CN113804566A - 一种落砂耐磨试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种落砂耐磨试验装置，属于机械设备领域。该装置包括：支架、实验箱、底座、螺旋输送机构、排砂管、流量阀、漏斗和落砂管。试验箱包括：箱体、位于箱体上端的透明盖板、位于箱体内部的斜置式试样架、与箱体侧壁上的取砂口可拆卸连接的封堵板；支架和箱体均固定于底座上；漏斗、流量阀、落砂管自上而下顺次连接并导通，且落砂管的下端位于箱体内部；螺旋输送机构沿竖直方向固定于支架上，且底部输入端位于箱体内部；排砂管倾斜设置，上端与螺旋输送机构的顶部输出端连通，下端伸入至漏斗内部。螺旋输送方式对其本身的密封性要求不高，即使出现密封不严的情况也不会影响上砂作业，显著降低了测试难度。

Description

一种落砂耐磨试验装置

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别涉及一种落砂耐磨试验装置。

背景技术

耐磨性是衡量产品表面耐磨损程度和使用寿命的重要指标，对于涂层耐磨性测试，通常采用落砂耐磨试验装置，使规定体积的石英砂作为磨料，通过垂直导管从一定高度自由落下，冲击涂层试样的规定面积，获得涂层磨损前后的厚度差，来评价涂层试样的耐磨性。

相关技术提供的落砂耐磨试验装置，通过气缸和吸砂管从试验箱中吸砂回供向定时放料器，气动控制箱分控气囊和气缸动作，维持试验机落砂、吸砂的循环作业。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

采用气缸和气囊配合吸砂时，对装置本身的密封性要求极高，增大了测试难度。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种落砂耐磨试验装置，可以解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种落砂耐磨试验装置，所述落砂耐磨试验装置包括：支架、实验箱、底座、螺旋输送机构、排砂管、流量阀、漏斗和落砂管；

