CN113790990A - 一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，包括变频三相异步电动机为摩擦磨损试验提供动力，变行程盘连接所述减速器和连杆与滑杆，将所述变频三相异步电动机旋转运动转换为直线往复运动，步进电机通过加载减速器和丝杠螺母连接管件夹具，控制所述管件夹具垂直方向运动进而提供加载力，杆件夹具安装需要试验的杆零件，连接所述滑杆在水平方向做往复直线运动，喷淋系统为摩擦磨损试验提供液体环境，加热棒控制溶液温度，溶液由水泵经喷淋头喷淋到摩擦试件上，计算机作为人机交互平台，设定试验参数和采集试验数据，控制系统接受所述计算机指令控制试验的环境，检测系统为采集试验数据的传感器。本发明能够对实际的杆管类零件进行实际工作环境下的摩擦磨损试验，能够模拟多种工作环境，自动化程度高。

Description

一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机
技术领域
本发明涉及油井杆管偏磨技术领域，尤其是涉及一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机。
背景技术
杆管类零件的摩擦磨损在机械中经常发生，油田上有杆泵采油、钻井作业都会出现磨损，日常生活中柱塞泵的柱塞与泵体的磨损，还有内燃机活塞的磨损，一旦磨损过大，产生破坏将严重影响生产生活，所以研究杆管类零件在真实工作情况下的磨损至关重要。
传统的摩擦磨损试验机存在一定的不足之处，往往只能进行杆管零件材料的摩擦磨损试验，不能直接模拟杆管类零件的真实工作情况，且自动化程度较低。针对以上现有的技术中的问题，本发明提出了一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，能够直接模拟杆管类零件的真实工况，根据设置自动调节试验环境，采集摩擦数据。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明目的在于提出一种能模拟多种工作环境的杆管类零件往复摩擦磨损试验机。
根据本发明的杆管类零件往复摩擦磨损试验机，包括：动力源，所述动力源为变频三相异步电动机；减速器，所述减速器为同步带减速系统，与所述动力源相连；运动转换系统，所述运动转换系统将旋转运动转换为可变行程的往复直线运动；试验模块，所述试验模块包括杆管件夹具以及相连的滑动模组；加载系统，所述加载系统为所述试验模块提供所需加载力；喷淋系统，所述喷淋系统模拟液体环境；控制系统，所述控制系统用于调节试验条件；检测系统，所述检测系统分别为摩擦频率、摩擦力、加载力以及液体环境的参数检测；和计算机，所述计算机与所述控制系统和所述检测系统相连分别发布控制指令和采集试验的参数。
根据本发明的杆管类零件往复摩擦磨损试验机，对需要试验的杆零件和管零件进行简单切割就可以进行摩擦磨损试验，不需要加工特定的试件，方便模拟零件的实际工作环境，从而更好地获取杆零件和管零件的实际磨损情况，更加详尽地了解其真实使用状况。
另外，根据本发明的杆管类零件往复摩擦磨损试验机，还可以具有如下附加技术特征：
具体的，所述运动转换系统包括：变行程盘，所述变行程盘存在3种不同行程的销孔；连杆，所述连杆与所述变行程盘通过不同行程的销孔连接，实现变行程摩擦磨损试验；滑杆，通过所述连杆与所述变行程盘连接构成变行程的运动转换；滑动轴承，所述滑动轴承与所述滑杆同轴心安装，实现往复运动的导向。
具体的，所述试验模块包括：试验箱体，所述试验箱体为试验进行的独立空间，可模拟液体试验环境；杆件夹具，所述杆件夹具是装夹不同尺寸杆零件的工具；管件夹具，所述管件夹具是装夹不同尺寸管零件的工具；滑台，所述杆件夹具安装在所述滑台上，导向杆件夹具的运动方向；滑动模组，所述滑动模组与所述管件夹具相连，减小摩擦力测量的误差。
具体的，所述加载系统包括：步进电机，所述步进电机为加载提供动力；加载减速器，所述加载减速器为蜗轮蜗杆减速器，精准调节加载力大小；丝杠螺母，所述丝杠螺母两端分别连接加载减速器和管件夹具，控制管件夹具上下移动；加载座，所述加载座为所述加载系统的安装平台。
具体的，所述喷淋系统包括：液体箱，所述液体箱用于存放模拟液体环境配置的溶液；水泵，所述水泵提供喷淋动力；喷淋头，所述喷淋头可调节喷淋方向；排液管，所述排液管两端分别连接所述试验箱体和所述液体箱，将喷淋的溶液及时回流的液体箱内；加热棒，所述加热棒置于所述液体箱内部，调节喷淋溶液的温度。
具体的，所述检测系统包括：摩擦力传感器，所述摩擦力传感器与所述管件夹具沿试验方向连接，实时检测摩擦力大小；加载力传感器，所述加载力传感器与所述管件夹具垂直方向连接，实时检测加载力大小；温度传感器，所述温度传感器安装在所述液体箱内，检测溶液的实时温度。
与现有技术相比，本发明杆管类零件往复摩擦磨损试验机具有以下特点和优点：
