专利名称：磨损形貌及失重量的检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种磨损形貌及失重量的检测装置及其检测方法，用于检测工件的磨损形貌及失重量。这是一种通过测量厚度变化来确定特定点的磨损量的方法，适用于流体机械领域的磨损预估、磨损研究和抗磨设计。
背景技术：
工程中普遍存在着流体机械的磨损问题，它是流体机械的主要失效方式，尤其是过流部件，其局部早期失效而导致效率下降、使用寿命降低和设备检修费用增加，造成十分惊人的能源和材料损失。常见的磨损失重量及其形貌检测方式有(I)将工件洗净烘干，通过称重获得失重量，但是称重测量只能得到磨损的平均失重量，无法得到工件实际磨损点的失重量。(2) 通过频闪、高速摄影等可以得到磨损形貌，但是这种方法因受到设备本身的限制，在混沌液体中效果不佳，即使在清水等透明液体中能得到磨损形貌，也不能和失重量直接关联，等等。目前与磨损相关所有的定量方法均不能将磨损形貌和失重量对应，因此，采用目前的方法来分析研究磨损是不完整的。

发明内容
有鉴于此，为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种磨损形貌及失重量的检测装置及其检测方法，通过在工件上设置检测器，可以检测出磨损区域的磨损形貌及其失重量，通过多点的厚度变化比较，从而得到较精确的磨损形貌和直接对应的失重量，为定量研究影响磨损的因素奠定了基础。本发明的磨损形貌及失重量的检测装置包括定位装置和检测器，其中，所述定位装置设置在所述检测器的下方，待测工件定位在定位装置上并且位于定位装置与检测器之间。进一步地，所述定位装置包括夹具体、第一定位元件和第二定位元件，所述夹具体固定在平台上，所述第一定位元件和所述第二定位元件固定安装在所述夹具体上且高出所述夹具体的上表面。进一步地，所述夹具体为平板，其上设置有定位元件安装孔和用于安装固定螺栓的螺栓孔。进一步地，所述检测器为可移动的高度检测头或激光测距仪。进一步地，所述第一定位元件和所述第二定位元件可拆卸地安装在所述夹具体上。而且，第一定位元件和第二定位元件高出夹具体的部分的形状与待测工件上的相应定位孔的形状相适配并且为紧配合。优选地，所述定位孔为圆孔、方孔或多边形孔。另外，本发明还提供了一种使用上述检测装置检测工件的磨损形貌及失重量的检测方法，包括以下步骤a、首先，将待测工件固定在所述定位装置上，测定出工件的原始厚度H ;
b、然后，测量磨损后工件在磨损区某点的厚度h ;C、再次，将原始厚度H和磨损后工件的厚度h的差值Ah与试件密度P的积AhXp即为单位面积失重量；d、最后，保持工件位置不变，移动检测器，进行区域测量，获得多个点的厚度即点云数据，并根据测得的点云数据得到磨损面总失重量，通过计算机相关软件用点云数据定量重构磨损面的磨损形貌。综上，本发明将待测工件固定在所述定位装置上，通过移动工件上方的检测器，获得多个点的厚度，可得到较精确的磨损形貌和直接对应的失重量，为定量研究影响磨损的因素奠定了基础。本发明提供的磨损形貌及失重量的检测装置，结构简单，检测方法实施方便，可为磨损失效预估、抗磨设计等提供实验数据，因此适用范围广泛，具有较大的经济效益和社会价值。


图I是本发明的磨损形貌及失重量的检测装置示意图。图中，各部件与附图标记之间的对应关系如下I-定位装置 2-检测器 3-平台 4-工件 11-夹具体12-第一定位元件 13-第二定位元件 14-固定螺栓
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。如图I所示，本发明的磨损形貌及失重量的检测装置包括定位装置I和检测器2，其中，定位装置I设置在检测器2的下方，待测工件4定位在定位装置I上并且位于定位装置I与检测器2之间。该检测装置结构简单，用来检测工件的磨损形貌及失重量，操作方便，检测直接而且检测结果准确。所述定位装置I具体包括夹具体11、第一定位元件12和第二定位元件13，所述夹具体11通过固定螺栓14被固定在平台3上，第一定位元件12和第二定位元件13固定安装在夹具体11上且高出夹具体11的上表面，用于将待测工件4定位在夹具体11上。通过定位装置I可以保证待测工件测试位置的可重复性和唯一性。优选地，夹具体11为平板，其上设置有定位元件安装孔和用于安装固定螺栓14的螺栓孔。需要说明的是，针对不同的待测工件，所用的定位装置可以不同，即更换相应的夹具体和定位元件。