CN116008052A - 一种磨损实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磨损实验装置，包括罐体、搅拌部件、样品工装、第一驱动设备和厚度检测装置；罐体具有开口的筒状体，罐体竖直设置并且开口朝上，罐体具有平面内壁，在平面内壁上设置有相互连通的检测通孔和容纳凹槽；样品工装包括第二驱动设备和样品安装板，第二驱动设备与样品安装板传动连接，材料样品固定在样品安装板上，第二驱动设备驱动样品安装板带动材料样品伸入检测通孔中并固定在测试位置；在罐体内盛有实验介质，第一驱动设备与搅拌部件传动连接，第一驱动设备通过搅拌部件驱动实验介质在罐体内旋转流动，厚度检测装置固定在容纳凹槽之内，以检测材料样品的厚度值。其能够精确控制实验介质对材料样品的冲蚀角度，使实验效果得到保证。

Description

一种磨损实验装置

技术领域

本发明涉及磨损检测技术领域，特别涉及一种磨损实验装置。

背景技术

磨损是伴随着摩擦产生的必然结果，它是相互接触的物体在发生相对运动时，表层材料不断产生变形的现象或者发生损耗的过程。因此，磨损不仅影响着材料的消耗，也是决定着装置或零件的使用寿命的重要因素。现在，随着科学技术的不断发展，大量的新材料被发明出来应用于国民经济的各个领域。在国民经济的许多领域都存在着砂浆或者浆体输送的需求，在这些行业中都需要高性能耐磨材料。因此，需要一种能够检测各种材料砂浆磨损性能、并且能够研究各种材料砂浆磨损机理的试验设备。

目前现有的磨损实验装置均是采用通过被检测样品旋转使其与介质产生摩擦的方式，在实际操作过程中，介质会在被检测样品的带动下产生运动，导致介质对被测样品的冲蚀角度控制不精确，进而影响实验效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种磨损实验装置，能够精确控制实验介质的冲蚀角度，使试验效果得到保证。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种磨损实验装置，用以对材料样品进行磨损试验，包括罐体、搅拌部件、样品工装、第一驱动设备和厚度检测装置；

所述罐体为一端具有开口的筒状体，所述罐体竖直设置并且所述开口朝上，所述罐体具有沿竖直方向延伸的平面内壁，在所述平面内壁上设置有检测通孔和与所述检测通孔连通的容纳凹槽；

所述样品工装包括第二驱动设备和样品安装板，所述第二驱动设备与所述样品安装板传动连接，所述材料样品能够固定在所述样品安装板上，所述第二驱动设备驱动所述样品安装板带动所述材料样品伸入所述检测通孔中并固定在测试位置，所述材料样品具有背对所述样品安装板的测试表面，当所述材料样品位于所述测试位置时，所述测试表面与所述平面内壁位于同一平面上；

在所述罐体内盛有实验介质，在竖直方向上所述实验介质的高度高于所述检测通孔的高度，所述搅拌部件能够伸入到所述实验介质之内，所述第一驱动设备与所述搅拌部件传动连接，所述第一驱动设备通过所述搅拌部件驱动所述实验介质在所述罐体内旋转流动，以使所述实验介质能够对固定在所述检测通孔中的所述材料样品的所述测试表面进行摩擦，所述厚度检测装置固定在所述容纳凹槽之内，并实时检测所述材料样品沿垂直于所述测试表面方向的厚度值。

较优地，还包括控制终端；

所述控制终端分别与所述厚度检测装置和所述第二驱动设备电连接，所述厚度检测装置实时将所述材料样品沿垂直于所述测试表面方向的厚度值发送至所述控制终端，所述控制终端根据接受到的所述厚度值的变化控制所述第二驱动设备调整所述材料样品的位置。

较优地，还包括流速检测器，所述控制终端具有显示器和存储器；

所述流速检测器与所述控制终端电连接，所述流速检测器固定连接在所述管体的内壁上，并且位于所述实验介质之中，用以实时检测所述实验介质的流速信息，并将该流速信息发送至所述控制终端，所述控制终端将所述流速检测器发来的所述实验介质的流速信息通过所述显示器显示出来，同时将其储存到所述存储器中；

