專利名稱：磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，用于檢測(cè)工件的磨損形貌及失重量。這是一種通過(guò)測(cè)量厚度變化來(lái)確定特定點(diǎn)的磨損量的方法，適用于流體機(jī)械領(lǐng)域的磨損預(yù)估、磨損研究和抗磨設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
工程中普遍存在著流體機(jī)械的磨損問(wèn)題，它是流體機(jī)械的主要失效方式，尤其是過(guò)流部件，其局部早期失效而導(dǎo)致效率下降、使用壽命降低和設(shè)備檢修費(fèi)用增加，造成十分驚人的能源和材料損失。常見(jiàn)的磨損失重量及其形貌檢測(cè)方式有(I)將工件洗凈烘干，通過(guò)稱重獲得失重量，但是稱重測(cè)量只能得到磨損的平均失重量，無(wú)法得到工件實(shí)際磨損點(diǎn)的失重量。(2) 通過(guò)頻閃、高速攝影等可以得到磨損形貌，但是這種方法因受到設(shè)備本身的限制，在混沌液體中效果不佳，即使在清水等透明液體中能得到磨損形貌，也不能和失重量直接關(guān)聯(lián)，等等。目前與磨損相關(guān)所有的定量方法均不能將磨損形貌和失重量對(duì)應(yīng)，因此，采用目前的方法來(lái)分析研究磨損是不完整的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，通過(guò)在工件上設(shè)置檢測(cè)器，可以檢測(cè)出磨損區(qū)域的磨損形貌及其失重量，通過(guò)多點(diǎn)的厚度變化比較，從而得到較精確的磨損形貌和直接對(duì)應(yīng)的失重量，為定量研究影響磨損的因素奠定了基礎(chǔ)。本發(fā)明的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置包括定位裝置和檢測(cè)器，其中，所述定位裝置設(shè)置在所述檢測(cè)器的下方，待測(cè)工件定位在定位裝置上并且位于定位裝置與檢測(cè)器之間。進(jìn)一步地，所述定位裝置包括夾具體、第一定位元件和第二定位元件，所述夾具體固定在平臺(tái)上，所述第一定位元件和所述第二定位元件固定安裝在所述夾具體上且高出所述夾具體的上表面。進(jìn)一步地，所述夾具體為平板，其上設(shè)置有定位元件安裝孔和用于安裝固定螺栓的螺栓孔。進(jìn)一步地，所述檢測(cè)器為可移動(dòng)的高度檢測(cè)頭或激光測(cè)距儀。進(jìn)一步地，所述第一定位元件和所述第二定位元件可拆卸地安裝在所述夾具體上。而且，第一定位元件和第二定位元件高出夾具體的部分的形狀與待測(cè)工件上的相應(yīng)定位孔的形狀相適配并且為緊配合。優(yōu)選地，所述定位孔為圓孔、方孔或多邊形孔。另外，本發(fā)明還提供了一種使用上述檢測(cè)裝置檢測(cè)工件的磨損形貌及失重量的檢測(cè)方法，包括以下步驟a、首先，將待測(cè)工件固定在所述定位裝置上，測(cè)定出工件的原始厚度H ;
b、然后，測(cè)量磨損后工件在磨損區(qū)某點(diǎn)的厚度h ;C、再次，將原始厚度H和磨損后工件的厚度h的差值A(chǔ)h與試件密度P的積AhXp即為單位面積失重量；d、最后，保持工件位置不變，移動(dòng)檢測(cè)器，進(jìn)行區(qū)域測(cè)量，獲得多個(gè)點(diǎn)的厚度即點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到磨損面總失重量，通過(guò)計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件用點(diǎn)云數(shù)據(jù)定量重構(gòu)磨損面的磨損形貌。綜上，本發(fā)明將待測(cè)工件固定在所述定位裝置上，通過(guò)移動(dòng)工件上方的檢測(cè)器，獲得多個(gè)點(diǎn)的厚度，可得到較精確的磨損形貌和直接對(duì)應(yīng)的失重量，為定量研究影響磨損的因素奠定了基礎(chǔ)。本發(fā)明提供的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)方法實(shí)施方便，可為磨損失效預(yù)估、抗磨設(shè)計(jì)等提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此適用范圍廣泛，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。


圖I是本發(fā)明的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置示意圖。圖中，各部件與附圖標(biāo)記之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下I-定位裝置 2-檢測(cè)器 3-平臺(tái) 4-工件 11-夾具體12-第一定位元件 13-第二定位元件 14-固定螺栓
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖I所示，本發(fā)明的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置包括定位裝置I和檢測(cè)器2，其中，定位裝置I設(shè)置在檢測(cè)器2的下方，待測(cè)工件4定位在定位裝置I上并且位于定位裝置I與檢測(cè)器2之間。該檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用來(lái)檢測(cè)工件的磨損形貌及失重量，操作方便，檢測(cè)直接而且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。所述定位裝置I具體包括夾具體11、第一定位元件12和第二定位元件13，所述夾具體11通過(guò)固定螺栓14被固定在平臺(tái)3上，第一定位元件12和第二定位元件13固定安裝在夾具體11上且高出夾具體11的上表面，用于將待測(cè)工件4定位在夾具體11上。通過(guò)定位裝置I可以保證待測(cè)工件測(cè)試位置的可重復(fù)性和唯一性。優(yōu)選地，夾具體11為平板，其上設(shè)置有定位元件安裝孔和用于安裝固定螺栓14的螺栓孔。需要說(shuō)明的是，針對(duì)不同的待測(cè)工件，所用的定位裝置可以不同，即更換相應(yīng)的夾具體和定位元件。