金属冲击磨损实时检测系统的研究

　　1引言

　　磨损量是研究金属材料冲击磨损的一个重要参数。如何连续、准确、及时地检测磨损量，对磨损过程的分析具有实际意义。目前，材料磨损量的检测方法虽然很多，但检测过程都没有实现自动化和实时性，影响磨损过程的系统分析。本文试图通过对金属冲击磨损过程的分析，探索如何利用现代的计算机辅助检测手段解决这一问题，同时设计了金属材料冲　　击磨损试验装置和实时检测系统的软件部分，在wiNDOWS95中加以实现，效果很好。

　　2实时检测系统的硬件组成

　　金属冲击磨损实时检测系统的结构框图如图1所示。在这个系统中计算机是系统的核心，数据采集是关键。传感器获取的位移信号转换成电信号，经过调制后为一高频信号，然后经放大器放大后解调恢复原信号的波形。经过数据采集、量化和编码后送人计算机系统中软件系统进行处理。处理结果实时显示在系统监视器上，同时由于检测系统的软件系统　　是基于wINDOWS95平台的应用程序，充分利用操作系统的多任务特点，根据需要可将采集的数据在打印机上输出或将数据输出到磁盘上保存，以便后续对磨损量进行分析处理。

　　为考察在相同条件下不同金属材料的磨损量，需要对几种金属材料进行同时测量，然后比较其磨损量，以便在设计中合理选择材料。我们采用回转冲击结构如图2所示。回转体上联结4种不同材料试件，磨料根据实际需要选择，下端设有缓冲装置，以保证系统的可靠性。传感器获取的信号为材料磨损的位移量，通过比较法来评价4种材料的冲击磨损性能。

　　2.1试验装置结构

　　传统的金属冲击磨损试验机主要依据模拟实际工况设计。检测材料的磨损量必须停机进行。如日本川崎重工研制的冲击磨损试验机，从结构上看，实际上是一个小型的破碎机。试验工作量和费用相当可观。因此，有必要研制一种适合试验室研究的模拟试验装置。

　　为考察在相同条件下不同金属材料的磨损量，需要对几种金属材料进行同时测量，然后比较其磨损量，以便在设计中合理选择材料。我们采用回转冲击结构如图2所示。回转体上联结4种不同材料试件，磨料根据实际需要选择，下端设有缓冲装置，以保证系统的可靠性。传感器获取的信号为材料磨损的位移量，通过比较法来评价4种材料的冲击磨损性能。

　　.

　2磨损量的分析计算

　　从上面的分析和计算结果可以看出，从每次磨损量的检测来看，检测值为面积变化的结果;从最终磨损量的检测来看，检测值为电容极板间距变化的结果。式中，第二项为常量，各材料试件的最终及每次磨损量的大小关系取决于第一项，第一项为检测的电容值，与磨损量的变化一一对应。因此，只要对　比fxmaxi(任一试件第i次的磨损值)及fxmaci(最终磨损量)即可衡量出不同材料的试件在相同条件下某一次和总的磨损量。