所述控制终端将接受到的所述材料样品沿垂直于所述测试表面方向的厚度值通过所述显示器显示出来，同时将其储存到所述存储器中。

较优地，所述检测通孔的数量为两个以上，所述厚度检测装置的数量与所述检测通孔的数量相等，并一一对应，所述样品工装的数量与所述检测通孔的数量相等，并一一对应。

较优地，所述搅拌部件包括旋转轴和叶片；

所述旋转轴的一端连接在所述第一驱动设备上，另一端为自由端，所述叶片固定连接在所述自由端，并在垂直于所述旋转轴的轴线方向朝向远离所述旋转轴的方向延伸；

所述叶片的数量为至少两个，至少两个所述叶片以所述旋转轴的轴线为中心呈圆形阵列排布。

较优地，还包括立柱、横梁和承托板；

所述立柱竖直设置，所述横梁连接在所述立柱的顶端，所述承托板可活动连接在立柱上，并且在竖直方向上位于所述横梁的下方，所述罐体设置在所述承托板上；

所述第一驱动设备安装在所述横梁上，所述旋转轴竖直设置，并且底端为所述自由端位于所述第一驱动设备的下方，并与所述罐体的所述开口相对应。

较优地，还包括升降装置和底板；

所述底板水平设置并固定连接在所述立柱上，所述底板位于所述承托板的下方，所述升降装置设置在所述底板上，并与所述承托板传动连接，用以驱动所述承托板带动所述罐体沿所述立柱的轴线方向运动；

当所述升降装置驱动所述承托板带动所述罐体向上运动时，所述叶片能够通过所述罐体的开口伸入到所述罐体中的所述实验介质之内。

较优地，所述升降装置包括第三驱动设备和螺杆升降机构；

所述第三驱动设备固定在所述底板上，并通过所述螺杆升降机构与所述承托板连接，以使所述第三驱动设备通过所述螺杆升降机构驱动所述托承板带动所述罐体沿所述立柱的轴线方向运动。

较优地，还包括封堵端盖；

所述样品工装还包括驱动轴，所述驱动轴的两端分别与所述第二驱动设备和所述样品安装板连接，以使所述第二驱动设备通过所述驱动轴和所述样品安装板驱动所述材料样品运动；

所述封堵端盖具有通孔，所述封堵端盖通过所述通孔套设在所述驱动轴上，并可拆卸连接在所述罐体的外壁上，用以封堵所述检测通孔。

较优地，还包括第一密封部件，所述第一密封部件为圆环形，所述第一密封部件套设在所述驱动轴上并位于所述封堵端盖和所述罐体的外壁之间，用以密封所述封堵端盖和所述罐体外壁之间的缝隙；

和/或，还包括第二密封部件，所述第二密封部件为圆环形，所述第二密封部件套设在所述驱动轴上，并位于所述驱动轴与所述通孔的内壁之间，用以密封所述驱动轴和所述通孔内壁之间的缝隙。

本发明的磨损实验装置通过采用所述第一驱动设备通过所述搅拌部件驱动所述实验介质在所述罐体内旋转流动，以使所述实验介质能够对固定在所述检测通孔中的所述材料样品的所述测试表面进行摩擦，所述厚度检测装置固定在所述容纳凹槽之内，并实时检测所述材料样品沿垂直于所述测试表面方向的厚度值的技术方案，能够精确控制实验介质对材料样品的冲蚀角度，使实验效果得到保证。

附图说明

图1为本发明的磨损实验装置一实施例结构示意图；

图2为图1中的A部放大示意图；

图3为图1中的搅拌部件结构示意图。

图中：1-材料样品；2-罐体；3-搅拌部件；4-样品工装；5-厚度检测装置；6-开口；7-平面内壁；8-检测通孔；9-容纳凹槽；10-隔板；11-第一驱动设备；12-第二驱动设备；13-样品安装板；14-测试表面；15-实验介质；16-流速检测器；17-转轴；18-叶片；19-立柱；20-横梁；21-承托板；22-底板；23-升降装置；24-第三驱动设备；25-螺杆升降机构；26-封堵端盖；27-驱动轴；28-第一密封部件；29-第二密封部件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的磨损实验装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1、2所示，一种磨损实验装置，用以对材料样品1进行磨损试验，包括罐体2、搅拌部件3、样品工装4、第一驱动设备11(可以是电机)和厚度检测装置5。罐体2为一端具有开口6的筒状体，罐体2竖直设置并且开口6朝上，罐体2具有沿竖直方向延伸的平面内壁7，在平面内壁7上设置有检测通孔8和与检测通孔8连通的容纳凹槽9。样品工装4包括第二驱动设备12(可以是电机)和样品安装板13，第二驱动设备12与样品安装板13传动连接，材料样品1能够固定在样品安装板13上，第二驱动设备12驱动样品安装板13带动材料样品1伸入检测通孔8中并固定在测试位置，材料样品1具有背对样品安装板13的测试表面14，当材料样品1位于测试位置时，测试表面14与平面内壁7位于同一平面上。在罐体2内盛有实验介质15(可以是砂浆)，在竖直方向上实验介质15的高度高于检测通孔8的高度，搅拌部件3能够伸入到实验介质15之内，第一驱动设备11与搅拌部件3传动连接，第一驱动设备11通过搅拌部件3驱动实验介质15在罐体2内旋转流动，以使实验介质15能够对固定在检测通孔8中的材料样品1的测试表面14进行摩擦，厚度检测装置5固定在容纳凹槽9之内，并实时检测材料样品1沿垂直于测试表面14方向的厚度值。

