CN203432868U - 一种含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，属于机械摩擦、材料磨损腐蚀与控制领域。本装置主要包括砂泵电机、联轴器、砂泵、排出管、压力调节阀、流量计、吸入管、镀铬钢轮、联接轴承、钢轮旋转电机、尾流口、橡胶试件、螺栓、试件加载装置杆、丝杠、导轨、加载电机、储液槽、支撑架、底座。橡胶试件放在试件加载装置杆上与镀铬钢轮相互作用，含砂料浆在砂泵与压力调节阀作用下形成循环系统并根据测试要求可任意调节流量、流速。本实用新型在测试中解决了含砂料浆中砂粒沉积和流量、流速稳定性差的问题，设备操作简单实用，测试数据准确性高。

Description

一种含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置

技术领域

 本实用新型涉及一种含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，利用动态磨粒磨损和静态液体浸泡共同作用的原理来测量不同配方的橡胶材料耐磨蚀性能，属于机械摩擦、材料磨损腐蚀与控制领域。

背景技术

橡胶材料与金属配副的浆料输送设备在石油开采、矿山钻探中应用广泛，如螺杆泵中的橡胶定子与金属转子、涡轮钻具的橡胶止推轴承以及螺杆混输泵的金属螺杆与橡胶衬套等。由于实际工况中输送的料浆常为含有多种固相粒子的腐蚀性液体，服役环境恶劣，橡胶材料在使用过程中常易发生脱胶或溶胶，或被料浆中所携带的砂粒严重磨损，致使橡胶材料的使役性能大大降低，而金属转子耐腐蚀性高，磨损较少，这样橡胶就直接影响这类配副工作寿命，甚至仅由于橡胶的磨损抗力降低就导致设备整体失效，造成巨额浪费和损失。因此，提高橡胶材料在含砂料浆中的磨蚀性能就成为人们极为关注和急需解决的问题。

目前，国内外各研究机构在橡胶磨粒磨损领域进行了一些研究，也取得了一些积极的成果。但是针对含砂料浆中橡胶磨粒磨损测试装置而言，普遍还存在以下问题：1）测试结果的准确性取决于料浆中含砂均匀浓度，已有的测试装置不能很好的解决砂粒沉降问题，导致砂粒浓度在料浆上层较小，下层较大，给测量结果准确性带来影响；2）测量结果的准确性还取决于冲击橡胶的含砂料浆的流量和流速，已有的测试装置不能根据需要调整含砂料浆的流量和流速，导致稳定性较差，给测量结果准确性带来影响。因此，研究和开发更适合潜油螺杆泵采油实际应用工况的，能更科学、更准确测量含砂料浆中橡胶磨粒磨损测试装置是很有必要的。

发明内容

发明目的：

本实用新型的目的在于针对现有测试装置的不足，为了解决砂粒沉积和流量、流速稳定性差的问题，为测试和评价含砂料浆中橡胶磨粒磨损性能提供新型测试装置。

技术方案：

本实用新型是通过以下技术方案实施的：

一种含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，主要包括底座，其特征在于：砂泵电机与砂泵固定在底座上，砂泵电机通过联轴器连接砂泵，砂泵通过排出管与压力调节阀和流量计连接，排出管尾端设有尾流口，排出管通过尾流口伸入储液槽上部，储液槽底部通过吸入管与砂泵相连，储液槽通过支撑架固定在底座上；储液槽内放置有试件加载装置杆和镀铬钢轮，试件加载装置杆与镀铬钢轮留有间隙；加载电机通过导轨、丝杠与试件加载装置杆相连，橡胶试件放置在试件加载装置杆上的卡槽内；钢轮旋转电机通过联接轴承与镀铬钢轮相连，排出管的尾流口伸入镀铬钢轮与加载装置杆试件卡槽上方，并留有间隙。

