一种滚子链条铰链磨损试验工装及滚子链条磨损试验方法

摘要

本发明提供了一种滚子链条铰链磨损试验工装，至少包括主动摆杆、安装连杆、若干支撑块和加载机构。主动摆杆可左右摆动。安装连杆且与所述主动摆杆连接。安装连杆上安装有若干连接杆，连接杆平行于主动摆杆，连接杆的下端设有可连接铰链的连接部。支撑块固定设置于连接杆的下方。支撑块上设有安装槽。加载机构包括可与铰链连接的链板和与链板可拆卸式固定连接的负载机构，链板上设有可供铰链的销轴穿过的插孔。链板包括第一链板和第二链板，第一链板可与销轴间隙配合连接，第二链板可与销轴过盈配合固定连接。本发明还提供了一种滚子链条铰链磨损试验方法。本发明可以非常方便地测试滚子链条销轴和套筒铰链副的耐磨性能。

说明书

技术领域

本发明涉及链条测试装置领域，具体涉及一种滚子链条铰链磨损试验工装，以及一种滚子链条磨损试验方法。

背景技术

滚子链条传动是一种具有中间挠性件的啮合传动，已发展成为现代机械工业中十分重要的基础元件。磨损是滚子链条最常见的失效形式的，滚子链条的各元件在工作过程中都会发生磨损破坏。滚子链条的磨损，一种形式是，在滚子链条啮入和啮出链轮时相邻的铰链之间相互摆动及拉扯导致销轴和套筒承压表面相对滑动摩擦引起的磨损。另一种形式的磨损是，相邻铰链之间的拉力会使得滚子链条总长增大，使滚子链条的边易于跳动，并使起动或换向时冲击增大。铰链距的磨损伸长到一定程度会使滚子链条铰链与轮齿的啮合情况变坏，从而发生爬高和跳齿现象，增大动载荷、发生振动、引起噪声和其它破坏等等。

由此，耐磨性是链条产品的一项重要性能指标。目前国内外链条耐磨性能测试方法是整链磨损测试，试验时需要把滚子链条整体安装在链条磨损试验设备上，施加一定的载荷并按指定的速度运行，定期测量滚子链条确定磨损程度。例如，公开号为CN112254959A的发明专利就提供了一种链条耐磨损测试装置及其使用方法。这种方案的不足之处是由于链条的整体较长，因此试验设备为了匹配链条体积也相对较大，导致占用场地大；而且试验能耗和噪声也比较大，试验检测人员的劳动强度很大，而且由于测试的是链条，还不能直观的观察组成链条的铰链内的销轴和套筒承压表面的磨损情况，如要观察和测量销轴的磨损情况，要通过拆解滚子链条后再拆下销轴进行观察。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的测试链条耐磨性的设备结构及使用方法均非常繁杂，通常需要将链条整体安装在设备上进行测试，不仅会导致测试的设备的体积非常大，而且能耗及噪音也较大，进一步来说试验方法也比较复杂。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种滚子链条铰链磨损试验工装，至少包括：

主动摆杆，所述主动摆杆连接有驱动所述主动摆杆左右摆动的驱动机构；

安装连杆，所述安装连杆与所述主动摆杆连接；所述安装连杆上安装有若干连接杆，所述连接杆平行于所述主动摆杆，所述连接杆的下端设有可连接铰链的连接部；

加载机构，所述加载机构包括可与铰链连接的链板、与所述链板可拆卸式固定连接的负载机构以及若干支撑块；所述链板上设有可供铰链的销轴穿过的插孔；所述链板包括第一链板和第二链板，所述第一链板可与销轴间隙配合连接，所述第二链板可与销轴过盈配合固定连接；所述支撑块固定设置于所述连接杆的下方，且所述支撑块与所述连接杆一一对应；所述支撑块上设有用于安装铰链的安装槽；

铰链分别连接所述连接杆与所述安装槽后，所述主动摆杆、安装连杆、连接杆以及铰链组成平行四杆机构。

优选的，还包括锁止件，所述锁止件可将所述第一链板与销轴锁止固定。

优选的，还包括辅助摆杆，所述辅助摆杆与所述安装连杆连接且平行于所述主动摆杆，所述主动摆杆、安装连杆以及辅助摆杆组成平行四杆机构。

优选的，所述连接部旋转活动连接铰链。

进一步的，所述连接部包括夹头，所述夹头可夹住铰链的上滚子。

优选的，所述驱动机构包括驱动转轮，所述驱动转轮可自动旋转，所述驱动转轮上偏离圆心的位置设有偏心连接滑块；所述主动摆杆上设置有滑槽，所述偏心连接滑块与所述滑槽滑动连接。