然而，最佳的方式是，只需更换定位装置中的定位元件，使定位元件的一端与新待测工件上的定位孔相适配即可，而无需更换夹具体，只要保证定位元件的另一端与原夹具体上的定位元件安装孔相适配即可，这样既降低了检测成本，又减少了更换定位装置的时间。所述检测器2为可移动的高度检测头或激光测距仪。其中，定位装置I安装在高度检测头或激光测距仪与平台3之间，所用高度检测头或激光测距仪可采用现有测量仪，如三坐标仪等。所述第一定位元件12和第二定位元件13可拆卸地安装在夹具体11上。而且，第一定位元件12和第二定位元件13的高出夹具体11部分的形状与待测工件上的相应定位孔的形状相适配并且为紧配合，所述定位孔优选为圆孔、方孔或多边形孔等。另外，本发明还提供了一种使用上述检测装置检测工件的磨损形貌及失重量的检测方法，包括以下步骤a、首先，将待测工件4固定在所述定位装置I上，测定出工件的原始厚度H ；b、然后，测量磨损后工件4在磨损区某点的厚度h ；C、再次，将原始厚度H和磨损后工件的厚度h的差值A h (H-h =Ah)与试件密度P的积(AhXp)即为单位失重量； d、最后，保持工件位置不变，移动检测器2，进行区域测量，获得多个点的厚度即点云数据，并根据测得的点云数据得到磨损面总失重量，通过计算机相关软件用点云数据定量重构磨损面的三维形貌。
权利要求
1.一种磨损形貌及失重量的检测装置，其特征在于该检测装置包括定位装置(I)和检测器(2)，所述定位装置⑴设置在所述检测器(2)的下方，待测エ件⑷定位在所述定位装置(I)上并且位于所述定位装置(I)与所述检测器(2)之间。
2.根据权利要求I所述的磨损形貌及失重量的检测装置，其特征在于所述定位装置(I)包括夹具体(11)、第一定位元件(12)和第二定位元件(13)，所述夹具体(11)固定在一平台(3)上，所述第一定位元件(12)和所述第二定位元件(13)固定安装在所述夹具体(II)上且高出所述夹具体(11)的上表面。
3.根据权利要求2所述的磨损形貌及失重量的检测装置，其特征在干所述夹具体(11)为平板，其上设置有定位元件安装孔和用于安装固定螺栓(14)的螺栓孔，所述夹具体(11)通过螺栓固定在所述平台(3)上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的磨损形貌及失重量的检测装置，其特征在于所述检测器(2)为可移动的高度检测头或激光测距仪。
5.根据权利要求4所述的磨损形貌及失重量的检测装置，其特征在于所述第一定位元件(12)和所述第二定位元件(13)可拆卸地安装在所述夹具体(11)上，所述第一定位元件(12)和第二定位元件(13)高出所述夹具体(11)的部分的形状与待测エ件(4)上的相应定位孔的形状相适配并且为紧配合。
6.ー种使用权利要求1-5任ー项所述检测装置检测エ件的磨损形貌及失重量的检测方法，包括以下步骤 a、首先，将待测エ件(4)固定在所述定位装置(I)上，測定出エ件(4)的原始厚度(H)； b、然后，測量磨损后エ件在磨损区某点的厚度(h)； C、再次，将原始厚度(H)和磨损后エ件的厚度(h)的差值(Ah)与试件密度(P)的积(AhXp)即为单位面积失重量； d、最后，保持エ件(4)的位置不变，移动所述检测器(2)，进行区域測量，获得多个点的厚度即点云数据，井根据测得的点云数据得到磨损面总失重量，通过计算机软件用点云数据定量重构磨损面的磨损形貌。
全文摘要
一种磨损形貌及失重量的检测装置，包括定位装置(1)和检测器(2)，定位装置设置在检测器的下方，待测工件(4)定位在定位装置上并位于定位装置与检测器之间。使用该检测装置检测工件的磨损形貌及失重量的检测方法，首先，将待测工件固定在定位装置上，测定出工件的原始厚度(H)；然后，测量磨损后工件在磨损区某点的厚度(h)；再次，将原始厚度和磨损后工件厚度的差值(Δh)与试件密度的积即为单位面积失重量；最后，保持工件位置不变，移动检测器，进行区域测量，获得多个点的厚度即点云数据，并根据测得的点云数据得到磨损面总失重量，通过计算机相关软件用点云数据重构磨损面的磨损形貌。该检测装置结构简单，操作方便，测量准确，能得到受损工件较精确的磨损形貌及失重量，提高了磨损试验以及磨损预估的准确性。
文档编号G01B21/20GK102853799SQ20121030594
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者庞佑霞, 唐勇, 朱宗铭, 梁亮, 许焰, 刘辉 申请人:长沙学院