蘑菇头表面清理干净后，放置在载物台（2）上；
2）安装测量装置（4），将其测量杆（6）调整到合适位置并调零；
3）载物台旋转一定角度，使测量装置（4）的测针（9）与蘑菇头球面接触，测得该点的数据，待载物台旋转测量一个圆周的数据后，通过连接杆（5）带动测量装置（4）在竖直方向移动一定距离，再将载物台旋转一定角度，测得下一圆周的数据，以此周期测量，直至将整个球面测量完毕，获得蘑菇头的球面数据；
4）将所得数据进行分析处理，得出蘑菇头的表面轮廓图；
5）将磨损前和磨损后的球面轮廓图进行比对，获得底枢蘑菇头的磨损特征，其中的体积差为整体磨损量，还包括局部的磨损面积、磨损深度、磨损宽度等磨损特征量。
10.根据权利要求9所述的用于底枢蘑菇头磨损的检测方法，其特征是：所述的旋转一定角度为1-10度，移动一定距离为1-5mm。
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