所述试验箱包括：箱体、位于所述箱体上端的透明盖板、位于所述箱体内部的斜置式试样架、与所述箱体侧壁上的取砂口可拆卸连接的封堵板；

所述支架和所述箱体均固定于所述底座上；

所述漏斗、所述流量阀、所述落砂管自上而下顺次连接并导通，且所述落砂管的下端位于所述箱体内部；

所述螺旋输送机构沿竖直方向固定于所述支架上，且底部输入端位于所述箱体内部；

所述排砂管倾斜设置，上端与所述螺旋输送机构的顶部输出端连通，下端伸入至所述漏斗内部。

在一种可能的实现方式中，所述螺旋输送机构包括：上砂管、旋转轴、螺旋式输送叶片和电机；

所述上砂管的下端位于所述箱体内部，所述上砂管的上端与所述电机的外壳固定连接；

所述旋转轴可转动地位于所述上砂管内部，且所述旋转轴的上端与所述电机的输出轴同轴连接；

所述螺旋式输送叶片固定套设于所述旋转轴的外壁上，且自所述旋转轴的下端延伸至所述旋转轴的上端。

在一种可能的实现方式中，所述落砂耐磨试验装置还包括：控制组件；

所述控制组件与所述电机电性连接，用于控制所述电机的作业过程。

在一种可能的实现方式中，所述透明盖板包括：对称设置的第一子盖板和第二子盖板；

所述第一子盖板和所述第二子盖板对接，并且在对接位置处配合形成第一过孔和第二过孔；

所述第一过孔用于容纳所述上砂管；

所述第二过孔用于容纳所述落砂管。

在一种可能的实现方式中，所述斜置式试样架包括：试样支撑板和固定件；

所述试样支撑板沿倾斜方向固定于所述箱体内部上方，所述试样支撑板与竖直方向之间的夹角为45°；

所述固定件设置于所述试样支撑板上，用于将试样固定于所述试样支撑板上。

在一种可能的实现方式中，所述固定件包括：对称设置的两个固定架；以及

与所述固定架螺纹连接的固定杆，所述固定杆的底部用于将所述试样压紧于所述试样支撑板上。

在一种可能的实现方式中，所述试样支撑板上设置有观察孔；

所述观察孔与所述落砂管的下端连通。

在一种可能的实现方式中，所述排砂管的最低排砂点、所述漏斗的中心、所述落砂管的中心、所述观察孔的中心在同一竖直直线上。

在一种可能的实现方式中，所述支架包括：支撑柱和固定板；

多个所述固定板自上而下彼此间隔地固定于所述支撑柱上，且，所述固定板上具有支撑过孔；

所述上砂管同时贯穿多个所述固定板上的所述支撑过孔。

在一种可能的实现方式中，所述支撑柱设置为两个；

两个所述支撑柱和所述上砂管呈等腰三角形分布。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的落砂耐磨试验装置，通过螺旋输送机构进行石英砂的向上输送作业，螺旋输送方式对其本身的密封性要求不高，即使出现密封不严的情况也不会影响上砂作业，显著降低了测试难度。另外，螺旋输送方式不会存在卡料现象，磨擦损耗小，更利于节省成本，而且螺旋输送方式的作业噪音较小，更利于作业人员的身心健康。通过在试验箱箱体的上端使用透明盖板，使箱体内部可视化，利于作业人员随时掌握实验进程，使耐磨测试更加安全可控。通过在箱体内部设置斜置式试样架，在确保落砂冲刷磨损试样的同时，还便于落砂在冲刷试样后顺利回落至箱体，便于石英砂的循环利用。通过在箱体的侧壁上设置取砂口，以便于在测试结束后，将石英砂顺利由箱体内取出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一示例性落砂耐磨试验装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一示例性落砂耐磨试验装置的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一示例性试验箱的立体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一示例性试验箱的剖面结构示意图。

附图标记分别表示：

1-支架，

101-支撑柱，

102-固定板，

2-实验箱，

201-箱体，

202-透明盖板，

2021-第一子盖板，

2022-第二子盖板，

203-斜置式试样架，

2031-试样支撑板，

2032-固定件，

20321-固定架，

20322-固定杆，

2033-观察孔，

204-封堵板，

3-底座，

4-螺旋输送机构，

401-上砂管，

402-旋转轴，

403-螺旋式输送叶片，

404-电机，

5-排砂管，

6-流量阀，

7-漏斗，

8-落砂管，

9-控制组件。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种落砂耐磨试验装置，如附图1和附图2所示，该落砂耐磨试验装置包括：支架1、实验箱2、底座3、螺旋输送机构4、排砂管5、流量阀6、漏斗7和落砂管8。

其中，如附图3和附图4所示，试验箱2包括：箱体201、位于箱体201上端的透明盖板202、位于箱体201内部的斜置式试样架203、与箱体201侧壁上的取砂口可拆卸连接的封堵板204；

支架1和箱体201均固定于底座3上；

漏斗7、流量阀6、落砂管8自上而下顺次连接并导通，且落砂管8的下端位于箱体201内部；

螺旋输送机构4沿竖直方向固定于支架1上，且底部输入端位于箱体201内部；

排砂管5倾斜设置，上端与螺旋输送机构4的顶部输出端连通，下端伸入至漏斗7内部。

本发明实施例提供的落砂耐磨试验装置，可用于涂层耐磨性测试，其工作原理如下所示：

打开试验箱2的透明盖板202，将试样固定在斜置式试板架上，然后将标准石英砂填装入试验箱2内，直到石英砂填装至试验箱2设定深度位置处(例如，三分之二深度处)，将透明盖板202盖上。启动螺旋输送机构4，将试验箱2的箱体201中石英砂沿竖直方向向上运输至排砂管5中，完成自动上砂作业。石英砂通过排砂管5进入漏斗7，经流量阀6调节至设定的落砂速度，然后以该落砂速度经落砂管8落到试样表面，对试样进行冲刷磨损，完成自动落砂以及试样磨损作业。根据涂层磨损前后的厚度差，来评价试样的耐磨性。

本发明实施例提供的落砂耐磨试验装置，通过螺旋输送机构4进行石英砂的向上输送作业，螺旋输送方式对其本身的密封性要求不高，即使出现密封不严的情况也不会影响上砂作业，显著降低了测试难度。另外，螺旋输送方式不会存在卡料现象，磨擦损耗小，更利于节省成本，而且螺旋输送方式的作业噪音较小，更利于作业人员的身心健康。通过在试验箱2箱体201的上端使用透明盖板202，使箱体201内部可视化，利于作业人员随时掌握实验进程，使耐磨测试更加安全可控。通过在箱体201内部设置斜置式试样架203，在确保落砂冲刷磨损试样的同时，还便于落砂在冲刷试样后顺利回落至箱体201，便于石英砂的循环利用。通过在箱体201的侧壁上设置取砂口，以便于在测试结束后，将石英砂顺利由箱体201内取出。

