CN104777053A - 一种离散元冲击磨耗检测设备及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离散元冲击磨耗检测设备，它包括磨耗仪本体和水力恒压系统，所述磨耗仪包括壳体、试验砂入口以及出水口，所述壳体内由上到下依次设有砂斗、喷射器和角度调节装置，所述砂斗通过管路连接喷射器，砂斗底部设有砂量控制阀，角度调节装置设置在喷射器正下方；所述水力恒压系统包括一个水泵，在水泵的出水口管道上依次设置一个调压阀和一个压力表，在高压水入口与水泵之间还设有一个截止阀。本发明还公开了离散元冲击磨耗的检测方法，实现了在不同负荷、不同角度的磨耗试验，能充分模拟弹性体材料在离散物体冲击条件下的磨耗，克服了阿克隆磨耗机测试结果与实际值偏离太大问题，其实验结果可指导设计和生产。

Description

一种离散元冲击磨耗检测设备及检测方法
技术领域
本发明涉及弹性体材料磨耗检测技术领域，具体涉及一种离散元冲击磨耗检测设备及检测方法。
背景技术
橡胶、聚氨酯等弹性体具有良好的耐磨性能，在工业上有着广泛的应用。对于弹性体材料耐磨数值的测定，目前国内外最常用的是阿克隆磨耗机。其原理是以一定速度旋转的环形试样，在一定的负荷作用下，并以一定倾斜角与砂轮接触进行滚动摩擦，由于试样和磨轮的轴心位于不同的平面，致使试样会沿砂轮轴向相对滑动而产生磨耗。这种磨耗机理从微观上来看，相当于尖锐体在弹性体表面反复划割，导致表面脱落产生磨耗。实际上，对粗糙物施以压力和推力与弹性体做相对运动时，运动所产生磨耗的机理是与阿克隆磨耗机理是一致的。但是，由于这种磨耗是两物体接触，做连续运动而产生磨耗，其结果只能指导类似磨损机理产品的研究和生产(如汽车轮胎)。而大量的弹性体材料实际应用领域，并非仅是物料对弹性体相对滑动而产生磨耗，如矿用筛网、矿浆管道内壁、球磨机衬板、渣浆泵过流件、旋流器内壁、浮选机转(定)子、矿用车斗等等。它们的磨损是由离散元(离散的颗粒状物体或固液混合体)冲击作用在弹性体工作面上，其主要磨损机理是物料冲击表面，对弹性体实行非连续性的挖凿。这就导致许多阿克隆磨耗指标很好的弹性体材料工件，在离散元物体作用下根本就不耐磨。
发明内容
本发明的目的是提供一种离散元冲击磨耗检测设备，可用于检测离散的颗粒状物体或固液混合体的冲击作用。
本发明的另一目的是提供上述离散元冲击磨耗的检测方法，能精确测量弹性体材料在非连续物体作用下的耐磨程度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种离散元冲击磨耗检测设备，它包括磨耗仪本体和水力恒压系统，所述磨耗仪包括壳体、位于壳体顶部的试验砂入口以及位于壳体底部的出水口，所述壳体内由上到下依次设置有砂斗、喷射器和角度调节装置，所述砂斗通过管路连接喷射器，砂斗底部设置有砂量控制阀，所述角度调节装置设置在喷射器正下方；
所述喷射器由一砂管外套一水管组成，所述水管上设有伸出壳体的高压水入口；
所述角度调节装置包括试块装夹台、角度调节杆和滑槽，所述角度调节杆一端连接试块装夹台，另一端通过锁紧螺母安装在滑槽内；
所述水力恒压系统包括一个水泵，在水泵的出水口管道上依次设置一个调压阀和一个压力表，在高压水入口与水泵之间还设置有一个截止阀。
进一步地，所述壳体内还设置有格栅和砂水收集斗，所述格栅设置在角度调节装置下方，所述砂水收集斗设置在壳体底部，出水口与砂水收集斗的底部连通。
进一步地，所述砂管的喷砂口内径d尺寸为1～3mm，所述水管的喷水口内径D尺寸为5～10mm。
上述离散元冲击磨耗的检测方法，包括以下步骤：
(1)按标准计量粒度为25～200目的试验砂，从试验砂入口装入砂斗内，打开砂量控制阀，让试验砂处于可流动状态；
(2)将试块涤净、干燥、计量后固定于试块装夹台上，拨动角度调节杆，调整试块面与喷射器轴线的夹角β，转动一定角度后，利用锁紧螺母将角度调节杆锁紧在滑槽内，防止试验过程中角度调节杆发生转动；
