专利名称：一种可燃气体摩擦爆炸试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于可燃气体摩擦爆炸试验机，特别涉及适用于煤矿用金属材料摩擦 火花安全性检测，以及其他类似爆炸性危险环境的可燃气体摩擦爆炸试验机。
背景技术：
煤矿生产中，井下提升机等机械的制动装置中都采用金属或其他类型的摩擦材 料，摩擦制动过程中很容易产生火花，如果环境中的可燃性气体如甲烷达到一定浓度，很有 可能发生爆炸，造成安全事故。因此，对煤矿用摩擦材料除了进行摩擦磨损性能检测外，也 要对其在摩擦制动过程中产生的火花的安全性进行检测。摩擦磨损检测，常利用小样形式的定速摩擦试验机，如吉林大学申报的专利-一 种定速摩擦试验机(专利号=200420011411. 2)，按GB5763，GB5764或一些企业标准进行，但 目前现有的定速试验机不具备摩擦材料火花安全性测试功能。摩擦材料火花安全性测试， 企业多是按《按煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则》(GB/T13813-2008) 进行，所用设备只能进行火花安全性测试，而不具备摩擦磨损性能检测。目前还没有既可作 摩擦磨损检测，又可进行摩擦材料火花安全性测试的试验机。
发明内容本实用新型的目的是提供一种既可作摩擦磨损检测，又可进行摩擦材料火花安全 性测试的试验机。即在原有的定速摩擦试验机基础上，增设气体爆炸测试装置。本实用新型的目的是这样实现的，结合附图说明如下一种可燃气体摩擦爆炸试验机，由主机和控制系统组成，所述的主机包括机座、驱 动机构、加载机构、测力机构、标定机构、加热总成、冷却装置，所述的主机还包括一个安装 在机座上的气体爆炸测试装置，所述的气体爆炸测试装置由储气箱38、试验防护箱16及其 上的爆炸气体溢出安全板39、气体浓度传感器40组成，储气箱38安装在机座18上，与储气 箱38密封连接的试验防护箱16也安装在机座18上，并将摩擦盘8密封在内，气体浓度传 感器40与试验防护箱16连接。所述的试验防护箱16侧壁上装有叶轮41，用于搅动气体。所述的加载机构呈龙门式，主要由加载砝码10、吊杆11、杠杆12、加压立轴13、导 向套14、加载支臂15、呈龙门式的骨架17组成，骨架17固定在机座18上，杠杆12与焊接 在骨架17上的支座19铰接相连，加压立轴13装在骨架17横梁中央内孔的导向套14中， 上端与杠杆12球铰相连，下端与加载支臂15中央铰接，加载支臂15底部加工有2个倒梯 形槽。所述的测力机构呈平行四边形铰链式，由摆杆20、摆轴21、连杆22、拉压传感器 23、固定架24组成，摆轴21固定在机座18上，固定架24固定在试验防护箱上箱体25后侧， 摆杆20与摆轴21铰接，摆杆一端伸出并与联接在固定架24上的拉压传感器23相联接，两 根连杆22其杆两端通过关节轴承分别与加载支臂15和摆杆20连接成平行四边形。[0010]所述的标定机构由标定砝码33、砝码安装吊杆34、标定杆35、钢丝绳36组成，标定 杆34与安装在上箱体25前侧面的固定支座37铰接连接，钢丝绳36 —端与加载支臂15连 接，另一端与标定杆35连接。本实用新型的有益效果是在原有的定速试验机上增加了摩擦材料火花安全性测 试装置，在一台改进的定速摩擦试验机上，既可以做摩擦材料火花性安全测试，也可以进行 摩擦材料摩擦磨损试验，扩大了定速摩擦试验机的试验范围。
图1是可燃气体摩擦爆炸试验机主视图；图2是图1左视图；图3是图1俯视图；图4是图1的K向视图；图5是加热总成主视图；图6是图5的俯视图；图7是图6的B-B剖视图；图8是引风回水管主视图。图中1、电机2、小带轮3、传动带4、大带轮5、固定套6、主轴7、连接法兰盘8、 摩擦盘9、压盖10、加载砝码11、吊杆12、杠杆13、加压立轴14、导向套15、加载支臂 16、试验防护箱17、骨架18、机座19、支座20、摆杆21、摆轴22、连杆23、拉压力传感器 24、固定架25、试验防护箱上箱体26、加热管27、隔热层28、外壳体、29、冷却水箱30、 水泵31、鼓风机32、引风回水管33、标定砝码34、砝码安装吊杆35、标定杆36、钢丝绳 37、固定支座38、储气箱39、安全板40、气体浓度传感器41、叶轮42、电机43、冷却进水 管44、回水管