对于本发明实施例提供的螺旋输送机构4，作为一种示例，如附图1和附图2所示，该螺旋输送机构4包括：上砂管401、旋转轴402、螺旋式输送叶片403和电机404。

其中，上砂管401的下端位于箱体201内部，上砂管401的上端与电机404的外壳固定连接；

旋转轴402可转动地位于上砂管401内部，且旋转轴402的上端与电机404的输出轴同轴连接；

螺旋式输送叶片403固定套设于旋转轴402的外壁上，且自旋转轴402的下端延伸至旋转轴402的上端。

应用时，启动电机404，带动旋转轴402旋转，旋转的旋转轴402带动其外壁上的螺旋式输送叶片403旋转，进而可以将箱体201内部的石英砂通过该叶片输送至与上砂管401上端侧壁倾斜连接的排砂管5。

上砂管401的上端被电机404的外壳所封堵，石英砂被螺旋式输送叶片403输送时，仅在上砂管401内运动，直至进入排砂管5。由于排砂管5的下端伸入至漏斗7内部，并且漏斗7、流量阀6、落砂管8自上而下顺次连接并导通，且落砂管8的下端位于箱体201内部。

如此设置，使得上砂作业-落砂作业始终处于封闭环境中，显著降低了粉尘污染，利于提高作业效率及作业安全性。

进一步地，如附图2所示，本发明实施例提供的落砂耐磨试验装置还包括：控制组件9；其中，该控制组件9与电机404电性连接，用于控制电机404的作业过程。

利用控制组件9来控制电机404，可以使上砂作业自动化，利于进一步地提高工作效率。

在一种可能的实现方式中，该控制组件9包括：控制面板、以及与控制面板电性连接的控制电路板，控制电路板还与电机404电性连接。

控制面板上设置有启动、停止、高速、中速、低速等按钮，作业人员通过操作这些按钮，可以控制电机404的启停，以及调节电机404运行速度，即，调节上砂速度，使测试作业更加方便快捷及可控。

本发明实施例中，控制组件9可以安装于电机404的外壳上，以方便操作，进一步节省作业时间。

本发明实施例中，所使用的电机404的运行功率为1KW到3KW，例如可以为1KW、1.5KW、2KW、2.5KW、3KW等。

对于上述实验箱2，作为一种示例，箱体201可以呈矩形结构或者正方体结构，该类结构便于制备，且容易在其上安装透明盖板202。

本发明实施例中，箱体201容积可以在20L到50L之间，所述试验箱2大小为20L到50L。

箱体201侧侧壁上设置取砂口，取砂口可以为矩形形状，例如，长度为100mm到300mm，宽度为100mm到200mm等。

取砂口处设置有可拆卸的封堵板204，当正常测试作业时，利用封堵板204堵住该取砂口，当测试完毕需要取砂时，拆卸封堵板204暴露取砂口即可。封堵板204可以通过螺栓或者销轴可拆卸地安装于箱体201的侧壁上。

透明盖板202可以采用透明亚克力板制备得到，如此，不仅保证可视性，还具有高强度，提高试验箱2的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，如附图1所示，本发明实施例中，透明盖板202包括：对称设置的第一子盖板2021和第二子盖板2022；

其中，第一子盖板2021和第二子盖板2022对接，并且在对接位置处配合形成第一过孔和第二过孔；

第一过孔用于容纳上砂管401；

第二过孔用于容纳落砂管8。

第一子盖板2021和第二子盖板2022固定安装于试验箱2的箱体201的上开口处，举例来说，两者可以通过粘接、螺栓连接、螺钉连接等方式来实现上述固定安装。

第一子盖板2021和第二子盖板2022的对接位置分别具有两个半圆形孔，两者对接后，对应位置处的半圆形孔也随之对接，形成第一过孔和第二过孔，以分别用于使上砂管401和落砂管8的底部穿过。

