多功能摩擦磨损实验机的研制

　　20世纪60年代初，人造金刚石的应用大大推动了金刚石钻探技术的发展，引起了勘探领域的一场革命。然而在人造金刚石制品检测方ICI，还没有对人造金刚石制品进行性能检测的相关手段。目前，人造金刚石制品都是根据经验进行研究与生产，制品品质到底怎样，往往是现场实际使用过程中通过人的观察得到一个大致的结果，在不能满足需要时一，币新设11一配方和烧结工艺，而缺乏科学的量化指标作为设计的依据。为了更深入地研究人造金刚石制品的失效机理，提高其品质，我们研制了用十人造金刚石制品性能检测的多功能摩擦磨损实验机。

　　1机械执行部分设计

　　1.1设计原则与思路

　　由十摩擦磨损现象受到多种因素的影响，因此非常复杂。木摩擦磨损实验机主要目的是为了对磨损现象及其木质进行研究，应能保证:(1)实验所得数据可比性较好，重现性较高;(2)实验条件的可选范围较宽，并可在较短时间内进行多种参数、多个试样的实验。

　　1.2试验系统设计参数及功能

　　依据目前金刚石工具所采用的推荐土作参数并适当扩大，确定本试验系统的主要设计参数和基木功能如下。

　　(1)要技术参数:①土作转速0一3 000 r/min;②最大推进力0一13 kN ;③额定功率0一3 kW;④试验样uu尺寸为200 mm x 200 mm x 200 mm。

　　(2)功能要求:①可以实现钻、锯、磨三种功能，在各种石材上进行实验;②可以在X,Y,Z轴上往复运动;③能够检测超硬材料土具(例如钻头)的转速、钻进压力、转矩，通过计算机处理不同转速、钻进压力、转矩与磨损量的关系，并将结果显不、输出。

　　1. 3实验机结构

　　摩擦磨损实验机结构见图1。动力头通过油缸带动可在立柱上进行上下移动，其转速根据需要可以实现0一3 000 r/min范围内的无级调节。工作台左右往复移动由油缸控制，前后往复移动根据需要则可由油缸驱动或由丝杠螺母手动控制。

　　2液压控制系统设计

　　与机械、电力等传动相比，液压传动有如下优点:

　　(1)能方便地进行无级调速，且调速范围大。

　　(2)功率质量比大。

　　(3)调节、控制简单，方便，省力，容易实现自动化控制和过载保护。

　　(4)可采用大推力的液压缸和大转矩的液压马达直接带动负载，从而省去了中间的减速装置，使传动简化。

　　(5)液压儿件实现了标准化、系列化，便于设计制造和推广使用。

　　考虑到以上因素，本摩擦磨损实验机采用液压控制，系统原理图见图2。通过电液比例换向阀6和电液比例溢流阀7组合，控制工作台和立柱的往复移动、运动速度和进给压力;通过电液比例换向阀1和电液比例溢流阀7组合，控制动力头的转速。由于采用了电液比例控制，简化了液压系统，系统能够实现较精确的压力和转速调节，控制简单。