(3)打开水泵，用调压阀调节压力，当压力表示数为0.2～1.2MPa时打开截止阀，恒压水源从高压水入口进入喷射器的水管，由流动水产生的负压，将试验砂带入高速水流中并加以混合，成为水合砂混流体射向试块；
(4)待标准数量试验砂喷射完毕，关闭水泵，取出试块，涤净、烘干、计量；将试验前后试块的重量差量值换算成体积差量值。
进一步地，所述试验砂选自三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅、碳化硅中的一种。
进一步地，所述夹角β为20～70°。
本发明用离散的砂粒与水混合高速冲击试块，使试块产生剥离磨损，达到检验弹性体材料在非连续物体作用下的耐磨程度。本发明实现了在不同负荷、不同角度的磨耗试验，能充分模拟弹性体材料在离散物体冲击条件下的磨耗，克服了阿克隆磨耗机测试结果与实际值偏离太大问题，其实验结果可指导设计和生产。
附图说明
图1为本发明离散元冲击磨耗检测设备的结构示意图。
图2为图1所示离散元冲击磨耗检测设备的喷射器结构示意图。
图3为图1所示离散元冲击磨耗检测设备的角度调节装置结构示意图。
图4为本发明离散元冲击磨耗检测设备的工作流程图。
图中，1、壳体，2、试验砂入口，3、砂斗，4、喷射器，401、砂管，402、水管，5、角度调节装置，501、试块，502、试块装夹台，503、角度调节杆，504、锁紧螺母，505、滑槽，6、格栅，7、砂水收集斗，8、砂量控制阀，9、高压水入口，10、出水口，11、水泵，12、调节阀，13、压力表，14、截止阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的离散元冲击磨耗检测设备，它包括磨耗仪本体和水力恒压系统，所述磨耗仪包括壳体1、位于壳体1顶部的试验砂入口2以及位于壳体1底部的出水口10，所述壳体1内由上到下依次设置有砂斗3、喷射器4、角度调节装置5、格栅6和砂水收集斗7。
所述砂斗3固定在壳体的左上角，盛装试验砂，它通过管路连接喷射器4，砂斗3底部设置有砂量控制阀8，控制试验砂的流量；
所述角度调节装置5设置在喷射器4正下方。
所述格栅6设置在磨耗仪壳体1中部，角度调节装置5的下方，防止试块501等掉入水中。
所述砂水收集斗7设置在磨耗仪壳体1底部，出水口10与砂水收集斗7的底部连通。试验时，试验砂和水穿过格栅6聚集在砂水收集斗7中，试验结束后，打开出水口10处的阀门，试验砂和水均从出水口10流出。
如图2所示，所述喷射器4由一砂管401外套一水管402组成，所述水管402一侧设有伸出壳体1的高压水入口9。所述砂管401的喷砂口内径d尺寸为1～3mm，所述水管402的喷水口内径D尺寸为5～10mm。高压水进入水管402后，由流体水产生的负压将试验砂带入高速水流中并加以混合。
如图3所示，所述角度调节装置5包括试块装夹台502、角度调节杆503和滑槽505，所述角度调节杆503一端连接试块装夹台502，另一端通过锁紧螺母504安装在滑槽505内；试验时，试块501固定于试块装夹台502上。
如图4所示，所述水力恒压系统包括一个水泵11，在水泵11的出水口管道上依次设置一个调压阀12和一个压力表13，所述调压阀12可以调节水泵11喷出的水压，所述的压力表13能够显示实时水压，在高压水入口9与水泵11之间还设置有一个截止阀14，所述截止阀14用于调节流量大小。
上述离散元冲击磨耗的检测方法，包括以下步骤：
(1)按标准计量粒度为25～200目的试验砂，从试验砂入口2装入砂斗3内，打开砂量控制阀8，让试验砂处于可流动状态；
(2)将试块501涤净、干燥、计量后固定于试块装夹台502上，拨动角度调节杆503，调整试块501面与喷射器4轴线的夹角β，转动一定角度后，利用锁紧螺母504将角度调节杆503锁紧在滑槽505内，防止试验过程中角度调节杆503发生转动；
