[发明专利]一种复合材料磨样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料加工装置，具体涉及一种复合材料磨样装置。

背景技术

碳/碳复合材料也称为碳纤维增强碳复合材料，是由碳纤维(或石墨纤维)为增强体，以碳(或石墨)为基体的复合材料。碳/碳复合材料具有高强度和刚度、高比强度和比模量、耐高温、耐烧蚀、耐热冲击等优点。碳/碳复合材料在航空航天及军事领域、汽车工业、医疗卫生领域、电子工业及热结构材料领域等都有广泛的应用。尽管碳/碳复合材料的综合性能十分优异，但是在高温有氧环境下抗氧化性能却较差，碳/碳复合材料的抗氧化性能已成为该领域研究的热点问题之一。

在实验室为了研究碳/碳复合材料的抗氧化性，需要将碳/碳复合材料的成品，切制成边长大于一厘米的立方块，接着手持该立方块，在磨盘上，用细砂纸磨成边长为一厘米的类球形。磨制后的试样，要求尽量圆滑，没有棱角，以保证后续抗氧化实验的效果。在制样过程中，由于试样尺寸较小，且碳/碳复合材料本身具有耐磨性，所以实验人员在手持试样磨制的过程中费时费力。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种磨制效率高，操作方便，能够批量自动进行打磨的复合材料磨样装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆和第二支撑杆的顶端通过转动轴连接，转动轴上悬挂连接有磨料筒，磨料筒的上部开设有能够放入物料的窥视孔，磨料筒的下部两侧分别设置有第一撞杆和第二撞杆；所述的第一撞杆和第二撞杆的下方分别对应设置有与撞杆相配合，用于带动磨料筒转动的第一拨动器和第二拨动器；所述的第一拨动器和第二拨动器与单片机控制系统连接；通过窥视孔将若干个切制后的复合材料初样放置于磨料筒内，第一拨动器和第二拨动器在转动过程中，碰触磨料筒下方的第一撞杆和第二撞杆，进而带动磨料筒做往复式间歇转动，使得装在磨料筒内部的复合材料初样彼此摩擦，实现试样的磨制。

所述的第一支撑杆和第二支撑杆的顶端均设置有轴承座，轴承座的内部安装有用于支承转动轴两端的轴承。

所述的转动轴与磨料筒之间采用键联接。

所述的磨料筒为球型。

所述的第一拨动器和第二拨动器采用电磁拨动器；

所述的电磁拨动器包括通过导线连接直流电源，电子开关和电枢绕组形成的直流回路；电枢绕组置于成对的磁极之间，且电枢绕组的中心转轴位置通过绕组转动轴在电枢绕组外侧安装有能够跟随电枢绕组转动的拨动杆。

所述的直流回路上还连接有用于调节通过电枢绕组电流大小的可变电阻器。

与现有技术相比，本发明将若干个切制后的复合材料初样通过窥视孔放置于磨料筒内，拨动器在转动过程中，碰触磨料筒下方的撞杆，进而带动磨料筒做往复式间歇转动，使得装在磨料筒内部的复合材料初样彼此摩擦，实现试样的磨制。与传统采用手工磨制初样的方式相比，本发明能够同时批量磨制多个初样，并且拨动器与单片机控制系统相连，在试磨制的过程中确定两个拨动器的拨动间隔时间，利用单片机控制系统，能够对磨制过程进行自动控制，极大的简便了操作，减少了实验人员的工作量。

进一步的，本发明的拨动器采用电磁拨动器，结合电磁感应原理，直流电源提供的电能通过磁极之间的电枢绕组转化为机械能，电枢绕组在电磁力的作用下旋转时，通过绕组转动轴带动外部的拨动杆产生等角度的转动。由于直流电为单方向的恒流电，因此使得电枢绕组上流过的电流大小方向也保持恒定，故而电枢绕组所受的电磁力方向也保持恒定。当电枢绕组旋转至水平位置时，电磁力产生的力矩为零，但是由于惯性的作用，会使电枢绕组继续旋转一定角度，之后才开始向相反的方向转动，当电枢绕组回复至水平位置时，电磁力产生的力矩再次为零，由于惯性的作用继续旋转一定角度，之后又开始向相反的方向转动，如此循环，继而带动拨动杆产生小于180度的拨动。本发明的电磁拨动器通过将机电系统中的执行元件与传动机构进行集成，能够直接将电能转换为间歇式转动量，简化了装置整体的结构，提高了系统的可靠性。

进一步的，本发明电磁拨动器的直流回路上还连接有用于调节通过电枢绕组电流大小的可变电阻器，通过调节可变电阻器的阻值，即能够改变电磁力矩的大小，从而控制电枢绕组回转的角度。

附图说明

图1本发明的整体结构示意图；

图2本发明电磁拨动器的结构示意图；

图3本发明电磁拨动器工作过程的电磁原理状态图；

图4本发明电磁拨动器电磁力矩的变化规律图；