一種臥式載流摩擦電弧試驗機的制作方法
【專利摘要】一種臥式載流摩擦電弧試驗機，涉及一種電弧試驗機，包括一個試樣裝夾驅動裝置，用于帶動一圓柱狀試樣繞其自身中軸線做旋轉運動，一個能夠實現在沿圓柱狀試樣的軸向和垂直于圓柱狀試樣的軸向上同時有運動的兩向移動載臺，用于帶動其上面垂直于圓柱狀試樣軸向裝夾的探針運動，以使探針的觸頭離開或接觸圓柱狀試樣的圓周面，以及一個能夠使呈接觸狀態(tài)的探針和圓柱狀試樣之間形成封閉電回路的電流加載裝置，電流加載裝置通過一個與圓柱狀試樣同軸設置的頂針將電流傳輸至圓柱狀試樣，頂針的圓錐狀針頭與圓柱狀試樣一端開設的圓錐形針槽緊密接觸配合。本實用新型能保證試樣高速旋轉時電流穩(wěn)定傳導，可實現載流摩擦副脫離時單純由電弧引起的燒蝕和導電品質的研究。
【專利說明】
一種臥式載流摩擦電弧試驗機
技術領域
[0001]本實用新型涉及載流摩擦電弧試驗機技術領域，具體地說是涉及一種研究電弧燃弧過程、載流品質和燒蝕的試驗機。
【背景技術】
[0002]電動機碳刷和高速鐵路弓網等載流摩擦副在接觸時傳遞電流，但在脫離或接觸瞬間會出現載流電弧，電弧高溫會燒蝕材料，電弧導電性能會保持電能傳遞的連續(xù)，電弧的燒蝕程度和導電品質與電弧的燃弧過程和燃弧特性有關，所以有必要對其研究。
[0003]目前的研究主要是在銷盤式或線塊式試驗機上保持載流摩擦副接觸狀態(tài)下的載流摩擦磨損性能研究，載流摩擦副損傷是在摩擦熱，電阻熱和電弧熱綜合作用下造成的，導電品質是接觸導電和電弧導電共同作用的結果，試驗結果中也反映出電弧的影響占主導作用。但是，目前的載流試驗機不能實現對單純由電弧引起的損傷和導電性能的研究，并且其只能對銷試樣的燒蝕面進行研究，盤試樣質量較大不便截取，不利于其燒蝕機理研究；另夕卜，目前的銷盤式試驗機為實現電流的傳導通常采取一個盤兩個銷進行配合或銷盤間通過水銀來導電，由于銷盤式試驗機的盤高速旋轉，銷和盤之間的電流傳導不穩(wěn)定，影響電弧性能的研究。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是為了克服現有電弧試驗機的上述不足，提供了一種試樣拆卸方便并便于截取，且能夠保證試樣高速旋轉時電流穩(wěn)定傳導的臥式載流摩擦電弧試驗機，其可以用于滑動接觸狀態(tài)下的載流摩擦磨損性能研究，也可以實現載流摩擦副脫離時單純由電弧引起的燒蝕和導電品質的研究。
[0005]為實現上述發(fā)明目的，本實用新型的技術方案是:一種臥式載流摩擦電弧試驗機，包括一個試樣裝夾驅動裝置，用于帶動一圓柱狀試樣繞其自身中軸線做旋轉運動，一個能夠實現在沿圓柱狀試樣的軸向和垂直于圓柱狀試樣的軸向上同時有運動的兩向移動載臺，用于帶動其上面垂直于圓柱狀試樣軸向裝夾的探針運動，以使探針的觸頭離開或接觸圓柱狀試樣的圓周面，以及一個能夠使呈接觸狀態(tài)的探針和圓柱狀試樣之間形成封閉電回路的電流加載裝置，電流加載裝置通過一個與圓柱狀試樣同軸設置的頂針將電流傳輸至圓柱狀試樣，頂針的圓錐狀針頭與圓柱狀試樣一端開設的圓錐形針槽緊密接觸配合。