(3)打开水泵11，用调压阀12调节压力，当压力表13示数为0.2～1.2MPa时打开截止阀14，恒压水源从高压水入口9进入喷射器4的水管402，由流体力学产生负压，将试验砂带入高速水流中成为水合砂混流体射向试块501；
(4)待标准数量试验砂喷射完毕，关闭水泵11，取出试块501，涤净、烘干、计量；将试验前后试块501的重量差量值换算成体积差量值。
所述试验砂可以选自三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅、碳化硅中的一种。
所述夹角β为20～70°。

Claims (6)

1.一种离散元冲击磨耗检测设备，其特征是，包括磨耗仪本体和水力恒压系统，所述磨耗仪包括壳体(1)、位于壳体(1)顶部的试验砂入口(2)以及位于壳体(1)底部的出水口(10)，所述壳体(1)内由上到下依次设置有砂斗(3)、喷射器(4)和角度调节装置(5)，所述砂斗(3)通过管路连接喷射器(4)，砂斗(3)底部设置有砂量控制阀(8)，所述角度调节装置(5)设置在喷射器(4)正下方；
所述喷射器(4)由一砂管(401)外套一水管(402)组成，所述水管(402)一侧设有伸出壳体(1)的高压水入口(9)；
所述角度调节装置(5)包括试块装夹台(502)、角度调节杆(503)和滑槽(505)，所述角度调节杆(503)一端连接试块装夹台(502)，另一端通过锁紧螺母(504)安装在滑槽(505)内；
所述水力恒压系统包括一个水泵(11)，在水泵(11)的出水口管道上依次设置一个调压阀(12)和一个压力表(13)，在高压水入口(9)与水泵(11)之间还设置有一个截止阀(14)。
2.根据权利要求1所述的离散元冲击磨耗检测设备，其特征是，所述壳体(1)内还设置有格栅(6)和砂水收集斗(7)，所述格栅(6)设置在角度调节装置(5)下方，所述砂水收集斗(7)设置在壳体(1)底部，出水口(10)与砂水收集斗(7)的底部连通。
3.根据权利要求1或2所述的离散元冲击磨耗检测设备，其特征是，所述砂管(401)的喷砂口内径d尺寸为1～3mm，所述水管(402)的喷水口内径D尺寸为5～10mm。
4.一种权利要求1所述的离散元冲击磨耗检测方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)按标准计量粒度为25～200目的试验砂，从试验砂入口(2)装入砂斗(3)内，打开砂量控制阀(8)，让试验砂处于可流动状态；
(2)将试块(501)涤净、干燥、计量后固定于试块装夹台(502)上，拨动角度调节杆(503)，调整试块(501)面与喷射器(4)轴线的夹角β，转动一定角度后，利用锁紧螺母(504)将角度调节杆(503)锁紧在滑槽(505)内，防止试验过程中角度调节杆(503)发生转动；
(3)打开水泵(11)，用调压阀(12)调节压力，当压力表(13)示数为0.2～1.2MPa时打开截止阀(14)，恒压水源从高压水入口(9)进入喷射器(4)的水管(402)，由流动水产生的负压将试验砂带入高速水流中并加以混合加速，成为水合砂混流体射向试块(501)；
(4)待标准数量试验砂喷射完毕，关闭水泵(11)，取出试块(501)，涤净、烘干、计量；将试验前后试块(501)的重量差量值换算成体积差量值。
5.根据权利要求4所述的离散元冲击磨耗检测方法，其特征是，所述试验砂选自三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅、碳化硅中的一种。
6.根据权利要求4或5所述的离散元冲击磨耗检测方法，其特征是，所述夹角β为20～70°。
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