所述试件加载装置杆上试件加载卡槽中心点与镀铬钢轮圆心点在同一水平线上。

所述镀铬钢轮表面装有翼片。

所述镀铬钢轮圆周表面为凹形槽，凹形槽内宽大于尾流口宽和试件加载装置杆杆宽。

所述镀铬钢轮为镀铬45#钢轮。

所述导轨为四根。

优点和效果：

本实用新型装置结构简单，安装方便，便于操作，安全可靠。与现有装置相比，本装置克服了测试中砂粒沉积、含砂浓度不均问题，并能根据需要调整含砂料浆的流量和流速，解决了以往测试中稳定性较差，测量结果准确性较低的问题。本实用新型装置更符合潜油螺杆泵采油实际应用工况环境，测试结果准确度高。

附图说明：

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为镀铬钢轮结构示意图；

图3为图2侧视图；

图4为试件加载装置杆结构示意图；

图5为尾流口装配结构示意图。

附图标记说明：

砂泵电机1、联轴器2、砂泵3、排出管4、压力调节阀5、流量计6、吸入管7、镀铬钢轮8、联接轴承9、钢轮旋转电机10、尾流口11、橡胶试件12、螺栓13、试件加载装置杆14、丝杠15、导轨16、加载电机17、储液槽18、支撑架19、底座20、凹形槽21。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行具体说明：

本实用新型提供一种含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，如图1-图5中所示：该装置包括砂泵电机1、联轴器2、砂泵3、排出管4、压力调节阀5、流量计6、吸入管7、镀铬钢轮8、联接轴承9、钢轮旋转电机10、尾流口11、橡胶试件12、螺栓13、试件加载装置杆14、丝杠15、导轨16、加载电机17、储液槽18、支撑架19、底座20、凹形槽21。砂泵电机1与砂泵3固定在底座20上，砂泵电机1通过联轴器2连接砂泵3，砂泵3通过排出管4与压力调节阀5和流量计6相连，排出管4尾端设有尾流口11，排出管4通过尾流口11伸入储液槽18上部，储液槽18底部通过吸入管7与砂泵3相连，储液槽18通过支撑架19固定在底座20上；储液槽18内放置有试件加载装置杆14和镀铬钢轮8，试件加载装置杆14与镀铬钢轮8留有一定间隙，这样设置是因为加载装置杆14与镀铬钢轮8之间要有一段行程，当橡胶试件12放置在试件加载装置杆14上的卡槽内后，根据测试要求加载力，使橡胶试件12逐渐与镀铬钢轮8贴近，进而进行测试；加载电机17通过导轨16、丝杠15与试件加载装置杆14相连，橡胶试件12放置在试件加载装置杆14上的卡槽内；钢轮旋转电机10通过联接轴承9与镀铬钢轮8相连，排出管4的尾流口11伸入镀铬钢轮8与加载装置杆14试件卡槽上方，并留有间隙，这样做的目的是使尾流口11末端不与镀铬钢轮8、加载装置杆14和橡胶试件12接触，以防止不必要的摩擦。

所述试件加载装置杆14上试件加载卡槽中心点与镀铬钢轮8圆心点在同一水平线上。

所述镀铬钢轮8表面装有翼片，起到搅拌机的作用，防止砂粒过渡沉积。

所述镀铬钢轮8圆周表面为凹形槽21，凹形槽21内宽大于尾流口11宽和试件加载装置杆14宽。

所述导轨16可以根据实际需要设置，采用四根导轨时稳定性较好。

所述镀铬钢轮8采用45#钢时耐磨性较好。

一种如上所述含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置的测试方法，该方法步骤如下：

（1）首先在储液槽18内加入含砂料浆；

（2）将橡胶试件12放置在试件加载装置杆14上的卡槽内；

（3）打开压力调节阀5，开启砂泵电机1，使砂泵3运转，观察流量计6，建立一个含砂料浆在储液槽18、吸入管7、砂泵3、压力调节阀5、排出管（4）、尾流口（11），再到储液罐18的循环系统；