[0006]進一步地，所述探針裝夾在兩向移動載臺上設置的螺柱I內，螺柱I由圓柱狀本體部分和端部的錐臺狀夾頭部分組成，錐臺狀夾頭部分被沿其軸向開設的十字槽分割為四瓣，十字槽的中心開設有延伸至圓柱狀本體部分的探針孔，錐臺狀夾頭部分的外部套設一個夾緊套，夾緊套將錐臺狀夾頭部分被十字槽分割成的四瓣緊固在一起，以使錐臺狀夾頭部分將裝夾在探針孔內的探針夾緊。
[0007]所述夾緊套的內孔由直孔段和錐孔段相接而成，夾緊套的直孔段螺紋連接在螺柱I的圓柱狀本體部分上，錐孔段將螺柱I的錐臺狀夾頭部分夾緊。
[0008]所述頂針裝夾在螺柱Π上設置的安裝孔內，螺柱Π螺紋連接在支座上，通過旋轉螺柱Π以帶動頂針在圓柱狀試樣中軸線方向上前進或后退。
[0009]所述螺柱I和頂針上分別設有電夾頭I和電夾頭Π，圓柱狀試樣依次通過頂針和電夾頭Π與電源的一個電極電連接，探針依次通過螺柱I和電夾頭I與電源的另一個電極電連接。
[0010]有益效果:
[0011]圓柱狀試樣與頂針同軸設置且兩者在圓柱狀試樣線速度較低的中軸線位置處緊密接觸配合，實現了試樣在高速旋轉時電流的穩(wěn)定傳輸。
[0012]探針的裝夾結構使得探針的裝夾和拆卸均比較方便，保證了探針的燒損面不被破壞，且能夠使探針牢固地夾緊在螺柱I內，保證了試驗的順利進行。
[0013]圓柱狀試樣繞其自身中軸線旋轉運動，探針能夠在兩向移動載臺帶動下沿圓柱狀試樣的軸向和垂直于圓柱狀試樣的軸向上同時運動，使得圓柱狀試樣上電弧引起的燒損痕跡不重疊，有利于電弧燒蝕機理的研究。
[0014]試樣為圓柱狀結構，試驗完畢后便于截取和進行燒蝕面觀察，改善了傳統(tǒng)盤形試樣不便截取的弊端。
[0015]本實用新型為電弧性能的研究提供了一個試驗平臺，為電弧的燃弧過程和燃弧特性研究提供了硬件支持。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0017]圖2為螺柱I的錐臺狀夾頭部分的端面視圖；
[0018]圖中標記為:1、試樣驅動電機，2、主軸，3、法蘭盤，4、三爪卡盤，5、圓柱狀試樣，6、頂針，7、緊固螺母，8、電夾頭Π，9、絕緣支撐套，10、絕緣套Π，11、支座，12、螺柱Π，13、手柄，14、螺套，15、夾緊套，16、螺柱I，17、探針，18、X向滑臺，19、絕緣套I，20、電夾頭I，21、螺母，22、Y向滑臺，23、固定座，24、Y向電機，25、X向電機，26、十字槽，27、探針孔。
【具體實施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，一種臥式載流摩擦電弧試驗機，包括一個試樣裝夾驅動裝置、兩向移動載臺和電流加載裝置，試樣裝夾驅動裝置用于帶動一圓柱狀試樣5繞其自身中軸線做旋轉運動，試樣裝夾驅動裝置內設有一個試樣驅動電機I，試樣驅動電機I的輸出軸與主軸2固接，主軸2上設有用于固定三爪卡盤4的法蘭盤3，圓柱狀試樣5的一端夾緊在三爪卡盤4內并隨其一起旋轉，三爪卡盤4的卡爪與圓柱狀試樣5之間用絕緣套進行電隔絕。