采用这样的技术方案，在实验介质15对材料样品1的测试表面14进行摩擦时，材料样品1处于固定状态，这样能够实现实验介质15对测试表面14的冲蚀角度进行精确控制，进而保证了实验效果。其中厚度检测装置5可以采用任意能够实现发明目的的设备，需要说明的是当厚度检测装置5通过光学作用对材料样品1的厚度进行测量时，可以如图2中所示，在检测通孔8和检测通孔8连接部位设置采用透明材料制作的隔板10，这样既可以将厚度检测装置5和材料样品1分隔开，同时还能够保证厚度检测装置5对材料样品1厚度测量结果的可靠性。在实际制作中，可以使厚度检测装置5和材料样品1分别贴合在隔板10的两侧，以避免实验介质15进入厚度检测装置5和隔板10之间或材料样品1与隔板10之间，进而保证测量效果。需要说明的是在实际制作中，检测通孔8的数量为两个以上，厚度检测装置5的数量与检测通孔8的数量相等，并一一对应，样品工装4的数量与检测通孔8的数量相等，并一一对应。

实施例二

基于实施例一，还包括控制终端(图未示出)，控制终端分别与厚度检测装置5和第二驱动设备12电连接，厚度检测装置5实时将材料样品1沿垂直于测试表面14方向的厚度值发送至控制终端，控制终端根据接受到的厚度值的变化控制第二驱动设备12调整材料样品1的位置。例如当材料样品1在实验介质15的摩擦作用下的厚度减小1毫米时，控制终端可以控制第二驱动设备12驱动材料样品1向罐体2的轴线方向运动1毫米，是测试表面14保持与平面内壁7位于同一平面上，避免实验介质15对测试表面14的冲蚀角度发生改变。

进一步地，如图1所示，还包括流速检测器16，控制终端具有显示器和存储器。流速检测器16与控制终端电连接，流速检测器16固定连接在管体的内壁上，并且位于实验介质15之中，用以实时检测实验介质15的流速信息，并将该流速信息发送至控制终端，控制终端将流速检测器16发来的实验介质15的流速信息通过显示器显示出来，同时将其储存到存储器中。控制终端将接受到的材料样品1沿垂直于测试表面14方向的厚度值通过显示器显示出来，同时将其储存到存储器中。这样可以实时对实验介质15的流速，以及对应该流速的材料样品1的厚度变化值进行显示和记录，便于对实验结果进行分析。

实施例三

基于实施例一或实施例二，如图3所示，搅拌部件3包括旋转轴17和叶片18，旋转轴17的一端连接在第一驱动设备11上，另一端为自由端(图未示出)，叶片18固定连接在自由端，并在垂直于旋转轴17的轴线方向朝向远离旋转轴17的方向延伸。

在实际制作中叶片18的数量为至少两个，至少两个叶片18以旋转轴17的轴线为中心呈圆形阵列排布。

实施例四

基于实施例三，如图1所示，还包括立柱19、横梁20和承托板21。立柱19竖直设置，横梁20连接在立柱19的顶端，承托板21可活动连接在立柱19上，并且在竖直方向上位于横梁20的下方，罐体2设置在承托板21上。需要说明的是此时第二驱动装置也可以固定安装在承托板21上。第一驱动设备11安装在横梁20上，旋转轴17竖直设置，并且底端为自由端位于第一驱动设备11的下方，并与罐体2的开口6相对应。

采用这样的技术方案，可以通过沿立柱19上下移动承托板21，使罐体2在竖直方向运动，以使搅拌部件3的叶片能够通过罐体2的开口6伸入到罐体2中的实验介质15之内，或者从罐体2中脱出。

