[实用新型]一种基于ARM的滚轮磨损试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于摩擦磨损试验研究的设备，具体来说是涉及一种基于ARM的滚轮磨损实验设备。

背景技术

目前市面上常见的滚轮试验机都是采用砝码进行加载，不能实现无级加载，从而无法实现类似序进应力加速等的试验。而且，目前试验机大都是外接一台PC机和安装相应的软件来搭建测控系统，这样的测控系统虽然有着很好的性能，但也存在着很多弱点：一个结构完整和功能齐全的工控计算机用作专门的测控系统，必将造成资源的较大浪费，并占据较大的空间；使用PC机会增加试验机的整体成本，影响其在市场上的价格竞争力；使用PC机稳定性和可靠性也比较低，抗污染能力弱。尤其是用在生产水泥、混凝土等粉尘比较大的企业，其寿命会大大降低；因为PC机不是自己生产设计的，其可扩展性和可维护性必然受到很大的影响。

因此，采用液压加载机构和基于ARM的控制系统，可以大大提高滚轮试验机的性能、可靠性、经济性等指标，目前国内还没有类似的试验机。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种体积小、结构简单合理、操作方便、可靠性高、可实现对实验数据的精确测量与控制的基于ARM的滚轮磨损试验机。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：

一种基于ARM的滚轮磨损试验机，其特征在于，包括试验机主体和基于ARM的控制系统，所述的试验机主体包括机械传动机构、液压加载机构、试验滚轮、陪试轮和滚轮夹具，所述的滚轮夹具设置在液压加载机构的头部，所述的试验滚轮固定在滚轮夹具上，而所述的陪试轮则套接在机械传动机构的主轴端部，且所述的试验滚轮在液压加载机构的驱动下与陪试轮接触并形成对滚磨损，此外，所述的基于ARM的控制系统分别与液压加载机构和机械传动机构连通进行转速、加载的反馈与控制。

所述的机械传动机构包括变频电机、柔性联轴器和主轴，所述的变频电机通过柔性联轴器与主轴连接。

其中，所述的主轴的外部还套接有轴套，且所述的陪试轮两侧的主轴分别通过转动轴承固定在两个并列设置的轴承座上，而所述的两个轴承座则固定在试验机机架的左侧。

进一步，所述的陪试轮包括内衬和外圈摩擦环，所述的外圈摩擦环设置在内衬的外周上。

而所述的液压加载机构包括底板、支撑板、液压泵和滑动块，所述的底板固定在实验机机架的右侧，支撑板固定在底板上，而液压泵则固定在支撑板上，所述的滑动块设置在液压泵的前端且通过滑动螺栓与支撑板连接，所述的滑动块的头部同时与滚轮夹具固定连接。

此外，所述的基于ARM的控制系统包括数据处理模块、控制模块、数据采集模块和人机交互模块，所述的控制模块、数据采集模块和人机交互模块均与数据处理模块相连，

所述的数据处理模块包括ARM控制器、SDRAM、FLASH、串行接口、数/模转换模块和模/数转换模块，所述的ARM控制器分别与SDRAM和FLASH连通，且所述的ARM控制器同时通过串行接口与数/模转换模块和模/数转换模块相连接，

所述的控制模块包括变频器、液压比例阀和液压换向阀，所述的变频器通过串行接口与所述的ARM控制器连接，而所述的液压比例阀和液压换向阀则同时与数/模转换模块连通，所述的变频器同时与所述的机械传动机构连通，而液压比例阀和液压换向阀则与加载机构连通，

所述的数据采集模块包括编码器、压力传感器和变送器，所述的编码器与ARM控制器连通，压力传感器与模/数转换模块连通，

而所述的人机交互模块包括触摸屏和用来储存试验数据的SD卡，所述的触摸屏通过串行接口与ARM控制器连接。

且所述的编码器设置在机械传动机构上，而所述的压力传感器则设置在液压加载机构上。

进一步，所述的ARM控制器为CORTEX-M3内核的STM32F103微处理器，内置μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过将主轴的支撑结构设计为“桥式”结构，与传统试验机的悬臂式结构相比，极大地提高了支撑结构的刚度，减小了主轴变形对试验带来的影响；而转动轴承的支撑部分采用“抛分”式结构，便于拆装转动轴承。

而将所述的陪试轮设计为内衬+外圈摩擦环的结构，使得陪试轮在磨损后可以更换新的外圈，避免了磨损的陪试轮对试验滚轮的不利影响。