进一步的，所述驱动转轮上设置有沿径向延伸的偏心安装槽，所述偏心连接滑块连接于所述偏心安装槽内，且所述偏心连接滑块可固定于所述偏心安装槽内的任意位置处。

优选的，所述负载机构包括：

负载安装板，所述负载安装板同时可拆卸式固定连接所述第一链板以及所述第二链板；

负载连接块，所述负载连接块与所述负载安装板固定连接；

负载件，所述负载件与所述负载连接块可拆卸式规定连接。

本发明还提供了一种滚子链条磨损试验方法，每个铰链包括下滚子、铰链板、销轴、套筒和上滚子，所述套筒分别设置于所述上滚子和所述下滚子内，所述销轴分别穿过铰链板并插入所述套筒内，铰链为独立个体，且使用了如上述任意一项所述的滚子链条铰链磨损试验工装；

试验前，选择合适重量的负载机构并将负载机构挂在所述链板上；

试验步骤包括：

S1：调节驱动机构，使得主动摆杆能够在预设的幅度范围内以及按预设的频率摆动；

S2：连接所述上滚子与所述连接杆，将下滚子安装在所述安装槽内，并安装销轴，销轴同时穿过所述链板和所述铰链板以使得所述加载机构连接铰链；

S3：启动驱动机构，驱动主动摆杆摆动，使得铰链随连接杆摆动；

S4：经过预定的测试时间后，停止驱动机构，拆下铰链，观察铰链各部位的磨损情况。

优选的，使用了如前所述的滚子链条铰链磨损试验工装，在所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括步骤S3.5：暂停驱动机构，将第一链板拆下后观察并记录铰链的磨损情况，记录后重新装上第一链板，重新启动驱动机构，使得铰链继续摆动测试。

本方案可模拟在指定的载荷下链条啮入和啮出链轮时相邻铰链之间相互摆动特定角度时销轴及铰链其他部位表面经过相对滑动摩擦所造成的磨损，通过预设销轴的承压表面摆动的角度和摆动次数，记录磨损状态，确定耐磨性能。

本方案的优点在于：

1.本方案并非对链条整体进行测试，而是对组成链条的每个铰链进行测试，由于铰链的体积一般较小，滚子链条铰链磨损试验工装的整体大小可以有效得到控制，而且试验过程中仅对铰链磨损进行试验，试验设备占用场地小。

2.驱动本工装所需耗费的能量较低，而且摆动工作过程中所产生的振动和噪音均较小，使用方法非常简单，有效减少了检测人员的劳动强度，而且能够提高试验的安全性。

3.本工装可以模拟铰链在实际使用时的各种受力情况。

4.由于是对铰链进行测试，因此观察磨损情况时只需要把铰链从试验工装上拆下即可，而现有的测试装置是测试整条滚子链条，观察磨损时不仅需要从试验工装上拆下链条，还需要把链条拆开为铰链，显然本方案能够更为方便地确认铰链的磨损情况。而且，每一个铰链均独立加载，链条磨损试验工装可以在一次运行过程中对铰链进行数种不同加载重量的试验。

5.还可以随时暂停，拆下第一链板后观察销轴表面磨损情况，把磨损量与摆动次数直接对应起来，观察完毕后再装上第一链板就可以继续进行试验。

附图说明

图1所示为滚子链条铰链磨损试验工装的一种优选实施例的示意图；

图2所示为滚子链条安装在支撑座上时的安装结构示意图；

图3所示为加载组件的正视图；

图4所示为加载组件的侧视图；

附图标记说明：10-安装连杆，11-连接杆，111-夹头，12-辅助摆杆，13-主动摆杆，20-铰链，21-链板，210-套筒，211-第一链板，212-第二链板，213-下滚子，214-锁止件，215-插孔，22-销轴，23-铰链板，24-上滚子，3-支撑桌面，31-支撑块，310-安装槽，4-驱动转轮，41-偏心安装槽，42-偏心连接滑块，43-滑槽，5-负载机构，50-负载安装板，51-负载连接块，52-负载件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

滚子链条铰链磨损试验工装的一种优选的实施例如图1所示，包括主动摆杆13、安装连杆10以及加载机构。

所述主动摆杆13的下端旋转活动连接在外部机构上，例如旋转活动连接在支撑桌面3上，主动摆杆13可沿下端摆动。主动摆杆13连接有驱动机构，驱动机构可以驱动主动摆杆13左右往复摆动。调节驱动机构可以调整主动摆杆13的摆动幅度以及摆动频率，满足不同的试验工况要求。所述驱动机构可以是电机或者现有的常见的各种摆动驱动机构。本实施例中提供了一种优选的驱动机构实施例，驱动机构包括驱动转轮4，驱动转轮4连接有驱动电机或者其他任意可以驱动驱动转轮4旋转的机构，驱动转轮4可以持续旋转。所述驱动转轮4上偏离圆心的位置设置有偏心连接滑块42，同时在所述主动摆杆13上设置有滑槽43，偏心连接滑块42连接于所述滑槽43内。所述滑槽43沿所述主动摆杆13的长度方向延伸。驱动转轮4旋转时，偏心连接滑块42可在滑槽43内滑动，带动主动摆杆13摆动，实现驱动的功能。

