[发明专利]一种离散元冲击磨耗检测设备及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹性体材料磨耗检测技术领域，具体涉及一种离散元冲击磨耗检测设备及检测方法。

背景技术

橡胶、聚氨酯等弹性体具有良好的耐磨性能，在工业上有着广泛的应用。对于弹性体材料耐磨数值的测定，目前国内外最常用的是阿克隆磨耗机。其原理是以一定速度旋转的环形试样，在一定的负荷作用下，并以一定倾斜角与砂轮接触进行滚动摩擦，由于试样和磨轮的轴心位于不同的平面，致使试样会沿砂轮轴向相对滑动而产生磨耗。这种磨耗机理从微观上来看，相当于尖锐体在弹性体表面反复划割，导致表面脱落产生磨耗。实际上，对粗糙物施以压力和推力与弹性体做相对运动时，运动所产生磨耗的机理是与阿克隆磨耗机理是一致的。但是，由于这种磨耗是两物体接触，做连续运动而产生磨耗，其结果只能指导类似磨损机理产品的研究和生产(如汽车轮胎)。而大量的弹性体材料实际应用领域，并非仅是物料对弹性体相对滑动而产生磨耗，如矿用筛网、矿浆管道内壁、球磨机衬板、渣浆泵过流件、旋流器内壁、浮选机转(定)子、矿用车斗等等。它们的磨损是由离散元(离散的颗粒状物体或固液混合体)冲击作用在弹性体工作面上，其主要磨损机理是物料冲击表面，对弹性体实行非连续性的挖凿。这就导致许多阿克隆磨耗指标很好的弹性体材料工件，在离散元物体作用下根本就不耐磨。

发明内容

本发明的目的是提供一种离散元冲击磨耗检测设备，可用于检测离散的颗粒状物体或固液混合体的冲击作用。

本发明的另一目的是提供上述离散元冲击磨耗的检测方法，能精确测量弹性体材料在非连续物体作用下的耐磨程度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种离散元冲击磨耗检测设备，它包括磨耗仪本体和水力恒压系统，所述磨耗仪包括壳体、位于壳体顶部的试验砂入口以及位于壳体底部的出水口，所述壳体内由上到下依次设置有砂斗、喷射器和角度调节装置，所述砂斗通过管路连接喷射器，砂斗底部设置有砂量控制阀，所述角度调节装置设置在喷射器正下方；

所述喷射器由一砂管外套一水管组成，所述水管上设有伸出壳体的高压水入口；

所述角度调节装置包括试块装夹台、角度调节杆和滑槽，所述角度调节杆一端连接试块装夹台，另一端通过锁紧螺母安装在滑槽内；

所述水力恒压系统包括一个水泵，在水泵的出水口管道上依次设置一个调压阀和一个压力表，在高压水入口与水泵之间还设置有一个截止阀。

进一步地，所述壳体内还设置有格栅和砂水收集斗，所述格栅设置在角度调节装置下方，所述砂水收集斗设置在壳体底部，出水口与砂水收集斗的底部连通。

进一步地，所述砂管的喷砂口内径d尺寸为1～3mm，所述水管的喷水口内径D尺寸为5～10mm。

上述离散元冲击磨耗的检测方法，包括以下步骤：

(1)按标准计量粒度为25～200目的试验砂，从试验砂入口装入砂斗内，打开砂量控制阀，让试验砂处于可流动状态；

(2)将试块涤净、干燥、计量后固定于试块装夹台上，拨动角度调节杆，调整试块面与喷射器轴线的夹角β，转动一定角度后，利用锁紧螺母将角度调节杆锁紧在滑槽内，防止试验过程中角度调节杆发生转动；

(3)打开水泵，用调压阀调节压力，当压力表示数为0.2～1.2MPa时打开截止阀，恒压水源从高压水入口进入喷射器的水管，由流动水产生的负压，将试验砂带入高速水流中并加以混合，成为水合砂混流体射向试块；

(4)待标准数量试验砂喷射完毕，关闭水泵，取出试块，涤净、烘干、计量；将试验前后试块的重量差量值换算成体积差量值。

进一步地，所述试验砂选自三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅、碳化硅中的一种。

进一步地，所述夹角β为20～70°。

本发明用离散的砂粒与水混合高速冲击试块，使试块产生剥离磨损，达到检验弹性体材料在非连续物体作用下的耐磨程度。本发明实现了在不同负荷、不同角度的磨耗试验，能充分模拟弹性体材料在离散物体冲击条件下的磨耗，克服了阿克隆磨耗机测试结果与实际值偏离太大问题，其实验结果可指导设计和生产。

附图说明

图1为本发明离散元冲击磨耗检测设备的结构示意图。

图2为图1所示离散元冲击磨耗检测设备的喷射器结构示意图。

图3为图1所示离散元冲击磨耗检测设备的角度调节装置结构示意图。

图4为本发明离散元冲击磨耗检测设备的工作流程图。