具体实施方式
以下结合附图所示实施例进一步说明本实用新型的具体内容一种可燃气体摩擦爆炸试验机，由主机和控制系统组成，所述的主机包括机座、驱 动机构、加载机构、测力机构、标定机构、加热总成、冷却装置组成。所述的主机还包括一个 安装在机座上的气体爆炸测试装置，所述的气体爆炸测试装置由储气箱38、试验防护箱16 及其上的爆炸气体溢出安全板39、气体浓度传感器40组成。储气箱38安装在机座左侧，试 验防护箱16与储气箱38密封连接，固定在机座18前侧上平面上，并将摩擦盘8密封在内， 气体浓度传感器40安装在试验防护箱16的后侧。所述的驱动机构主要由电机1、小带轮2、传动带3、大带轮4、固定套5、主轴6、连 接盘7、摩擦盘8、压盖9组成。固定套5，主轴6通过轴承安装在固装于机座18前侧上平 面的固定套5内，主轴6上端通过套装的连接法兰盘7与摩擦盘8连接，并用压盖9轴向固 定，主轴6下端装有大带轮4，通过传动带3，与固定在机座18后侧上面的电机的轴端小带 轮2相连。所述的加载机构呈龙门式，主要由加载砝码10、吊杆11、杠杆12、加压立轴13、导 向套14、加载支臂15、试验防护箱16的呈龙门式的骨架17组成。骨架17固定在机座18上，杠杆12与焊接在骨架17上的支座19铰接相连，加压立轴13装在骨架17横梁中央内 孔的导向套14中，上端与杠杆12球铰相连，下端与加载支臂15中央铰接，加载支臂15底 部加工有2个倒梯形槽，用于安装摩擦材料试件。加载时摩擦材料与转动的摩擦盘表面接 触并产生摩擦。所述的测力机构呈平行四边形铰链式，由摆杆20、摆轴21、连杆22、拉压力传感器 23、固定架24组成。摆轴21固定在机座18上，固定架24固定在上箱体25后侧，摆杆20 与摆轴21铰接，摆杆一端伸出并与联接在固定架24上的拉压传感器23相联接，两根连杆 22其杆两端通过关节轴承分别与加载支臂15和摆杆20连接成平行四边形。所述的加热总成主要由电加热管26、隔热层27、外壳体28组成，加热总成通过外 壳体28固定在机座18上。电加热管为环形结构。通过热辐射方式对摩擦盘进行加热。试 验时摩擦材料的表面温度主要是利用摩擦材料与摩擦盘的摩擦而产生。如果在规定时间或 规定的摩擦圈数内，达不到要求温度时，就要启动电加热系统，对摩擦盘进行加热。所述的冷却装置由冷却水箱29、水泵30、鼓风机31、引风回水管32组成，鼓风机 31固定在机座18上。引风回水管32为双层重叠式结构，其外层侧壁设置有进风口与鼓风 机连接。当试验温度超过规定数值时，自动启动冷却系统中的水泵30和鼓风机31，冷却水 通过加热总成中的冷却进水管43，对摩擦盘进行冷却，冷却回水通过回水管44进入引凤回 水管32，流回水箱，循环利用；鼓风机沿引凤回水管32内层鼓风，产生的负压将冷却过程中 产生的水蒸气通过加热总成中的回水管44、引凤回水管32外层排至大气中，克服了蒸汽对 风机的腐蚀作用，有效防止蒸汽作用于摩擦盘表面。所述的标定装置由标定砝码33、砝码安装吊杆34、标定杆35、钢丝绳36组成，标定 杆34与安装在上箱体25前侧面的固定支座37铰接连接，其左端装有钢丝绳36并与加载 支臂15连接，右端铰接连接砝码安装吊杆34，标定砝码33装于吊杆34上。平时工作时，标 定装置不安装在设备上。标定装置只是在对测力机构进行标定时使用。标定时，标定砝码 33通过钢丝绳对加载支臂产生一个水平拉力，该力作用中心点与测力机构中的拉压力传感 器23所受力的中心点在同一平面上，且二力大小具有固定的比例关系。因此，通过标准砝 码质量可以对拉压力传感器进行标定。进行摩擦材料摩擦磨损性能试验时，左侧的储气箱38不充任何可燃性气体。取下 安全板39，安装摩擦材料试件。启动电机1，加载机构使摩擦材料试件压向旋转的摩擦盘， 进行摩擦试验。进行摩擦材料火花性安全测试试验时，摩擦材料试件安装后，将安全板39装上， 向左侧的储气箱38及与之相通的试验防护箱16内充入规定可燃性气体。启动电机1，加载 机构使摩擦材料试件以一定的压紧力压向以某一转速旋转的摩擦盘，并产生摩擦。当试验 防护箱16中可燃气体浓度达到规定值时，摩擦材料与摩擦盘摩擦时产生的火花就有可能 使可燃气体产生爆炸，爆炸气体会将安全板破开。在整个试验过程中对摩擦盘转数、表面摩 擦温度、压紧力、可燃气体浓度等参数进行检测，从而对不同摩擦制动副，在不同试验工况 下(包括摩擦温度、压紧力、可燃气体类别及浓度等)的火花安全性进行试验和鉴别。