进一步的来说，所述驱动转轮4上还设置有沿径向延伸的偏心安装槽41，所述偏心连接滑块42可以固定于偏心安装槽41内的任意位置处。通过调整偏心连接滑块42的安装位置，可以实现调整所述主动摆杆13摆动幅度的功能。

所述安装连杆10连接所述主动摆杆13，且所述安装连杆10水平设置，可随主动摆杆13左右摆动。所述安装连杆10上设置有若干连接杆11，连接杆11平行于所述主动摆杆13。在安装连杆10左右运动时，连接杆11也左右摆动，连接杆11可与滚子链条的铰链20连接，起到带动铰链20摆动的功能。一般而言，铰链包括上滚子24、铰链板23和下滚子213，铰链板23连接上滚子24及下滚子213，铰链板23与上滚子24以及下滚子213之间通常使用销轴24进行连接，且在上滚子24和下滚子213内还设置有与销轴24适配的套筒210，套筒210和销轴24配合后下滚子213可绕销轴24摆动。所述连接杆11包括夹持部，夹持部包括夹头111，夹头111可以夹住铰链的上滚子24。当然，所述连接杆11也可以利用其他方案稳定住所述铰链20，只要能够将上滚子24安装到连接杆11上并随连接杆11摆动即可。

进一步的来说，所述夹头111以间隙配合的方式夹住所述上滚子24，在所述上滚子24与夹头111之间具有一定的间隙，能够有效防止夹头111为了夹住上滚子24而对上滚子24造成太大的磨损，以便后续调转铰链20的方向后能对上滚子24进行磨损试验。这是由于连接杆11仅需起到拨动铰链20使其摆动的效果，而不需要严格地夹紧铰链20，而在具有间隙的前提下夹头111只要触碰到上滚子24就能够起到拨动铰链20摆动的目的。

更进一步的来说，还设有与主动摆杆13平行的辅助摆杆12，所述辅助摆杆12的下端旋转活动连接于外部机构上，且连接位置与主动摆杆13下端的连接位置位于同一水平高度上。辅助摆杆12同样连接所述安装连杆10。主动摆杆13、辅助摆杆12以及安装连杆10组成平稳运动的平行四杆机构。辅助摆杆12可以起到增强主动摆杆13摆动稳定性的功能。

所述加载机构包括链板21、负载机构和支撑块31，所述负载机构与所述链板21可拆卸式固定连接，负载机构具有一定重量。所述链板21可与铰链20连接。所述链板21与铰链20之间连接方式如图2所示，在所述链板21上设置有插孔215，销轴22穿过插孔215后插入下滚子213内，从而将链板21与铰链20相互连接。所述负载机构通过链板21可以向铰链的销轴22提供一个拉力，模拟滚子链条在实际使用过程中相邻铰链之间产生的拉力。当连接杆11摆动时带动铰链摆动，此时由于链板21固定连接了销轴22，销轴22可相对铰链板23旋转，因此链板21与铰链板23之间会产生相对运动，模拟滚子链条实际使用过程中相邻铰链之间产生的摩擦。一般滚子内设有与销轴22适配的套筒210，销轴22相对下滚子213产生旋转时还可以测试套筒210的耐磨性能。由此可以看出，滚子链条铰链磨损试验工装能够模拟铰链在使用过程中所受到的各种外力影响。通过更换负载机构，可以调节铰链所受的拉力，从而便于模拟不同的工况。所述支撑块31固定设置，例如，可参考本实施例，设置支撑桌面3用于固定支撑块31。支撑块31与连接杆11一一对应，每一根所述连接杆11均对应有一个所述支撑块31。所述支撑块31上设置有安装槽310，安装槽310与铰链的下滚子213适配，下滚子213可以安装于安装槽310内。具体来说，所述安装槽310的形状与铰链20使用时连接的链轮的齿槽形状相同，可以模拟铰链20与链轮的啮合。支撑块31的功能在于为铰链提供支撑，使得铰链在测试过程中能够保持稳定。而且，铰链摆动过程中，下滚子213在安装槽310内滚动，可以模拟实际使用过程中滚子所受的摩擦。

