一种多弹丸连续发射试验平台

摘要

本发明提供一种多弹丸连续发射试验平台，属于喷丸强化领域，解决了实验室喷丸设备不能满足小型材料强化，喷丸速度不可调的缺陷。此多弹丸连续发射试验平台包括弹丸填充装置，弹丸驱动装置，弹丸发射装置。弹丸由开放式弹仓连续提供，经弹丸驱动摩擦轮提供初速度，触碰到压力传感器时使电磁加速线圈通电，瞬间产生的磁场使弹丸受到向前推力加速后打在试样上。弹丸的初速度可以通过驱动摩擦轮的转速经相关公式计算出。弹丸出发射管的速度可由激光测速装置测得。控制试样的角度来达到弹丸发射方向不同的效果。此试验平台可以用于实验室进行喷丸试验，具有安装简单、操作方便、可靠性好等优势。

说明书

技术领域

本发明涉及喷丸强化领域，尤其涉及一种能够实现多弹丸连续发射、速度、击打角度可控的试验平台。

背景技术

喷丸强化是一种较为传统的表面强化技术，利用高速的弹丸连续冲击材料表面，使其发生弹塑性变形，塑性变形层因加工硬化和晶粒细化提高了材料表面的硬度和耐磨性，另外弹性变形的回弹会在材料的表层和亚表层形成有益的残余压应力。材料表面硬度的提高以及残余压应力的注入能够有效抑制和阻碍表面裂纹的萌生和扩展。

当前市面上存在许多喷丸设备，这些喷丸设备的结构比较复杂，多适用于大型设备材料的喷丸强化。本发明提供了一种结构简单、小型化、可用于实验室对较小的试样进行喷丸强化，进而研究试样喷丸后的相关变化。

发明内容

根据上面所述，实验室里所需的喷丸设备需结构简单、容易操作、体积小、成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

多弹丸连续发射试验平台，包括弹丸填充装置，弹丸驱动装置，弹丸发射装置。所述装置皆固定在桁架上形成一个多弹丸连续发射试验平台，桁架的四个支脚可由螺栓固定在试验台上，弹丸的激光测速装置也固定在桁架杆上。

所述弹丸填充装置包括弹仓、变速电机及输出轴、弹丸拨盘、塑料扣、圆柱台。塑料扣安装在弹丸拨盘的六个触角的前部，可以防止弹丸随意流动以此来保证准确进入驱动弹丸装置。弹仓和弹丸拨盘皆安装在圆柱台上，弹丸拨盘的旋转由变速电机实现。

所述弹丸驱动装置包括塑料发射管和弹丸驱动摩擦轮。塑料发射管由弯曲管和长直管构成，弯曲杆起引导作用，负责弹丸落下后可以准确进入弹丸驱动摩擦轮。长直管左右两边各一个驱动摩擦轮来给弹丸提供初速度。弹丸驱动摩擦轮由硅胶轮、永磁体、永磁线圈、永磁线圈架、转子轴构成。以转子轴为中心，永磁线圈绕在永磁线圈架上，永磁体环绕永磁线圈，最外层是硅胶轮。

所述弹丸发射装置包括塑料发射管、压力传感器、电磁加速线圈和红外线发生器。加速线圈装配在弹丸驱动装置前部的塑料发射管长直管上，电磁加速线圈加速弹丸的原理是通电线圈产生磁场对运动的导电物体产生力的作用。此电磁加速线圈不是一直通电，只有具有一定初速度的弹丸触碰到底部压力传感器时电磁加速线圈才会通电将弹丸发射出去。红外线发生器可以对试样进行瞄准，以达到定点击打试样的目的。

本发明提供了一种小型化的喷丸设备，弹丸的速度可由弹丸驱动装置控制，开放式弹仓给填充弹丸提供了极大的方便。利用摩擦轮——电磁加速线圈的组合解决了摩擦轮动力不足和弹丸通过电磁加速线圈需要一定初速度的问题。在发射管前方增加了一个红外线发生器起到辅助瞄准的作用，保证了弹丸击打试样时不会发生偏离。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本弹丸填充、驱动、发射装置立体图；

图2为图1的俯视图；

图3为弹丸驱动摩擦轮的立体图；

图4为弹丸驱动摩擦轮的俯视图；

图5为开放式弹仓立体图；

图6为弹丸填充、驱动、发射装置及开放式弹仓的立体图；

图7为桁架的立体图；

图8为多弹丸连续发射试验平台的立体图；

图9为多弹丸连续发射试验平台的俯视图。

参照图1和图8：1、弹丸，2、弹丸拨盘，3、塑料扣，4、螺栓，5变速电机及输出轴，6、圆柱台，7硅胶摩擦轮，8、永磁体，9、永磁线圈，10、永磁线圈架，11、转子轴，12、压力传感器13、电磁加速线圈，14、塑料发射管，15、激光测速孔，16、红外线发生器，17、红外线发生器外架，18、激光测速器，19、桁架杆、20、弹仓，21、固定面板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图8，弹丸拨盘2与圆柱台6以基孔制安装在电机输出轴上，再通过变速电机带动输出轴以合适的速度旋转。弹丸从弹仓20的斜面向下滚动，经弹丸拨盘2下落到塑料发射管的弯曲管中。其中弹仓与变速电机等皆焊接在桁架的固定面板21上。

弹丸落到弯曲管后会由弹丸驱动装置给予初速度。如图3，驱动装置的转子轴11做成蜂窝煤状来减轻其重量，以保证通电时快速启动。永磁线圈架10与转子轴11也是通过基孔制来配合，永磁线圈9缠绕在永磁线圈架10上，永磁体8随着硅胶摩擦轮7旋转而旋转。如图1，两个弹丸驱动摩擦轮呈并列状，装配在长直管的开口槽处。如图9，转子轴11固定在桁架下部的桁架杆19上。

如图1，压力传感器12贴在塑料发射管的长直管上，且不会对弹丸前进的速度产生影响。电磁加速线圈13装配在压力传感器前部，通电后使弹丸受力向前快速滚动。长直管左端部的红外线发生器16和红外线发生器外架17可以随意拆卸或组装。

详细的试述方案如下：见附图1，弹丸1从弹仓中流出，变速电机及输出轴5使弹丸拨盘2以设定的速度转动，塑料扣3可以防止弹丸跑到圆柱台6外，使其准确进入发射管14中，弹丸驱动摩擦轮由硅胶轮7、永磁体8、永磁线圈9、永磁线圈架10、转子轴11构成，转子摩擦轮可以设置特定的转速给与弹丸1一定的初速度，当弹丸1触碰到压力传感器12时电磁加速线圈13瞬间通电产生强大的磁场使弹丸1收到推力进而高速发射出击打在式样上。其中红外线发生器16可以标记试样要击打的位置，激光测速器18安装在桁架杆19上发出激光的通过激光测速孔15，可以测得弹丸出发射管的速度。