进一步地，如图1所示，还包括升降装置23和底板22；

底板22水平设置并固定连接在立柱19上，底板22位于承托板21的下方，升降装置23设置在底板22上，并与承托板21传动连接，用以驱动承托板21带动罐体2沿立柱19的轴线方向运动。

具体地，如图1所示，升降装置23包括第三驱动设备24(可以是电机)和螺杆升降机构25，第三驱动设备24固定在底板22上，并通过螺杆升降机构25与承托板21连接，以使第三驱动设备24通过螺杆升降机构25驱动托承板带动罐体2沿立柱19的轴线方向运动。

实施例五

基于以上任意实施例，如图1、2所示，还包括封堵端盖26。样品工装4还包括驱动轴27，驱动轴27的两端分别与第二驱动设备12和样品安装板13连接，以使第二驱动设备12通过驱动轴27和样品安装板13驱动材料样品1运动。封堵端盖26具有通孔(图未示出)，封堵端盖26通过通孔套设在驱动轴27上，并可拆卸连接在罐体2的外壁上，用以封堵检测通孔8。通过封堵端盖26对检测通孔8进行封堵，能够避免实验介质15通过检测通孔8流失。

进一步地，如图2所示，还包括第一密封部件28，第一密封部件28为圆环形，第一密封部件28套设在驱动轴27上并位于封堵端盖26和罐体2的外壁之间，用以密封封堵端盖26和罐体2外壁之间的缝隙。这样能够避免实验介质15从封堵端盖26和罐体2外壁之间的缝隙流出。

和/或，还包括第二密封部件29，第二密封部件29为圆环形，第二密封部件29套设在驱动轴27上，并位于驱动轴27与通孔的内壁之间，用以密封驱动轴27和通孔内壁之间的缝隙。这样能够避免实验介质15从驱动轴27和通孔内壁之间的缝隙流出。

以上实施例使本发明具有能够精确控制实验介质对材料样品的冲蚀角度，使实验效果得到保证的优点。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磨损实验装置，用以对材料样品(1)进行磨损试验，其特征在于：

包括罐体(2)、搅拌部件(3)、样品工装(4)、第一驱动设备(11)和厚度检测装置(5)；

所述罐体(2)为一端具有开口(6)的筒状体，所述罐体(2)竖直设置并且所述开口(6)朝上，所述罐体(2)具有沿竖直方向延伸的平面内壁(7)，在所述平面内壁(7)上设置有检测通孔(8)和与所述检测通孔(8)连通的容纳凹槽(9)；

所述样品工装(4)包括第二驱动设备(12)和样品安装板(13)，所述第二驱动设备(12)与所述样品安装板(13)传动连接，所述材料样品(1)能够固定在所述样品安装板(13)上，所述第二驱动设备(12)驱动所述样品安装板(13)带动所述材料样品(1)伸入所述检测通孔(8)中并固定在测试位置，所述材料样品(1)具有背对所述样品安装板(13)的测试表面(14)，当所述材料样品(1)位于所述测试位置时，所述测试表面(14)与所述平面内壁(7)位于同一平面上；

在所述罐体(2)内盛有实验介质(15)，在竖直方向上所述实验介质(15)的高度高于所述检测通孔(8)的高度，所述搅拌部件(3)能够伸入到所述实验介质(15)之内，所述第一驱动设备(11)与所述搅拌部件(3)传动连接，所述第一驱动设备(11)通过所述搅拌部件(3)驱动所述实验介质(15)在所述罐体(2)内旋转流动，以使所述实验介质(15)能够对固定在所述检测通孔(8)中的所述材料样品(1)的所述测试表面(14)进行摩擦，所述厚度检测装置(5)固定在所述容纳凹槽(9)之内，并实时检测所述材料样品(1)沿垂直于所述测试表面(14)方向的厚度值。

2.根据权利要求1所述的磨损实验装置，其特征在于：

还包括控制终端；

所述控制终端分别与所述厚度检测装置(5)和所述第二驱动设备(12)电连接，所述厚度检测装置(5)实时将所述材料样品(1)沿垂直于所述测试表面(14)方向的厚度值发送至所述控制终端，所述控制终端根据接受到的所述厚度值的变化控制所述第二驱动设备(12)调整所述材料样品(1)的位置。