如图2所示，所述链板21包括第一链板211和第二链板212，其中所述第二链板212与销轴22过盈配合，使得第二链板212能够与销轴22固定；所述第一链板211与销轴22间隙配合，且设有锁止件214压紧第一链板211与铰链板23，防止第一链板211脱落。所述锁止件214可以选用现有的锁止件，在此不多做赘述。这种方案中，在试验过程中可以随时暂停驱动机构，然后取下锁止件214就可以方便地将第一链板211拆下，确认铰链20的磨损情况。确认后可以再将第一链板211重新固定住继续试验。第二铰链板212始终与销轴22固定连接，不会影响加载机构向铰链施加载荷。因此，这种优选的实施例有助于随时记录磨损情况，而不需要完全将铰链取下，增加了试验方法的多样性。

所述负载机构的具体结构如图3和图4所示，包括负载安装板50、负载连接块51以及负载件52。所述负载安装板50同时连接第一链板211和第二链板212，保证负载机构与链板平稳连接且铰链两侧的受力均匀。所述负载连接块51与所述负载安装板50固定连接，在负载连接块51上设置有负载件52的安装位。所述负载件52可以拆下，通过更换不同重量的负载件52，可以实现对负载机构所施加的载荷的变化，从而便于进行试验，而且更换方法也非常简便。

利用上述滚子链条铰链磨损试验工装，可以进行滚子链条磨损试验。滚子链条磨损试验的试验对象是滚子链条的铰链20，铰链20为拆卸后的独立个体，结构如图1和图3所示。本实施例提供一种具体的滚子链条磨损试验方法，其具体方案如下：

在试验前，先确定所需施加在铰链20上的拉力大小，以此选择合适重量的负载机构挂在链板212上。

具体的试验步骤包括：

S1：调节驱动机构，使得主动摆杆13能够在预设的幅度范围内以及按预设的频率摆动。具体到本实施例而言，首先调整偏心连接滑块42在所述偏心安装槽41内的位置，偏心连接滑块42越靠近驱动转轮4的边缘，则主动摆杆13的摆动幅度越大。调整驱动转轮4的旋转速度，可以实现对主动摆杆13的摆动频率的调整。必要时，可以设置计数传感器和角度编码器自动记录主动摆杆13的摆动频率和摆动幅度。

S2：安装铰链20。将上滚子24与连接杆11连接，将下滚子213安装到安装槽310内，同时将链板21连接下滚子213。链板21上设置有插孔215，将销轴22同时穿过插孔215和下滚子213，实现链板21与铰链20的连接。

S3：启动驱动机构，使得主动摆杆13开始摆动，带动安装连杆10和连接杆11摆动，连接杆11摆动时拨动铰链。主动摆杆13、安装连杆10以及连接杆11组成平行四杆机构左右摆动，带动铰链20摆动。铰链20与链板21之间会产生摩擦，同时链板21还会向销轴22施加拉力，模拟铰链20在实际使用中的受力方式，进行磨损试验。

S3.5：暂停驱动机构，拆下锁止件214，并取下第一链板211，观察并记录销轴22的磨损情况。之后再装上第一链板211和锁止件214继续测试。这个步骤主要是便于随时记录磨损，而不是一定等到预设的试验时间后再确认磨损，有助于随时确认试验数据。而且，暂停后只需要取下第一链板211而不需要将链板21整体拆下，而第一链板211由于是间隙配合，拆卸也非常方便，因此操作方法也非常简便。

S4：经过预定的测试时间后，停止驱动机构，将铰链20拆下后观察并记录磨损情况。

本方案提供的滚子链条试验方法中，链板21向销轴22施加的拉力能够模拟滚子链条使用时相互连接的铰链之间产生的拉力；链板21与销轴22之间的摩擦能够模拟实际使用时销轴22所受的摩擦；链板21与铰链板23之间产生的摩擦可以模拟实际使用时铰链板23所承受的摩擦；销轴22受链板21向下拉力后向套筒210施加压力，可以模拟实际使用过程中套筒210所受压力；第一链板211与销轴22过盈配合，因此铰链20摆动时销轴22还会相对套筒210滚动，模拟在指定载荷条件下滚子链条啮入和啮出链轮时相邻铰链相互摆动导致销轴24和套筒210承压表面相对滑动摩擦引起的磨损。由此可见，本方案提供的滚子链条试验方法可以模拟正常使用中铰链20的各种受力情况，因此测试出的耐磨性能更加准确。而且，本实施例测试的是单独的铰链20，铰链20拆下后可以非常直观地观察销轴22或铰链20其他部位的磨损情况，因此有助于简化工作流程，提升试验效率。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。