本发明实施例中，第一过孔与上砂管401紧密配合，即第一过孔的内壁与上砂管401的外壁之间不具有间隙或者间隙足够小，同时，第二过孔与落砂管8紧密配合，即第二过孔的内壁与落砂管8的外壁之间不具有间隙或者间隙足够小。这样，可以进一步确保上砂作业以及落砂作业始终处于封闭环境中，以降低粉尘污染，降低人力清理成本等。

对于斜置式试样架203，在一种可能的示例中，如附图3和附图4所示，本发明实施例提供的斜置式试样架203包括：试样支撑板2031和固定件2032。

其中，试样支撑板2031沿倾斜方向固定于箱体201内部上方，试样支撑板2031与竖直方向之间的夹角为45°；

固定件2032设置于试样支撑板2031上，用于将试样固定于试样支撑板2031上。

通过设置沿竖直方向倾斜45°的试样支撑板2031，并使试样支撑板2031沿倾斜方向固定于箱体201内部上方，可以保证试样在试样支撑板2031上安装后，试样对于落砂管8的管口成45°角，这样不仅便于对试样进行冲刷磨损作业，还利于冲刷试样后，石英砂能快速地回落至箱体201内部，以便于对石英砂进行循环利用。

试样支撑板2031可以为正方形，例如其边长可以为100mm到200mm。

本发明实施例中，上砂管401可以位于箱体201的第一侧，落砂管8可以位于箱体201的第二侧，第一侧和第二侧两者位于箱体201内部不同的区域处，以防止干扰。

可以理解的是，试样支撑板2031位于与落砂管8所在位置相同的第二侧，并且，试样支撑板2031的下端面向上砂管401所在的第一侧，这样，能够使下落的石英砂依靠惯性回落至箱体201内部的第一侧，以便于进入上砂管401进行回用。

试样支撑板2031的侧壁与箱体201的侧壁固定连接，例如通过粘接、焊接或者螺钉连接等方式。试样支撑板2031的上端与箱体201的上端可以持平，试样支撑板2031的下端与箱体201的下端之间具有间隙，例如，该间隙的高度可以为箱体201高度的三分之一至一半的高度，以便于使箱体201容纳更多的石英砂。

可见，本发明实施例提供的落砂耐磨试验装置，通过提供封闭式上砂环境、封闭式落砂环境、以及可循环式石英砂回用环境，不仅利于提高作业效率，还极大程度上节省了人力成本。

固定件2032设置于试样支撑板2031上，用于将试样固定于试样支撑板2031上，在一种可能的实现方式中，如附图3和附图4所示，固定件2032包括：对称设置的两个固定架20321；以及与固定架20321螺纹连接的固定杆20322；

其中，固定杆20322的底部用于将试样压紧于试样支撑板2031上。

应用时，通过沿不同方向旋转固定杆20322，使其底部远离或者接近试样支撑板2031，当固定杆20322的底部逐渐接近试样支撑板2031时，能够将试样压紧于试样支撑板2031上，以完成试样在试样支撑板2031上的固定。当固定杆20322的底部逐渐远离试样支撑板2031时，能够不再压紧试样，以实现试样的拆卸。

可以理解的是，固定架20321仅仅为固定杆20322提供支撑，固定架20321的存在并不影响试样的安装，即，固定架20321上至少具有用于使试样安装的空间。

在一种可能的设计中，固定架20321包括：下端与所述试样支撑板2031垂直连接的支撑板，以及与该支撑板的上端连接的连接板，其中，连接板与支撑板之间具有一定的角度，例如45°-90°，这样，连接板与试样支撑板2031之间能够形成间隙，并且，该间隙的高度至少要大于试样的厚度，如此设置，可以在连接板的下方为试样提供安装空间，以不影响试样在试样支撑板2031上的安装。

进一步地，本发明实施例中，试样支撑板2031上设置有观察孔2033，并且观察孔2033与落砂管8的下端连通。

通过上述设置，可以每隔一段时间，通过观察孔2033观察落砂是否通过该观察孔2033(观察时，无须放试样)，以判断落砂管8是否安装到位，或者判断落砂管8是否发生了不期望的位移等。

在一种可能的实现方式中，排砂管5的最低排砂点、漏斗7的中心、落砂管8的中心、观察孔2033的中心在同一竖直直线上。

其中，排砂管5的最低排砂点指的是排砂管5最低出砂位置，通过上述设置，可以保证落砂准确地落在试样表面，同时，还可以确保由石英砂形成的砂束的中心正好对准观察孔2033。

