[实用新型]磨损间隙调整式环块摩擦磨损试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种摩擦磨损试验机，具体说是一种橡胶试块与金属试环配副在含固体颗粒的液体介质中进行摩擦学性能研究的磨损间隙调整式环块摩擦磨损试验机。可用于干摩擦下的橡胶试块与金属试环配副的摩擦磨损试验，也可用于在含固体颗粒的液体介质下或干摩擦下的金属试环与金属试块配副的摩擦磨损试验。

背景技术

目前，橡胶/金属配副组成的液体输送设备在原油开采、矿山钻探中应用广泛，如潜油螺杆泵中的金属转子与橡胶定子的配副、螺杆混输泵的橡胶衬套与金属螺杆的配副等。在实际使用过程中，橡胶衬套材料不仅受到金属配副和液体介质（如原油、矿浆等）中固体颗粒的挤压与剪切造成材料的流失，而且还受到液体介质本身的溶胀腐蚀，致使橡胶材料的使役性能大大降低。投入使用时，为了保证容积效率，橡胶与金属配副之间一般为过盈配合。当运行一段时间后，固体颗粒的参与以及金属转子的挤压与剪切，将使橡胶发生磨损。橡胶与金属配副之间的过盈量就会减小，逐渐由过盈配合向间隙配合过渡，致使容积效率降低。当橡胶与金属之间存在间隙时，粘稠液体介质携带固体颗粒对橡胶表面产生切削造成材料流失。当橡胶磨损达到一定程度，排量达不到使用要求时，液体介质输送设备报废。可以看出，橡胶在运行过程中从过盈配合到间隙配合中的磨损失效问题直接关系到液体介质输送设备的使用寿命，一直是原油开采、矿山钻探等领域关心的问题。为了提高橡胶摩擦元件的耐磨性能和液体介质输送设备的使用寿命，优选橡胶摩擦元件和掌握摩擦磨损的机理，成为液体介质输送设备设计的重中之重。因此，必须选用合适的与实际工况相符的摩擦磨损试验机对橡胶材料进行摩擦磨损试验。

结合液体输送设备中金属转子与橡胶定子配副之间的运动关系，环块式摩擦磨损试验机常用来研究橡胶/金属配副的摩擦磨损行为。据相关文献报道，常规的环块式摩擦磨损试验机已经有很多，且大部分都是针对金属材料摩擦配副设计和制造的。如专利公开号为CN103604710A的“一种台式环块摩擦磨损试验仪”，公开了一种在无液体介质的工况下进行机械摩擦磨损的试验机。其结构：包括驱动部分，试验部分，测量部分和加载部分；驱动部分的电机固定在电动机支架上，直接由电机轴带动试环旋转；试验部分的试环装夹在连接电机轴的套筒上，试块用楔块夹紧在可多位置安装的底座夹具中；测量部分由温度传感器和测力传感器组成；加载部分是手动加载，由锥齿轮带动丝杠推动弹簧支撑板，再由弹簧推动工作台向上运动，从而使试环和试块接触并挤紧，能够有效地测量不同载荷下试件温度、摩擦力及摩擦系数的变化。但是，该试验机受其结构限制，存在无法精确调整试环和试块之间的磨损间隙的问题。本申请人的研究人员曾根据现有技术存在的在试验过程中速度无法智能调控等问题，在《润滑与密封》第35卷第5期发表了“基于人工神经网络技术的环块试验机智能测控系统”的论文，其公开的智能测控系统以工控机为核心，集数据采集、数据处理和实验环境控制为一体，既可实现温度、载荷、摩擦力、线速度和摩擦因数等参数的实时检测，又能对线速度进行实时调控。又设计出专利公开号为CN103245582A的“一种速度智能调控的环块摩擦磨损试验机”。其公开的技术方案：包括传动部分、环-块摩擦副、加载装置、加热装置和样品台；传动部分包括主轴，主轴上安装有摩擦环，加载装置推动的顶杆上方的样品台上安装有块状试样，摩擦环与块状试样相对设置，形成环-块摩擦副等。其主要解决了现有技术中存在的在试验过程中速度无法智能调控等问题。该试验机虽然可以实现对各种信号的精确采集，而且采用智能优化算法能够实现速度的智能控制，但是，在实际试验中发现，加载装置以及通过顶杆连接料筒中样品台的结构，存在影响试块与试环运行的稳定性、料筒中介质易泄漏等问题，仍无法精确调整试环与橡胶试块之间的磨损间隙，不能模拟与实际工况相符的试环与橡胶试块之间有间隙时的摩擦磨损试验。

综上所述，利用现有的试验机进行摩擦磨损试验，无法实现在同一台试验机上进行定量加载和精确调整橡胶试块与试环之间的间隙，不能满足橡胶试块与试环有间隙时在含固体颗粒的粘稠液体介质工况下的摩擦学性能研究的要求。因此，有必要设计出一种满足试验结果与实际工况相符要求的环块式摩擦磨损试验机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种磨损间隙调整式环块摩擦磨损试验机，解决了现有摩擦磨损机无法在同一台试验机上实现试环与试块的加载及间隙调整的问题，其设计合理，与现有同类产品相比结构简单，试环和橡胶试块装卸方便，运行稳定，间隙调整操作容易、间距精确，进一步提高试验结果与实际工况相符的可靠性。