CN112816356A - 一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,包括工作台、工件驱动机构、测量***和加压装置。与现有技术相比,本发明的积极效果是:本装置的工件驱动机构提供了打磨压力与打磨速度,通过调节电机转速与加压装置的压力,模拟实际打磨作业时的打磨速度与打磨压力。通过工件驱动机构带动砂轮转动,与实际作业中的砂轮工作原理相同。同时,装置配套了电气控制***,可对砂轮的实际打磨压力、转速等进行实时测量,对液压压力与工件转速进行实时调节,最终得到与实际打磨作业相近的砂轮磨耗比,科学、准确地反映出快速打磨砂轮的打磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置。
背景技术
随着我国铁路运输高速重载的快速发展,轮轨接触摩擦而造成的钢轨损伤越来越严重,出现如波磨、裂纹、肥边、剥落等病害,钢轨打磨是最为经济有效的钢轨表面维护和保养措施。钢轨打磨能预防和消除钢轨表面的损伤,延长钢轨的使用寿命,是一种有效而且非常经济的维修手段。
快速打磨车带动砂轮高速行驶,对钢轨进行磨削作用。砂轮以一定角度安装在快速打磨车上,通过快速打磨车对砂轮施加一定压力,与钢轨表面接触;与此同时快速打磨车沿着钢轨前进,对钢轨线路进行打磨作业。钢轨打磨过程中钢轨与砂轮界面存在复杂的材料去除和摩擦学行为。
我国钢轨打磨技术起步较晚,在技术上没有国外成熟,尽管国内开展了钢轨快速打磨技术及磨削性能试验装置的研究,但都是使用小样测试的试验平台,与实际使用的砂轮差距较大;且工件转速较慢,无法模拟出实际打磨作业的行进速度,不能科学、准确的反映快速打磨砂轮的打磨性能。此外,现有快速打磨砂轮磨削性能试验装置还存在结构设计不合理,与实际打磨作业情况相矛盾的情况。因此,需要一种能科学、准确反映快速打磨砂轮磨削性能的试验装置。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点,本发明提出了一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,包括工作台、工件驱动机构、测量***和加压装置,其中:
所述工作台包括砂轮、砂轮夹具、安装平台和平台支撑,在所述平台支撑上设置安装平台,在安装平台上固定砂轮夹具;
所述工件驱动机构包括位置调整装置、打磨电机、工件夹具和工件,在所述位置调整装置的垂直方向上设置有导轨,在导轨上设置电机安装框架,打磨电机固定在电机安装框架上;所述工件夹具与打磨电机的主轴连接;
所述测量***包括分别对砂轮打磨时的状态、液压缸施加压力、实际打磨压力、砂轮转速进行测量的砂轮破碎识别传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和转速传感器;
所述加压装置包括支撑框架和设置在支撑框架上的油缸,所述油缸通过油管与液压站连接,所述油缸的活塞推动电机安装框架在位置调整装置的导轨上移动。
与现有技术相比,本发明的积极效果是:
本装置的工件驱动机构提供了打磨压力与打磨速度,通过调节电机转速与加压装置的压力,模拟实际打磨作业时的打磨速度与打磨压力。通过工件驱动机构带动砂轮转动,与实际作业中的砂轮工作原理相同。同时,装置配套了电气控制***,可对砂轮的实际打磨压力、转速等进行实时测量,对液压压力与工件转速进行实时调节,最终得到与实际打磨作业相近的砂轮磨耗比,科学、准确地反映出快速打磨砂轮的打磨性能。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1为快速打磨砂轮磨削性能试验装置的结构示意图;
图2为快速打磨砂轮结构示意图;
图3为磨削试验时工件与砂轮摩擦体接触示意图;
图4为砂轮安装示意图;
图5为工件装夹示意图;
附图标记说明:1、液压站;2、油管;3、支撑框架;4、油缸;5、第一压力传感器;6、位置调整装置;7、砂轮破碎识别传感器;8、打磨电机;9、电机安装框架;10、工件夹具;11、工件;12、砂轮;13、砂轮夹具;14、第二压力传感器;15、转速传感器;16、安装平台;17、平台支撑;18、集尘装置;19、防护挡板;20、操作台;121、摩擦体;122、套筒;123、滚动轴承;124、芯棒。
具体实施方式
一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,如图1所示,主要包括:工作台、工件驱动机构、测量***、辅助装置、电气控制***。其中:
工作台主要包括砂轮12、砂轮夹具13、安装平台16和平台支撑17。砂轮的结构如图2所示,包括摩擦体121、套筒122、滚动轴承123、芯棒124,芯棒124穿过滚动轴承123的中心,二者采用过盈配合;套筒122两端设置滚动轴承123,滚动轴承123与套筒122的装配采用过盈配合,摩擦体121嵌在套筒122上。如图4所示,砂轮12被安装在砂轮夹具13上,砂轮夹具13上预留通孔,通过螺栓将砂轮夹具13固定在安装平台16上。在工件11的下方对称安装两个砂轮,砂轮与工件的相对位置如图3所示,在实际打磨过程中,砂轮与钢轨不是垂直接触,二者之间存在夹角,所以砂轮需要相对于工件倾斜放置,为了使工件受到砂轮磨削力的合力尽量减小,砂轮关于工件对称放置。当旋转状态下的工件11与两个砂轮12的摩擦体121接触时,工件11带动砂轮12旋转并产生磨削作用,工件线速度可达到80km/h。通过安装在砂轮夹具13下的第二压力传感器14,可以测量砂轮的实际打磨压力。