权利要求一种可燃气体摩擦爆炸试验机，由主机和控制系统组成，所述的主机包括机座、驱动机构、加载机构、测力机构、标定机构、加热总成、冷却装置，其特征在于所述的主机还包括一个安装在机座上的气体爆炸测试装置，所述的气体爆炸测试装置由储气箱(38)、试验防护箱(16)及其上的爆炸气体溢出安全板(39)、气体浓度传感器(40)组成，储气箱(38)安装在机座(18)上，与储气箱(38)密封连接的试验防护箱(16)也安装在机座(18)上，并将摩擦盘(8)密封在内，气体浓度传感器(40)与试验防护箱(16)连接。
2.根据权利要求1所述的一种可燃气体摩擦爆炸试验机，其特征在于所述的试验防 护箱(16)侧壁上装有叶轮(41)，用于搅动气体。
3.根据权利要求2所述的一种可燃气体摩擦爆炸试验机，其特征在于所述的加载机 构呈龙门式，主要由加载砝码(10)、吊杆(11)、杠杆(12)、加压立轴(13)、导向套(14)、加 载支臂(15)、呈龙门式的骨架(17)组成，骨架(17)固定在机座(18)上，杠杆(12)与焊接 在骨架(17)上的支座(19)铰接相连，加压立轴(13)装在骨架(17)横梁中央内孔的导向 套(14)中，上端与杠杆(12)球铰相连，下端与加载支臂(15)中央铰接，加载支臂(15)底 部加工有2个倒梯形槽。
4.根据权利要求2所述的一种可燃气体摩擦爆炸试验机，其特征在于所述的测力机 构呈平行四边形铰链式，由摆杆(20)、摆轴(21)、连杆(22)、拉压传感器(23)、固定架(24) 组成，摆轴(21)固定在机座(18)上，固定架(24)固定在试验防护箱上箱体(25)后侧，摆 杆(20)与摆轴(21)铰接，摆杆一端伸出并与联接在固定架(24)上的拉压传感器(23)相 联接，两根连杆(22)其杆两端通过关节轴承分别与加载支臂(15)和摆杆(20)连接成平行 四边形。
5.根据权利要求2所述的一种可燃气体摩擦爆炸试验机，其特征在于所述的标定机 构由标定砝码(33)、砝码安装吊杆(34)、标定杆(35)、钢丝绳(36)组成，标定杆(34)与安 装在上箱体(25)前侧面的固定支座(37)铰接连接，钢丝绳(36) —端与加载支臂(15)连 接，另一端与标定杆(35)连接。
专利摘要一种可燃气体摩擦爆炸试验机，适用于煤矿用金属材料摩擦火花安全性检测，以及其他类似爆炸性危险环境的可燃气体摩擦爆炸试验机。由主机和控制系统组成，所述的主机包括机座、驱动机构、加载机构、测力机构、标定机构、加热总成、冷却装置，所述的主机还包括一个安装在机座上的气体爆炸测试装置，所述的气体爆炸测试装置由储气箱38、试验防护箱16及其上的爆炸气体溢出安全板39、气体浓度传感器40组成，储气箱38安装在机座18上，与储气箱38密封连接的试验防护箱16也安装在机座18上，并将摩擦盘8密封在内，气体浓度传感器40与试验防护箱16连接。本实用新型在原有的定速试验机上增加了摩擦材料火花安全性测试装置，扩大了定速摩擦试验机的试验范围。
文档编号G01N3/56GK201666860SQ201020159308
公开日2010年12月8日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者刘大欣, 刘学峰, 王利宁, 胡伟, 赵小楼 申请人:吉林省吉大机电设备有限公司
专业数控铣床产品供应商
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