然而，最佳的方式是，只需更換定位裝置中的定位元件，使定位元件的一端與新待測(cè)工件上的定位孔相適配即可，而無(wú)需更換夾具體，只要保證定位元件的另一端與原夾具體上的定位元件安裝孔相適配即可，這樣既降低了檢測(cè)成本，又減少了更換定位裝置的時(shí)間。所述檢測(cè)器2為可移動(dòng)的高度檢測(cè)頭或激光測(cè)距儀。其中，定位裝置I安裝在高度檢測(cè)頭或激光測(cè)距儀與平臺(tái)3之間，所用高度檢測(cè)頭或激光測(cè)距儀可采用現(xiàn)有測(cè)量?jī)x，如三坐標(biāo)儀等。所述第一定位元件12和第二定位元件13可拆卸地安裝在夾具體11上。而且，第一定位元件12和第二定位元件13的高出夾具體11部分的形狀與待測(cè)工件上的相應(yīng)定位孔的形狀相適配并且為緊配合，所述定位孔優(yōu)選為圓孔、方孔或多邊形孔等。另外，本發(fā)明還提供了一種使用上述檢測(cè)裝置檢測(cè)工件的磨損形貌及失重量的檢測(cè)方法，包括以下步驟a、首先，將待測(cè)工件4固定在所述定位裝置I上，測(cè)定出工件的原始厚度H ；b、然后，測(cè)量磨損后工件4在磨損區(qū)某點(diǎn)的厚度h ；C、再次，將原始厚度H和磨損后工件的厚度h的差值A(chǔ) h (H-h =Ah)與試件密度P的積(AhXp)即為單位失重量； d、最后，保持工件位置不變，移動(dòng)檢測(cè)器2，進(jìn)行區(qū)域測(cè)量，獲得多個(gè)點(diǎn)的厚度即點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到磨損面總失重量，通過(guò)計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件用點(diǎn)云數(shù)據(jù)定量重構(gòu)磨損面的三維形貌。
權(quán)利要求
1.一種磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置，其特征在于該檢測(cè)裝置包括定位裝置(I)和檢測(cè)器(2)，所述定位裝置⑴設(shè)置在所述檢測(cè)器(2)的下方，待測(cè)エ件⑷定位在所述定位裝置(I)上并且位于所述定位裝置(I)與所述檢測(cè)器(2)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置，其特征在于所述定位裝置(I)包括夾具體(11)、第一定位元件(12)和第二定位元件(13)，所述夾具體(11)固定在一平臺(tái)(3)上，所述第一定位元件(12)和所述第二定位元件(13)固定安裝在所述夾具體(II)上且高出所述夾具體(11)的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置，其特征在干所述夾具體(11)為平板，其上設(shè)置有定位元件安裝孔和用于安裝固定螺栓(14)的螺栓孔，所述夾具體(11)通過(guò)螺栓固定在所述平臺(tái)(3)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置，其特征在于所述檢測(cè)器(2)為可移動(dòng)的高度檢測(cè)頭或激光測(cè)距儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一定位元件(12)和所述第二定位元件(13)可拆卸地安裝在所述夾具體(11)上，所述第一定位元件(12)和第二定位元件(13)高出所述夾具體(11)的部分的形狀與待測(cè)エ件(4)上的相應(yīng)定位孔的形狀相適配并且為緊配合。
6.ー種使用權(quán)利要求1-5任ー項(xiàng)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)エ件的磨損形貌及失重量的檢測(cè)方法，包括以下步驟 a、首先，將待測(cè)エ件(4)固定在所述定位裝置(I)上，測(cè)定出エ件(4)的原始厚度(H)； b、然后，測(cè)量磨損后エ件在磨損區(qū)某點(diǎn)的厚度(h)； C、再次，將原始厚度(H)和磨損后エ件的厚度(h)的差值(Ah)與試件密度(P)的積(AhXp)即為單位面積失重量； d、最后，保持エ件(4)的位置不變，移動(dòng)所述檢測(cè)器(2)，進(jìn)行區(qū)域測(cè)量，獲得多個(gè)點(diǎn)的厚度即點(diǎn)云數(shù)據(jù)，井根據(jù)測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到磨損面總失重量，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件用點(diǎn)云數(shù)據(jù)定量重構(gòu)磨損面的磨損形貌。
全文摘要
一種磨損形貌及失重量的檢測(cè)裝置，包括定位裝置(1)和檢測(cè)器(2)，定位裝置設(shè)置在檢測(cè)器的下方，待測(cè)工件(4)定位在定位裝置上并位于定位裝置與檢測(cè)器之間。使用該檢測(cè)裝置檢測(cè)工件的磨損形貌及失重量的檢測(cè)方法，首先，將待測(cè)工件固定在定位裝置上，測(cè)定出工件的原始厚度(H)；然后，測(cè)量磨損后工件在磨損區(qū)某點(diǎn)的厚度(h)；再次，將原始厚度和磨損后工件厚度的差值(Δh)與試件密度的積即為單位面積失重量；最后，保持工件位置不變，移動(dòng)檢測(cè)器，進(jìn)行區(qū)域測(cè)量，獲得多個(gè)點(diǎn)的厚度即點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到磨損面總失重量，通過(guò)計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件用點(diǎn)云數(shù)據(jù)重構(gòu)磨損面的磨損形貌。該檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量準(zhǔn)確，能得到受損工件較精確的磨損形貌及失重量，提高了磨損試驗(yàn)以及磨損預(yù)估的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01B21/20GK102853799SQ20121030594
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者龐佑霞, 唐勇, 朱宗銘, 梁亮, 許焰, 劉輝 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙學(xué)院