何建新
广东省燕达橡塑制品厂 广东广州 510540
摘要：随着经济发展钢丝液压胶管用量越来越大，各工程机械主机厂均要求液压胶管严格按照国家标准进行生产、过程控制。由于国家标准在内容上也逐渐与国际ISO标准等同，所以对钢丝液压胶管的外胶层的耐磨性能也做了性能要求。本文根据标准的要求，对检测外胶层耐磨性能的磨耗试验机的设计进行了分析、探讨，并利用新型机构给出新的设计方案，以供参考。
关键词：液压橡胶软管；光杆排线器；磨耗试验机
目前，钢丝液压胶管国家采用的标准编号分别为GB/T 10544-2003《钢丝缠绕增强外覆橡胶的液压橡胶软管和软管组合件》（ISO 3862-1：2001，IDT）和GB/T 3683.1-2006《橡胶软管及软管组合件 钢丝编织增强液压型 规范第1部分：油基流体适用》（ISO 1436-1：2001，IDT），因其与ISO标准接轨，所以对橡胶软管外胶层的耐磨性能也根据ISO 6945-1983作了试验测定的要求，其国家标准编号为GB/T 12721-1991，名称为《橡胶软管 外胶层耐磨耗性能的测定》。该标准规定了橡胶软管外胶层耐磨性能的测定方法，其适用于带有织物或钢丝增强层、并具有规定光滑和平整程度的外胶层的液压软管及其他相类似的软管。
在标准中，给出了耐磨耗性能测定的典型试验装置简图，如下图所示：
图1
一、该装置具体功能要求
1.磨具沿试样做100mm长的正弦波往复运动，速率为1.25Hz，并且移动长度的中点应与组装好的试验台和芯轴的中点相重合，磨具和试样的轴线应在中点处互相垂直，移动平面应与试样的纵向轴线相平行。
2.要求有记录装置，用以记录所完成的循环次数，并可预先设定至完成试验所规定的循环次数。
3.在磨具与试样的接触时，在接触处要有对磨具施加50±0.5N垂直力的负荷。
二、根据试验装置的要求，装置设计必须满足的设计功能
1.能循环往复运动，行程200mm。
2.装有电子计数器及距离感应器，用以对循环次数进行控制。
3.要有施加外力的装置，并保持恒定。
三、设计方案
如果采用标准中简图所示的传统曲柄设计方案，那么整个试验装置不仅体积偏大，而且重量也会较重。下面我们重点谈谈利用一种比较专业的装置来设计这种磨耗试验装置。请见下图所示的光杆排线器，它是钢丝合股机上比较常用的专用机构，其结构简图如下：
图2
该类排线器的工作原理为，光杆转动，排线器内的推力轴承由于与光杆的摩擦力作用发生转动，从而带动排线器在光杆上以一定的螺距进行走动。当换向轴承碰到预设的限位装置后，由于换向弹簧的作用，换向臂发生转向，排线器内的推力轴承发生发转，排线器向反方向移动，从而实现排线器的来回摆动。
实现了往复运动，我们就要考虑如何实现标准所要求的速率。根据对摩擦力的分析，我们选用100W电机和变频器实现此项功能。在这里我们用DGBOST公司BVF系列变频器为例，我们选择0.4kW的变频器。该型号变频器体积很小，有380V和220V的输出电压选择，完全与电机匹配。电机和变频器选择了，那怎么可以使其运动到标准规定的要求而使其自动停止呢？那就要考虑变频器、计数器和距离感应器的组合使用。变频器的性能大家都有所了解，其输出速度、频率均可以调节，通过信号端口的设置实现自动停车功能。那停车的信号又是怎么传递到变频器上的呢。我们通过距离感应器和电子计数器的使用来达到目标。距离感应器（如图4）的工作原理是当有金属件在距离感应器的感应端头前晃动，距离感应器就可发出一个信号。如果我们将计数器（如图5）的输入端与距离感应器的输出端相连，那么距离感应器的信号就会传到计数器上，计数器上就会显示1。如
图4
果距离感应器不断地给计数器传递信号，那计数器就会不断地加1。当数值到达我们设定的数值时，计数器常闭端口就会断开，从而断开电机电源。知道这个原理后，我们就开始演算试验的参数条件。标准GB/T 12721规定要求能使磨具沿试样做100mm长的正弦波往复运动，速率为1.25Hz（每一循环行程等于200mm）。通过折算，即0.8s走200mm（250mm/s）。通过排线器的循环距离设置，排线器的主轴转动11圈，刚好完成一个200mm的循环行程。标准GB/T 10544要求试验作2000个循环周期，因此相当于排线器主轴转22000转，按行程换算即18.18mm/r。在主轴的一端安装上一个同步轮与电机的同步轮相连，两个同步带轮的速比为1：1，因此电机的转速视为摆线器主轴的转速。电机转速为1400r/min，即424.14mm/s，是行程标准的1.6965倍。因此需要通过变频器将电机降速，通过换算，我们可以将电机的频率调节为29.65Hz，这样就可以满足设计目了。
四、结语
通过新型的机械结构和各种电器控制组合，我们将本来纯机械结构的试验设备改成完全自动化的试验设备，可以精确地到达试验的循环次数，完全不用人员现场监控，是一种理想的改进型试验设备。
参考文献：
[1]GB/T 12721《橡胶软管 外胶层耐磨耗性能的测定》。北京，中国标准出版社，1991。
[2] GB/T 10544-2003《钢丝缠绕增强外覆橡胶的液压橡胶软管和软管组合件》。北京，中国标准出版社，2003。
论文作者:何建新
论文发表刊物:《基层建设》2015年14期供稿
论文发表时间:2016/1/11
标签：软管论文; 橡胶论文; 感应器论文; 标准论文; 排线论文; 变频器论文; 耐磨论文; 《基层建设》2015年14期供稿论文;