（4）调节压力阀5，观察流量计6直到达到测试要求所需流速；

（5）开启加载电机17，使试件加载装置杆14上卡槽内试验试件12逐渐与镀铬45#钢轮8接触，并逐渐达到试验要求加载压力；

（6）设定钢轮旋转电机10转速，开启钢轮旋转电机10，开始计时；

（7）当达到测试所设定的时间后，关闭钢轮旋转电机10和加载电机17，松开试件加载装置杆14和镀铬钢轮8；

（8）关闭电机砂泵1，取出试验试件12，去除表面的杂质，然后称量试样的质量，观察表明形貌，并进行试验要求的其它方面测量。

实施例1：

用上述含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置进行测试，在室温条件下，选取试验件为丁腈橡胶（尺寸为40mm*25mm*5mm，成分为：丁腈-26，硫磺，氧化锌，硬脂酸，高耐磨炭黑，防老剂，促进剂和石蜡等）利用上述含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置进行测试，具体操作步骤如下：

（1）首先在储液槽18内加入含砂料浆；

（2）将试验试件12放置在试件加载装置杆14上的卡槽内；

（3）打开压力调节阀5，开启砂泵电机1，使砂泵3运转，观察流量计6，建立一个含砂料浆在储液槽18、吸入管7、砂泵3、压力调节阀5、排出管4、尾流口11，再到储液罐18的循环系统；

（4）调节压力阀5，观察流量计6直到达到测试要求所需流速；

（5）开启加载电机17，使试件加载装置14上卡槽内试验试件12逐渐与镀铬45#钢轮8接触，并逐渐达到试验要求加载压力；

（6）设定钢轮旋转电机10转速，开启钢轮旋转电机10，开始计时；

（7）当达到测试所设定的时间后，关闭钢轮旋转电机10和加载电机17，松开试件加载装置杆14和镀铬钢轮8；

（8）关闭电机砂泵6，取出试验试件12，去除表面的杂质，然后称量试样的质量；

（9）测试结果处理：对比试验试件磨损前后的质量和表面形貌，利用检测显微镜观察丁腈橡胶磨损后的磨痕表面形貌并进行摩擦磨损机理分析。

本实用新型在测试中解决了含砂料浆中砂粒沉积和流量、流速稳定性差的问题，含砂料浆在砂泵与压力调节阀的作用下形成循环系统并根据测试要求可任意调节流量、流速设备操作简单实用，测试数据准确性高。

Claims (6)

1.一种含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，主要包括底座（20），其特征在于：砂泵电机（1）与砂泵（3）固定在底座（20）上，砂泵电机（1）通过联轴器（2）连接砂泵（3），砂泵（3）通过排出管（4）与压力调节阀（5）和流量计（6）连接，排出管（4）尾端设有尾流口（11），排出管（4）通过尾流口（11）伸入储液槽（18）上部，储液槽（18）底部通过吸入管（7）与砂泵（3）相连，储液槽（18）通过支撑架（19）固定在底座（20）上；储液槽（18）内放置有试件加载装置杆（14）和镀铬钢轮（8），试件加载装置杆（14）与镀铬钢轮（8）留有间隙；加载电机（17）通过导轨（16）、丝杠（15）与试件加载装置杆（14）相连，橡胶试件（12）放置在试件加载装置杆（14）上的卡槽内；钢轮旋转电机（10）通过联接轴承（9）与镀铬钢轮（8）相连，排出管（4）的尾流口（11）伸入镀铬钢轮（8）与加载装置杆（14）试件卡槽上方，并留有间隙。

2.根据权利要求1所述的含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，其特征在于：所述试件加载装置杆（14）上试件加载卡槽中心点与镀铬钢轮（8）圆心点在同一水平线上。

3.根据权利要求1或2所述的含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，其特征在于：所述镀铬钢轮（8）表面装有翼片。

4.根据权利要求1所述的含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，其特征在于：所述镀铬钢轮（8）圆周表面为凹形槽（21），凹形槽（21）内宽大于尾流口（11）宽和试件加载装置杆（14）杆宽。

5.根据权利要求1所述的含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，其特征在于：所述镀铬钢轮（8）为镀铬45#钢轮。

6.根据权利要求1所述的含砂料浆橡胶磨粒磨损测试装置，其特征在于：所述导轨（16）为四根。

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