廣東省燕達(dá)橡塑制品廠 廣東廣州 510540

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展鋼絲液壓膠管用量越來(lái)越大，各工程機(jī)械主機(jī)廠均要求液壓膠管?chē)?yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)、過(guò)程控制。由于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容上也逐漸與國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)等同，所以對(duì)鋼絲液壓膠管的外膠層的耐磨性能也做了性能要求。本文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)檢測(cè)外膠層耐磨性能的磨耗試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析、探討，并利用新型機(jī)構(gòu)給出新的設(shè)計(jì)方案，以供參考。

關(guān)鍵詞：液壓橡膠軟管；光桿排線器；磨耗試驗(yàn)機(jī)

目前，鋼絲液壓膠管?chē)?guó)家采用的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)分別為GB/T 10544-2003《鋼絲纏繞增強(qiáng)外覆橡膠的液壓橡膠軟管和軟管組合件》（ISO 3862-1：2001，IDT）和GB/T 3683.1-2006《橡膠軟管及軟管組合件 鋼絲編織增強(qiáng)液壓型 規(guī)范第1部分：油基流體適用》（ISO 1436-1：2001，IDT），因其與ISO標(biāo)準(zhǔn)接軌，所以對(duì)橡膠軟管外膠層的耐磨性能也根據(jù)ISO 6945-1983作了試驗(yàn)測(cè)定的要求，其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為GB/T 12721-1991，名稱為《橡膠軟管 外膠層耐磨耗性能的測(cè)定》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了橡膠軟管外膠層耐磨性能的測(cè)定方法，其適用于帶有織物或鋼絲增強(qiáng)層、并具有規(guī)定光滑和平整程度的外膠層的液壓軟管及其他相類(lèi)似的軟管。

在標(biāo)準(zhǔn)中，給出了耐磨耗性能測(cè)定的典型試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，如下圖所示：

圖1

一、該裝置具體功能要求

1.磨具沿試樣做100mm長(zhǎng)的正弦波往復(fù)運(yùn)動(dòng)，速率為1.25Hz，并且移動(dòng)長(zhǎng)度的中點(diǎn)應(yīng)與組裝好的試驗(yàn)臺(tái)和芯軸的中點(diǎn)相重合，磨具和試樣的軸線應(yīng)在中點(diǎn)處互相垂直，移動(dòng)平面應(yīng)與試樣的縱向軸線相平行。

2.要求有記錄裝置，用以記錄所完成的循環(huán)次數(shù)，并可預(yù)先設(shè)定至完成試驗(yàn)所規(guī)定的循環(huán)次數(shù)。

3.在磨具與試樣的接觸時(shí)，在接觸處要有對(duì)磨具施加50±0.5N垂直力的負(fù)荷。

二、根據(jù)試驗(yàn)裝置的要求，裝置設(shè)計(jì)必須滿足的設(shè)計(jì)功能

1.能循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，行程200mm。

2.裝有電子計(jì)數(shù)器及距離感應(yīng)器，用以對(duì)循環(huán)次數(shù)進(jìn)行控制。

3.要有施加外力的裝置，并保持恒定。

三、設(shè)計(jì)方案

如果采用標(biāo)準(zhǔn)中簡(jiǎn)圖所示的傳統(tǒng)曲柄設(shè)計(jì)方案，那么整個(gè)試驗(yàn)裝置不僅體積偏大，而且重量也會(huì)較重。下面我們重點(diǎn)談?wù)劺靡环N比較專(zhuān)業(yè)的裝置來(lái)設(shè)計(jì)這種磨耗試驗(yàn)裝置。請(qǐng)見(jiàn)下圖所示的光桿排線器，它是鋼絲合股機(jī)上比較常用的專(zhuān)用機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：