本发明实施例中，利用支架1来对螺旋输送机构4，具体是上砂管401进行固定支撑，在一种可能的实现方式中，支架1包括：支撑柱101和固定板102；

其中，多个固定板102自上而下彼此间隔地固定于支撑柱101上，且，固定板102上具有支撑过孔；

上砂管401同时贯穿多个固定板102上的支撑过孔。

通过将上砂管401由上至下的插入多个固定板102的支撑过孔内，利用支撑过孔的壁对上砂管401进行支撑，即可实现上砂管401的固定。支撑过孔与上砂管401间隙配合，以优化固定效果。

固定板102的数目越多，对上砂管401的固定效果越好，本发明实施例中，根据上砂管401的高度确定固定板102的数目，使相邻两个固定板102之间的间距在15cm-2555cm之间即可。

在一种可能的实现方式中，支撑柱101设置为两个，两个支撑柱101和上砂管401呈等腰三角形分布，如此设置，能够形成强稳定性的支撑结构，并且，还利于减少支架1的空间占用。

基于上述结构，可以使固定板102也相应地设置为等腰三角形板状结构，即，其三个角部分别用于与支撑柱101和上砂管401连接。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述落砂耐磨试验装置包括：支架、实验箱、底座、螺旋输送机构、排砂管、流量阀、漏斗和落砂管；

所述试验箱包括：箱体、位于所述箱体上端的透明盖板、位于所述箱体内部的斜置式试样架、与所述箱体侧壁上的取砂口可拆卸连接的封堵板；

所述支架和所述箱体均固定于所述底座上；

所述漏斗、所述流量阀、所述落砂管自上而下顺次连接并导通，且所述落砂管的下端位于所述箱体内部；

所述螺旋输送机构沿竖直方向固定于所述支架上，且底部输入端位于所述箱体内部；

所述排砂管倾斜设置，上端与所述螺旋输送机构的顶部输出端连通，下端伸入至所述漏斗内部。

2.根据权利要求1所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述螺旋输送机构包括：上砂管、旋转轴、螺旋式输送叶片和电机；

所述上砂管的下端位于所述箱体内部，所述上砂管的上端与所述电机的外壳固定连接；

所述旋转轴可转动地位于所述上砂管内部，且所述旋转轴的上端与所述电机的输出轴同轴连接；

所述螺旋式输送叶片固定套设于所述旋转轴的外壁上，且自所述旋转轴的下端延伸至所述旋转轴的上端。

3.根据权利要求2所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述落砂耐磨试验装置还包括：控制组件；

所述控制组件与所述电机电性连接，用于控制所述电机的作业过程。

4.根据权利要求2所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述透明盖板包括：对称设置的第一子盖板和第二子盖板；

所述第一子盖板和所述第二子盖板对接，并且在对接位置处配合形成第一过孔和第二过孔；

所述第一过孔用于容纳所述上砂管；

所述第二过孔用于容纳所述落砂管。

5.根据权利要求2所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述斜置式试样架包括：试样支撑板和固定件；

所述试样支撑板沿倾斜方向固定于所述箱体内部上方，所述试样支撑板与竖直方向之间的夹角为45°；

所述固定件设置于所述试样支撑板上，用于将试样固定于所述试样支撑板上。

6.根据权利要求5所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述固定件包括：对称设置的两个固定架；以及

与所述固定架螺纹连接的固定杆，所述固定杆的底部用于将所述试样压紧于所述试样支撑板上。

7.根据权利要求6所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述试样支撑板上设置有观察孔；

所述观察孔与所述落砂管的下端连通。

8.根据权利要求7所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述排砂管的最低排砂点、所述漏斗的中心、所述落砂管的中心、所述观察孔的中心在同一竖直直线上。

9.根据权利要求2所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述支架包括：支撑柱和固定板；

多个所述固定板自上而下彼此间隔地固定于所述支撑柱上，且，所述固定板上具有支撑过孔；

所述上砂管同时贯穿多个所述固定板上的所述支撑过孔。

10.根据权利要求9所述的落砂耐磨试验装置，其特征在于，所述支撑柱设置为两个；

两个所述支撑柱和所述上砂管呈等腰三角形分布。

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