磨削试验仪的改进分析与设计

　　1　磨削试验仪结构原理

　　砂布、砂纸的磨削性能是衡量砂布砂纸质量的重要指标之一。砂布砂纸磨削性能试验仪是检验砂布砂纸磨削性能的重要仪器。目前涂附磨具行业使用较多的是JS-53A型砂布砂纸磨削性能试验仪。该试验仪传动系统如图1所示。

　　工作原理：电机经齿形带带动齿轮轴及磨盘转动;齿轮轴经与其啮合的大齿轮转动，再带动其上的偏心轮经拨叉、摆轴和摆臂带动试样周期摆动，通过试样在磨盘上固定的砂布砂纸面上弧线摆动磨削，磨削为一环宽为16.5 mm的圆环。

　　该试验仪在确定运动参数经运动仿真后发现其磨削轨迹是近似圆弧的曲线，如图2所示。该实验仪特点是结构简单，操作简单，使用方便。但在实验过程中也有很多不足，制约了许多创新性实验的进行。

　　轨迹仿真表明，磨削轨迹近似圆弧，重复磨削部分较多。在实验过程中，为保证磨削均匀，往往设定的磨削时间为30 min或30 min以上，磨削效率较低;由速度仿真图可知，试验过程中，试样随着摆臂在磨盘上作圆弧往返摆动，频繁地改变速度方向，同时由于速度标量启动到最大速度，再到短暂停止，速度标量变化较大，产生的冲击力也大，造成试样运动不平稳，也影响磨削的均匀性;另外，由于传动比在设计时已经固定，试样的磨削轨迹固定在内外径分别为87~120 mm的环内，环宽不能根据试验需要自由调整，这也制约了许多创新性试验。为满足磨削试验的不同要求，特对其进行设计与改进。

2　运动分析

　　为使试样在砂纸砂布磨削环内的磨迹均匀，试样运动应满足以下要求：①运动轨迹应当是周期性的，其方向在每一瞬间都应该是不断改变的，应保证试样走遍磨环，不允许出现不均现象;②磨削轨迹应当是不重复的，至少应使第1次出现重复现象来得尽可能晚;③运动速度应当是匀速的，即使不是匀速，也应使其最大和最小速度的差值尽可能小;④研磨运动的速度和方向不应有突变，以保证磨削环内脱砂均匀等。

　　平面磨削运动的轨迹有多种，如直线磨削运动轨迹、正弦曲线式磨削运动轨迹、短幅内摆线磨削运动轨迹、短幅外摆线磨削运动轨迹，三偏心外摆线式磨削运动轨迹、三偏心内摆线式磨削运动轨迹和单偏心磨削运动轨迹等。

　　根据磨削要求和结构的复杂程度，选择单偏心圆盘磨削原理。运动原理如下：磨盘作低速转动，试样在半径为R的磨迹上作高速转动，即运动轨迹是由磨盘上砂布砂纸的转动和试样的转动组合而成，如图3所示。