CN201277934Y - 高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置 - Google Patents

Abstract

一种高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置，应用于摩擦磨损测试技术领域。座圈上的螺栓外部套有支撑套，支撑套上部有定位压环，定位压环上有定位孔，定位孔中有试件外套，试件外套内采用螺钉固定试件定位套。定位压环有中心孔，压环定位套内固定有一个砂轮固定轴，砂轮固定轴的下端有圆盘，平行砂轮有中心孔，平行砂轮固定在砂轮固定轴的圆盘上。螺母旋紧后能把压环、压环定位套、平行砂轮固定在一起。试件不动，转盘带动砂轮旋转磨削试件，根据要求可在试件外套上加装载荷，保持预压力，从而实现对高硬度耐磨材料的耐磨性能评价试验。

Description

高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置

技术领域

本实用新型属于摩擦磨损测试技术领域，特别涉及一种进行耐磨材料摩擦磨损性能试验的装置，尤其适用于高硬度耐磨材料摩擦磨损性能的评价。

背景技术

在油田钻井施工中大量使用螺杆、钻头、缸套和钻井稳定器等工具或部件。这些工具或部件的使用寿命长短主要取决于耐磨部位的耐磨性能。耐磨性能是影响工具使用寿命的关键性能指标，故在开发长寿命钻采工具的科学研究中，必须对材料的耐磨性进行严格评定。对于常规材料(硬度在HRC50以下)可以采用普通的摩擦磨损实验机来进行磨损试验评价。然而，钻井使用的泥浆泵缸套内套、PDC钻头、牙轮钻头等耐磨件均为硬质合金、高铬耐磨铸铁等材料制成，硬度在HRC60-74之间，普通的摩擦磨损实验机磨头的材料硬度较低，易磨损；并且摩擦磨损实验机对高硬度耐磨材料磨损速度很慢，通常几个小时才能磨损几毫克，磨损试验周期长，对比评价困难，设备损耗较快。普通摩擦磨损实验机不能胜任高硬度耐磨材料的磨损试验。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种高硬度耐磨材料耐摩擦磨损试验装置，能开展高硬度耐磨材料的磨损试验，并且磨损速度快，磨损试验周期短。克服普通的摩擦磨损实验机磨头硬度较低、磨损速度很慢、试验周期长的不足。为油田开发长寿命耐磨工具研究提供必要的手段。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置包括座圈、平行砂轮、定位压环、试件外套、试件定位套、压环、砂轮固定轴、压环定位套和支撑套。其特征在于：座圈为环形，座圈上有螺栓孔，螺栓孔固定有螺栓，螺栓外部套有支撑套，支撑套上部有定位压环，螺栓将支撑套和定位压环固定在座圈上。定位压环上均匀分布有定位孔，定位孔中有试件外套，试件外套内采用螺钉固定有试件定位套，试件定位套内能固定被测试的耐磨试件。定位压环有中心孔，定位压环的中心孔内套有压环定位套，压环定位套内固定有一个砂轮固定轴。砂轮固定轴的下端有圆盘，平行砂轮有中心孔，平行砂轮固定在砂轮固定轴的圆盘上。砂轮固定轴圆盘上有固定孔，通过固定螺栓能把砂轮固定轴固定在预磨机的转盘上。砂轮固定轴的上端有压环和螺母，螺母旋紧后能把压环、压环定位套、平行砂轮固定在一起。

为了使试件定位套能牢固地固定在试件外套内，在试件外套壁上有垂直试件外套壁的螺孔，螺孔内有螺钉，螺钉将试件定位套A和试件定位套B分别固定在试件外套内。

所述的试件定位套的内孔为圆柱形或矩形，可分别装入圆柱状和长方体试件。试件定位套与试件之间采用过盈配合，保证试验过程中试件和试件定位套不发生相对运动。

所述的平行砂轮为圆盘式的金刚石砂轮、硬质合金砂轮或绿碳化硅砂轮。

本实用新型的有益效果是，高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置能有效开展高硬度耐磨材料摩擦磨损性能对比试验；能同时安装定位2~8个试件进行试验，大大提高了试验效率，缩短了试验时间，增强了试验效果；结构简单，易于操作。

附图说明

图1是本实用新型高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置的结构剖面示意图。

图2是图1的俯视简图。

图3是定位压环的零件图。

图4是图3的俯视图。

图5是试件外套的零件图。

图6试件定位套A的零件图。

图7是试件定位套B的零件图。

图8是图7的俯视图。

图中1.座圈，2.平行砂轮，3.螺栓，4.定位压环，5.试件外套，6.试件定位套A，7.螺钉，8.压环，9.垫圈，10.螺母，11.砂轮固定轴，12.压环定位套，13.试件定位套B，14.试件，15.固定螺钉，16.支撑套，17.转盘，18.预磨机。

具体实施方式

实施例1：以一个砂轮直径为203毫米的高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置为例，对本实用新型作进一步说明。