1.本发明能够试验不同尺寸的杆管类零件的摩擦磨损情况。
2.本发明能够实时调节摩擦磨损环境。
3.本发明能够模拟杆管类零件偏磨的液体环境。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例内杆管类零件往复摩擦磨损试验机的总体外观示意图；
图2为本发明实施例内杆管类零件往复摩擦磨损试验机的试验部分示意图；
其中，
1、变频三相异步电动机，2、减速器，3、变行程盘，4、连杆，5、滑杆，6、滑动轴承，7、试验模块，8、试验箱体，9、滑台，10、杆件夹具，11、管件夹具，12、摩擦力传感器，13、加载力传感器，14、滑动模组，15、步进电机，16、加载减速器，17、丝杠螺母，18、加载座，19、液体箱，20、水泵，21、喷淋头，22、排液管，23、加热棒，24、温度传感器。
具体实施方式
如图1-2所示，一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，包括所述变频三相异步电动机(1)为摩擦磨损试验提供动力，所述变行程盘(3)连接所述减速器(2)和所述连杆(4)与所述滑杆(5)，将所述变频三相异步电动机旋转运动转换为直线往复运动，所述步进电机(15)通过所述加载减速器(16)和丝杠螺母(17)连接所述管件夹具(11)，控制所述管件夹具(11)垂直方向运动进而提供加载力，所述杆件夹具(10)安装需要试验的杆零件，连接所述滑杆(5)在水平方向做往复直线运动，所述喷淋系统为摩擦磨损试验提供液体环境，所述加热棒(23)控制溶液温度，溶液由所述水泵(20)经所述喷淋头喷淋到摩擦试件上。
一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其操作过程如下:
步骤一、将需要试验的杆管零件进行简单切割，分别安装到杆件夹具(10)和管件夹具(11)上；
步骤二、通过计算机设置预加载力、试验温度和试验频率；
步骤三、通过计算机点击启动按钮，通过控制系统控制步进电机(15)运行带动管件夹具(11)下移达到预加载力，控制变频三相异步电动机(1)运行，带动杆件夹具(10)做往复直线运动，进行摩擦磨损试验，若需要液体环境，则喷淋系统会自动开启，喷淋设定温度的溶液；
步骤四、通过计算机设置试验的次数与采集数据的时间，计算机通过检测系统实时采集试验过程的摩擦力数据、加载力数据、温度数据；
步骤五、试验次数到达设定值时，计算机下达命令给控制系统，停止摩擦磨损试验并停止数据采集；
步骤六、取出试验试件，观察试验数据或图像，需要时可导出数据表格做进一步处理。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其特征在于：包括变频三相异步电动机为摩擦磨损试验提供动力，变行程盘连接所述减速器和连杆与滑杆，将所述变频三相异步电动机旋转运动转换为直线往复运动，步进电机通过加载减速器和丝杠螺母连接管件夹具，控制所述管件夹具垂直方向运动进而提供加载力，杆件夹具安装需要试验的杆零件，连接所述滑杆在水平方向做往复直线运动，喷淋系统为摩擦磨损试验提供液体环境，加热棒控制溶液温度，溶液由水泵经喷淋头喷淋到摩擦试件上，计算机作为人机交互平台，设定试验参数和采集试验数据，控制系统接受所述计算机指令控制试验的环境，检测系统为采集试验数据的传感器。
2.根据权利要求1所述一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其特征在于：所述变行程盘有3个不同行程的销孔，通过改变与所述连杆的连接位置改变试验行程。
3.根据权利要求1所述一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其特征在于：所述杆件夹具与管件夹具均可装夹实际零件。
4.根据权利要求1所述一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其特征在于：所述管件夹具可通过加载系统进行垂直方向运动。
5.根据权利要求1所述一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其特征在于：所述加载系统由所述步进电机控制加载力，控制精准，方便调节。
6.根据权利要求1所述一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其特征在于：所述喷淋系统可模拟一定温度的液体试验环境。
7.根据权利要求1所述一种杆管类零件往复摩擦磨损试验机，其特征在于：所述液体箱存放液体环境的溶液。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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