安装平台16能够适用外径φ120mm及φ160mm快速打磨砂轮的安装,只需要更换砂轮夹具13,便可测试不同型号的砂轮,工作台本身无驱动。
工件驱动机构主要包括位置调整装置6、打磨电机8、工件夹具10和工件11。打磨电机8固定在安装框架9上,在位置调整装置6垂直方向上有导轨,安装框架9可以在导轨上带动打磨电机8一起移动,打磨电机8的转速可以通过操作台20调节。如图5所示,工件11通过工件夹具10与打磨电机8的主轴连接,随打磨电机8旋转。工件夹具与主轴的连接方式类似法兰连接,与工件之间通过预留一圈圆孔,使用螺丝固定工件。
测量***包括砂轮破碎识别传感器7、第一压力传感器5、第二压力传感器14、转速传感器15,分别对砂轮打磨时的状态、液压缸施加压力、实际打磨压力、砂轮转速进行测量。第一压力传感器5放置在油缸4下方,测量液压缸对打磨电机8提供的压力,第二压力传感器14放置在砂轮夹具13下方,测量实际打磨压力;砂轮破碎识别传感器7、转速传感器15位置无硬性要求,可感应出相关测试量即可。各个测量数据均通过操作台20上的触摸显示屏显示。
辅助装置包括加压装置、集尘装置18、安全防护挡板19。所述加压装置包括液压站1、油管2、支撑框架3、油缸4,油缸4设置在支撑框架上,通过油管2与液压站1连接;油缸4的活塞推动电机安装框架9在位置调整装置6的导轨上移动,当工件11与砂轮12接触后第二压力传感器14开始采集试验力,液压站1配有针阀控制装置,可通过试验力传感器采集的力值实时调整所需试验力。压力大小可以根据操作台20调节;安全防护挡板19防止火花飞溅与砂轮破裂时碎块飞出。
整个控制***包含工业计算机、显示器、板卡等电器元件,实时控制、显示试验中的各项参数,并绘制数据曲线,直观的查看试验过程,试验完成后可打印试验数据曲线。
本发明的工作原理为:
1)在工作台的安装平台16上配置了转速传感器15,可以准确得出砂轮的实际转速。
2)打磨时两个砂轮样品12对称分布在工件11两侧,同时进行磨削试验,分别对两个砂轮的状态、实际打磨压力、转速进行测量。与单砂轮试验的模式相比,避免了工件单侧受力造成试验结果误差较大的情况。
3)与目前现有的打磨装置相比,本装置的工件线速度可达到80km/h,可以模拟出实际打磨的行进速度。
4)使用1:1大小的砂轮进行实验,能更真实地模拟现场打磨过程中钢轨与磨石间的相互作用,实验结果更可靠、准确,能为现场钢轨打磨作业提供更可靠的试验依据。
Claims (10)
1.一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:包括工作台、工件驱动机构、测量***和加压装置,其中:
所述工作台包括砂轮、砂轮夹具、安装平台和平台支撑,在所述平台支撑上设置安装平台,在安装平台上固定砂轮夹具;
所述工件驱动机构包括位置调整装置、打磨电机、工件夹具和工件,在所述位置调整装置的垂直方向上设置有导轨,在导轨上设置电机安装框架,打磨电机固定在电机安装框架上;所述工件夹具与打磨电机的主轴连接;
所述测量***包括分别对砂轮打磨时的状态、液压缸施加压力、实际打磨压力、砂轮转速进行测量的砂轮破碎识别传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和转速传感器;
所述加压装置包括支撑框架和设置在支撑框架上的油缸,所述油缸通过油管与液压站连接,所述油缸的活塞推动电机安装框架在位置调整装置的导轨上移动。
2.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:在所述工件的下方对称安装两个砂轮。
3.根据权利要求2所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:所述砂轮相对于工件倾斜设置。
4.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:所述砂轮包括摩擦体、套筒、滚动轴承和芯棒,所述芯棒穿过滚动轴承的中心,二者采用过盈配合;所述套筒两端设置滚动轴承,滚动轴承与套筒的装配采用过盈配合;所述摩擦体嵌在套筒上。
5.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:所述工件夹具与打磨电机的主轴之间采用法兰连接。
6.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:所述工件夹具与工件之间预留一圈圆孔,使用螺丝固定工件。
7.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:在安装平台上设置有集尘装置。
8.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:在安装平台四周设置有安全防护挡板。
9.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:所述液压站配有针阀控制装置。
10.根据权利要求1所述的一种快速打磨砂轮磨削性能试验装置,其特征在于:所述安装平台适用外径φ120mm和外径φ160mm砂轮的安装。
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