[0020]兩向移動載臺能夠實現在沿圓柱狀試樣5的軸向和垂直于圓柱狀試樣5的軸向上同時有運動，用于帶動其上面垂直于圓柱狀試樣5軸向裝夾的探針17運動，以使探針17的觸頭離開或接觸圓柱狀試樣5的圓周面。兩向移動載臺包括X向滑臺18和Y向滑臺22，X向滑臺18在X向電機25驅動下能夠沿X向(即圓柱狀試樣5軸向的平行方向)往復直線運動，Y向滑臺22在Y向電機24驅動下能夠在X向滑臺18上沿Y向(即垂直于圓柱狀試樣5軸向的方向)往復直線運動，Y向滑臺22上設置有用于固定螺柱116的固定座23，螺柱116上裝夾有垂直于圓柱狀試樣5軸向設置的探針17，其中，螺柱116通過絕緣套119固定在固定座23上設置的安裝孔內。如此，通過控制X向電機25和Y向電機24各自的轉速和轉向來控制探針17沿X向和Y向的運動。
[0021]所述電流加載裝置在探針17的觸頭與圓柱狀試樣5的圓周面接觸時，將兩者之間形成封閉電回路。電流加載裝置通過頂針6將電流傳輸至圓柱狀試樣5，為實現頂針6與高速旋轉的圓柱狀試樣5之間電流的穩(wěn)定傳導，在圓柱狀試樣5的一端同軸設置頂針6，頂針6的圓錐狀針頭與圓柱狀試樣5—端開設的圓錐形針槽緊密接觸配合，即頂針6的圓錐狀針頭與圓柱狀試樣5的圓錐形針槽相接觸配合的位置是處于圓柱狀試樣5的中軸線上，此處圓柱狀試樣5的線速度最低，再加上兩者的配合方式，因此能夠保證在圓柱狀試樣5高速旋轉的過程中，頂針6和圓柱狀試樣5之間電流的穩(wěn)定傳導，此外，頂針6還起到輔助夾緊圓柱狀試樣5的作用。為調節(jié)頂針6與圓柱狀試樣5之間的距離，頂針6裝夾在螺柱Π 12上設置的安裝孔內，螺柱Π 12螺紋連接在支座11上，旋轉螺柱Π 12—端的手柄13，螺柱Π 12在支座11的螺套14內前后運動，進而通過旋轉螺柱Π 12以帶動頂針6在圓柱狀試樣5中軸線方向上前進或后退。螺柱Π 12的安裝孔內設有絕緣套Π 10，安裝孔所在的螺柱Π 12—端的外部設有絕緣支撐套9，以對頂針6伸出安裝孔的部分進行固定支撐，絕緣套Π 10和絕緣支撐套9均用于對頂針6和螺柱Π 12之間進行絕緣保護。
[0022]所述電流加載裝置在探針17的觸頭與圓柱狀試樣5的圓周面接觸時，將兩者之間形成封閉電回路，封閉電回路的設置方式如下:所述螺柱116和頂針6上分別設有電夾頭120和電夾頭Π 8，圓柱狀試樣5依次通過頂針6和電夾頭Π 8與電源的一個電極電連接，探針17依次通過螺柱116和電夾頭120與電源的另一個電極電連接。即電源，電夾頭Π 8，頂針6，圓柱狀試樣5，探針17，螺柱116和電夾頭120形成封閉電回路，當圓柱狀試樣5和探針17脫離時會產生電弧。通過控制試樣驅動電機I，Y向電機24和X向電機25的轉速和轉向來控制圓柱狀試樣5和探針17之間的相對運動，配合相應傳感器，可實現電弧燃弧過程和載流品質和燒蝕研究。其中，電夾頭120套設在螺柱116上并用螺母21進行定位，電夾頭Π 8套設在頂針6上并用緊固螺母7進行固定。整個電回路中絕緣部件的設計是為了保證試驗機工作時操作者的安全。