参阅图1。高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置，主要由座圈1、平行砂轮2、定位压环4、试件外套5、试件定位套A6、压环8、砂轮固定轴11、压环定位套12、试件定位套B13和支撑套16组成。

座圈1为环形，环形外径为348毫米，环形内径为254毫米，底部有环形凹槽。环形凹槽能安装在预磨机18的转盘17上。座圈1上有2个螺栓孔，螺栓孔固定有螺栓3。每个螺栓3外部套有一个支撑套16，支撑套16上部有定位压环4，螺栓3将支撑套16和定位压环4固定在座圈1上。

参阅图4。定位压环4上均匀分布有8个定位孔，8个定位孔的中心圆直径为170毫米。参阅图1。8个定位孔中各有一个试件外套5。参阅图5。在试件外套5壁上有2个垂直试件外套5壁的螺孔，螺孔内有螺钉7，螺钉7将试件定位套A6和试件定位套B分别固定在试件外套5内。试件定位套A6内能固定被测试的耐磨试件。参阅图6。所述的试件定位套A6的内孔为圆柱形，直径为15毫米，能装入直径为15毫米的圆柱状试件。参阅图7、图8。试件定位套B13的内孔为长方形，长8毫米，宽8毫米，能装入20×8×8毫米的长方体试件14，采用过盈配合安装。

参阅图1。定位压环4有一个中心孔，定位压环4的中心孔内套有一个压环定位套12，压环定位套12内固定有一个砂轮固定轴11。砂轮固定轴11的下端有圆盘，平行砂轮2有中心孔，平行砂轮2固定在砂轮固定轴11的圆盘上。砂轮固定轴11圆盘上有固定孔，通过固定螺钉15能把砂轮固定轴11固定在预磨机18的转盘17上。砂轮固定轴11的上端有压环8和螺母10，螺母10旋紧后能把压环8、压环定位套12、平行砂轮2固定在一起。

平行砂轮2为圆盘式的绿碳化硅砂轮。平行砂轮的外径203毫米、内径32毫米、高25毫米，既能满足磨削高硬度材料的性能要求价格还便宜。

工作原理：参阅图1。利用200-800转/分钟转速的金相预磨机转盘，通过金相预磨机18的转盘17带动平行砂轮2旋转。在砂轮2上方有8个试件定位套，一次试验最多能同时安装定位8个试件14。试件外套5安装在定位压环4的孔中。转盘17旋转，带动砂轮固定轴11旋转，砂轮固定轴11带动压环定位套12、压环8、垫圈9和螺母10旋转。试件不动。根据要求在试件外套5上部可加装载荷，保持预压力，从而实现对安装在试件定位套内的高硬度耐磨材料试件的快速试验。

Claims (4)

1、一种高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置，包括座圈(1)、平行砂轮(2)、定位压环(4)、试件外套(5)、试件定位套A(6)、试件定位套B(13)、压环(8)、砂轮固定轴(11)、压环定位套(12)和支撑套(16)，其特征在于：座圈(1)为环形，座圈(1)上有螺栓孔，螺栓孔固定有螺栓(3)，螺栓(3)外部套有支撑套(16)，支撑套(16)上部有定位压环(4)，螺栓(3)将支撑套(16)和定位压环(4)固定在座圈(1)上，定位压环(4)上均匀分布有定位孔，定位孔中有试件外套(5)，试件外套(5)内采用螺钉(7)固定有试件定位套，试件定位套内能固定被测试的耐磨试件，定位压环(4)有中心孔，定位压环(4)的中心孔内套有压环定位套(12)，压环定位套(12)内固定有一个砂轮固定轴(11)，砂轮固定轴(11)的下端有圆盘，平行砂轮(2)有中心孔，平行砂轮(2)固定在砂轮固定轴(11)的圆盘上，砂轮固定轴(11)圆盘上有固定孔，通过固定螺钉(15)能把砂轮固定轴(11)固定在预磨机(18)的转盘(17)上，砂轮固定轴(11)的上端有压环(8)和螺母(10)，螺母(10)旋紧后能把压环(8)、压环定位套(12)、平行砂轮(2)固定在一起。

2、根据权利要求1所述的高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置，其特征是：在试件外套(5)壁上有垂直试件外套(5)壁的螺孔，螺孔内有螺钉(7)，螺钉(7)将试件定位套A(6)和试件定位套B(13)分别固定在试件外套(5)内。

3、根据权利要求1或2所述的高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置，其特征是：所述的试件定位套A(6)和试件定位套B(13)的内孔分别为圆柱形和矩形，能分别装入圆柱状和长方体试件(14)。

4、根据权利要求1或2所述的高硬度耐磨材料摩擦磨损试验装置，其特征是：所述的平行砂轮(2)为圆盘式的金刚石砂轮、硬质合金砂轮或绿碳化硅砂轮。

Images