圖2

該類(lèi)排線器的工作原理為，光桿轉(zhuǎn)動(dòng)，排線器內(nèi)的推力軸承由于與光桿的摩擦力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)排線器在光桿上以一定的螺距進(jìn)行走動(dòng)。當(dāng)換向軸承碰到預(yù)設(shè)的限位裝置后，由于換向彈簧的作用，換向臂發(fā)生轉(zhuǎn)向，排線器內(nèi)的推力軸承發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn)，排線器向反方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)排線器的來(lái)回?cái)[動(dòng)。

實(shí)現(xiàn)了往復(fù)運(yùn)動(dòng)，我們就要考慮如何實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)所要求的速率。根據(jù)對(duì)摩擦力的分析，我們選用100W電機(jī)和變頻器實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能。在這里我們用DGBOST公司BVF系列變頻器為例，我們選擇0.4kW的變頻器。該型號(hào)變頻器體積很小，有380V和220V的輸出電壓選擇，完全與電機(jī)匹配。電機(jī)和變頻器選擇了，那怎么可以使其運(yùn)動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求而使其自動(dòng)停止呢？那就要考慮變頻器、計(jì)數(shù)器和距離感應(yīng)器的組合使用。變頻器的性能大家都有所了解，其輸出速度、頻率均可以調(diào)節(jié)，通過(guò)信號(hào)端口的設(shè)置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車(chē)功能。那停車(chē)的信號(hào)又是怎么傳遞到變頻器上的呢。我們通過(guò)距離感應(yīng)器和電子計(jì)數(shù)器的使用來(lái)達(dá)到目標(biāo)。距離感應(yīng)器（如圖4）的工作原理是當(dāng)有金屬件在距離感應(yīng)器的感應(yīng)端頭前晃動(dòng)，距離感應(yīng)器就可發(fā)出一個(gè)信號(hào)。如果我們將計(jì)數(shù)器（如圖5）的輸入端與距離感應(yīng)器的輸出端相連，那么距離感應(yīng)器的信號(hào)就會(huì)傳到計(jì)數(shù)器上，計(jì)數(shù)器上就會(huì)顯示1。如

圖3

圖4

果距離感應(yīng)器不斷地給計(jì)數(shù)器傳遞信號(hào)，那計(jì)數(shù)器就會(huì)不斷地加1。當(dāng)數(shù)值到達(dá)我們?cè)O(shè)定的數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)器常閉端口就會(huì)斷開(kāi)，從而斷開(kāi)電機(jī)電源。知道這個(gè)原理后，我們就開(kāi)始演算試驗(yàn)的參數(shù)條件。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12721規(guī)定要求能使磨具沿試樣做100mm長(zhǎng)的正弦波往復(fù)運(yùn)動(dòng)，速率為1.25Hz（每一循環(huán)行程等于200mm）。通過(guò)折算，即0.8s走200mm（250mm/s）。通過(guò)排線器的循環(huán)距離設(shè)置，排線器的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)11圈，剛好完成一個(gè)200mm的循環(huán)行程。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10544要求試驗(yàn)作2000個(gè)循環(huán)周期，因此相當(dāng)于排線器主軸轉(zhuǎn)22000轉(zhuǎn)，按行程換算即18.18mm/r。在主軸的一端安裝上一個(gè)同步輪與電機(jī)的同步輪相連，兩個(gè)同步帶輪的速比為1：1，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速視為擺線器主軸的轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min，即424.14mm/s，是行程標(biāo)準(zhǔn)的1.6965倍。因此需要通過(guò)變頻器將電機(jī)降速，通過(guò)換算，我們可以將電機(jī)的頻率調(diào)節(jié)為29.65Hz，這樣就可以滿足設(shè)計(jì)目了。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)和各種電器控制組合，我們將本來(lái)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)設(shè)備改成完全自動(dòng)化的試驗(yàn)設(shè)備，可以精確地到達(dá)試驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)，完全不用人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，是一種理想的改進(jìn)型試驗(yàn)設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T 12721《橡膠軟管 外膠層耐磨耗性能的測(cè)定》。北京，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1991。

[2] GB/T 10544-2003《鋼絲纏繞增強(qiáng)外覆橡膠的液壓橡膠軟管和軟管組合件》。北京，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003。