[0023]試驗中所用的探針17的直徑為2.5?5mm，非常小，探針17的裝夾不僅要考慮其裝夾、拆卸方便，還要考慮其在試驗過程中的牢固固定。本實用新型中采用的裝夾方式如下:將探針17裝夾在兩向移動載臺上設置的螺柱116內，螺柱116采用彈簧鋼材料制成，螺柱116由圓柱狀本體部分和端部的錐臺狀夾頭部分組成，錐臺狀夾頭部分被沿其軸向開設的十字槽26分割為四瓣，十字槽26的中心開設有延伸至圓柱狀本體部分的探針孔27，錐臺狀夾頭部分的外部套設一個夾緊套15，夾緊套15將錐臺狀夾頭部分被十字槽26分割成的四瓣緊固在一起，以使錐臺狀夾頭部分將裝夾在探針孔27內的探針17夾緊。夾緊套15的內孔由直孔段和錐孔段相接而成，夾緊套15的直孔段螺紋連接在螺柱116的圓柱狀本體部分上，錐孔段將螺柱116的錐臺狀夾頭部分夾緊。
【主權項】
1.一種臥式載流摩擦電弧試驗機，其特征在于:包括一個試樣裝夾驅動裝置，用于帶動一圓柱狀試樣(5)繞其自身中軸線做旋轉運動，一個能夠實現在沿圓柱狀試樣(5)的軸向和垂直于圓柱狀試樣(5)的軸向上同時有運動的兩向移動載臺，用于帶動其上面垂直于圓柱狀試樣(5)軸向裝夾的探針(17)運動，以使探針(17)的觸頭離開或接觸圓柱狀試樣(5)的圓周面，以及一個能夠使呈接觸狀態(tài)的探針(17)和圓柱狀試樣(5)之間形成封閉電回路的電流加載裝置，電流加載裝置通過一個與圓柱狀試樣(5)同軸設置的頂針(6)將電流傳輸至圓柱狀試樣(5)，頂針(6)的圓錐狀針頭與圓柱狀試樣(5)—端開設的圓錐形針槽緊密接觸配入口 ο2.如權利要求1所述的一種臥式載流摩擦電弧試驗機，其特征在于:所述探針(17)裝夾在兩向移動載臺上設置的螺柱1(16)內，螺柱1(16)由圓柱狀本體部分和端部的錐臺狀夾頭部分組成，錐臺狀夾頭部分被沿其軸向開設的十字槽(26 )分割為四瓣，十字槽(26 )的中心開設有延伸至圓柱狀本體部分的探針孔(27)，錐臺狀夾頭部分的外部套設一個夾緊套(15)，夾緊套(15)將錐臺狀夾頭部分被十字槽(26)分割成的四瓣緊固在一起，以使錐臺狀夾頭部分將裝夾在探針孔(27)內的探針(17)夾緊。3.如權利要求2所述的一種臥式載流摩擦電弧試驗機，其特征在于:所述夾緊套(15)的內孔由直孔段和錐孔段相接而成，夾緊套(15)的直孔段螺紋連接在螺柱1(16)的圓柱狀本體部分上，錐孔段將螺柱1(16)的錐臺狀夾頭部分夾緊。4.如權利要求2所述的一種臥式載流摩擦電弧試驗機，其特征在于:所述螺柱1(16)和頂針(6)上分別設有電夾頭1(20)和電夾頭Π (8)，圓柱狀試樣(5)依次通過頂針(6)和電夾頭Π (8)與電源的一個電極電連接，探針(17)依次通過螺柱1(16)和電夾頭1(20)與電源的另一個電極電連接。5.如權利要求1所述的一種臥式載流摩擦電弧試驗機，其特征在于:所述頂針(6)裝夾在螺柱Π (12)上設置的安裝孔內，螺柱Π (12 )螺紋連接在支座(11)上，通過旋轉螺柱Π(12)以帶動頂針(6)在圓柱狀試樣(5)中軸線方向上前進或后退。
【文檔編號】G01N3/56GK205580910SQ201620402411
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】宋聯(lián)美, 李素芳, 賈平, 閆紅彥, 穆欣
【申請人】洛陽理工學院