3.根据权利要求2所述的磨损实验装置，其特征在于：

还包括流速检测器(16)，所述控制终端具有显示器和存储器；

所述流速检测器(16)与所述控制终端电连接，所述流速检测器(16)固定连接在所述管体的内壁上，并且位于所述实验介质(15)之中，用以实时检测所述实验介质(15)的流速信息，并将该流速信息发送至所述控制终端，所述控制终端将所述流速检测器(16)发来的所述实验介质(15)的流速信息通过所述显示器显示出来，同时将其储存到所述存储器中；

所述控制终端将接受到的所述材料样品(1)沿垂直于所述测试表面(14)方向的厚度值通过所述显示器显示出来，同时将其储存到所述存储器中。

4.根据权利要求1所述的磨损实验装置，其特征在于：

所述检测通孔(8)的数量为两个以上，所述厚度检测装置(5)的数量与所述检测通孔(8)的数量相等，并一一对应，所述样品工装(4)的数量与所述检测通孔(8)的数量相等，并一一对应。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的磨损实验装置，其特征在于：

所述搅拌部件(3)包括旋转轴(17)和叶片(18)；

所述旋转轴(17)的一端连接在所述第一驱动设备(11)上，另一端为自由端，所述叶片(18)固定连接在所述自由端，并在垂直于所述旋转轴(17)的轴线方向朝向远离所述旋转轴(17)的方向延伸；

所述叶片(18)的数量为至少两个，至少两个所述叶片(18)以所述旋转轴(17)的轴线为中心呈圆形阵列排布。

6.根据权利要求5所述的磨损实验装置，其特征在于：

还包括立柱(19)、横梁(20)和承托板(21)；

所述立柱(19)竖直设置，所述横梁(20)连接在所述立柱(19)的顶端，所述承托板(21)可活动连接在立柱(19)上，并且在竖直方向上位于所述横梁(20)的下方，所述罐体(2)设置在所述承托板(21)上；

所述第一驱动设备(11)安装在所述横梁(20)上，所述旋转轴(17)竖直设置，并且底端为所述自由端位于所述第一驱动设备(11)的下方，并与所述罐体(2)的所述开口(6)相对应。

7.根据权利要求6所述的磨损实验装置，其特征在于：

还包括升降装置(23)和底板(22)；

所述底板(22)水平设置并固定连接在所述立柱(19)上，所述底板(22)位于所述承托板(21)的下方，所述升降装置(23)设置在所述底板(22)上，并与所述承托板(21)传动连接，用以驱动所述承托板(21)带动所述罐体(2)沿所述立柱(19)的轴线方向运动；

当所述升降装置(23)驱动所述承托板(21)带动所述罐体(2)向上运动时，所述叶片(18)能够通过所述罐体(2)的开口(6)伸入到所述罐体(2)中的所述实验介质(15)之内。

8.根据权利要求7所述的磨损实验装置，其特征在于：

所述升降装置(23)包括第三驱动设备(24)和螺杆升降机构(25)；

所述第三驱动设备(24)固定在所述底板(22)上，并通过所述螺杆升降机构(25)与所述承托板(21)连接，以使所述第三驱动设备(24)通过所述螺杆升降机构(25)驱动所述托承板带动所述罐体(2)沿所述立柱(19)的轴线方向运动。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的磨损实验装置，其特征在于：

还包括封堵端盖(26)；

所述样品工装(4)还包括驱动轴(27)，所述驱动轴(27)的两端分别与所述第二驱动设备(12)和所述样品安装板(13)连接，以使所述第二驱动设备(12)通过所述驱动轴(27)和所述样品安装板(13)驱动所述材料样品(1)运动；

所述封堵端盖(26)具有通孔，所述封堵端盖(26)通过所述通孔套设在所述驱动轴(27)上，并可拆卸连接在所述罐体(2)的外壁上，用以封堵所述检测通孔(8)。

10.根据权利要求9所述的磨损实验装置，其特征在于：

还包括第一密封部件(28)，所述第一密封部件(28)为圆环形，所述第一密封部件(28)套设在所述驱动轴(27)上并位于所述封堵端盖(26)和所述罐体(2)的外壁之间，用以密封所述封堵端盖(26)和所述罐体(2)外壁之间的缝隙；

和/或，还包括第二密封部件(29)，所述第二密封部件(29)为圆环形，所述第二密封部件(29)套设在所述驱动轴(27)上，并位于所述驱动轴(27)与所述通孔的内壁之间，用以密封所述驱动轴(27)和所述通孔内壁之间的缝隙。

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