[发明专利]一种用于测试材料抗磨损性能的装置和测试方法

说明书

本发明提供了一种用于测试材料抗磨损性能的装置和方法，该装置包括盖板、试件垂直支架、试件水平支架、水箱、喷头、压力表、流量计循环泵和管路，试件通过试件垂直支架和试件水平支架安装于水箱内，并位于试验喷头的喷射位置，喷射一定时间后，通过借助恒温箱、电子天平、高速摄像机和Origin软件等对待测试件进行后处理，可以实现对一种或者多种材料的抗磨性能的测试和对比。本发明还可调节试件与喷嘴的距离、角度，使试验可模拟的工况更多，试验结果更加准确。

技术领域

本发明涉及材料抗磨损性能领域，特别涉及一种用于材料抗磨损性能的测试装置和测试方法。

背景技术

我国大多数河流都含有大量的沙石，这会导致水机在实际过程工作中过流部件的损坏，从而大大降低水机的效率和使用寿命。目前，水机过流部件表面进行防磨损材料处理，然后进行试验，这种方法工艺要求较高，试验价格高、周期较长，不利于实际生产的应用。目前，常用摩擦磨损试验机等试验机测试材料抗磨损性能，但这类磨损试验机的测试机理与水力机械中含沙介质的磨损机理不同：摩擦磨损试验机主要机理是通过不断对材料表面进行摩擦，从而对比不同材料的磨损性能；而水力机械中含沙介质的磨损，涉及多相流领域，磨损比较复杂。因此，有必要研究用于测试不同含沙浓度、粒径对材料磨损的试验装置。

经检索，公开号为CN 1687741A，名称为自循环式喷头耐磨损试验装置，公开了一种自循环式喷头耐磨损试验装置，特点是具有自循环、自均匀和定量含沙量，但其无法测量材料的磨损性能，仅可测试喷头的耐磨性能，且通过喷头的准确流量无法测得。

公开号为CN 204556421U，名称为射流冲蚀磨损试验机，公开了一种磨蚀试验机，特点是模拟水轮机过流部件材料的应用环境，研究含沙水对材料表面磨蚀行为及过程，同时可以对材料抗磨蚀性能进行分析研究，但其在试验时，面临一些问题，例如喷头的通过流量以及压力无法测得，试验过程中对水不能实现循环利用，从而导致很大的浪费。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种用于测试材料抗磨损性能的装置和方法，通过制作测试材料试件，并将其置于试验喷头的喷射位置，试验过程中可以根据试验需要调节试件与喷头的喷射角度和距离。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于测试材料抗磨损性能的装置，包括盖板、试件垂直支架、试件水平支架、水箱、喷头、压力表、流量计循环泵、管路和整体支架；

所述水箱通过整体支架支撑，水箱内装有含沙水，水箱的顶端开口，所述盖板为圆板，盖板可拆卸的安装于水箱的开口处，并能够密封水箱；所述盖板的上表面上设有角度刻度值，角度范围为0°～180°，盖板上设有第一螺纹孔，所述试件垂直支架和试件水平支架均为圆柱螺栓，所述试件垂直支架与第一螺纹孔通过螺纹连接，试件垂直支架的底端穿过所述盖板并伸入水箱内，通过旋转试件垂直支架调整试件垂直支架伸入水箱内的长度；

所述试件垂直支架的底端设有第二螺纹孔，所述试件水平支架与第二螺纹孔螺纹连接，试件水平支架的一端同轴连接有第一柱状圆环，所述第一柱状圆环位于水箱的垂直中线上，所述第一柱状圆环的侧面开有一对第三螺纹孔，一对所述第三螺纹孔关于试件水平支架的轴线对称；

所述管路包括第一取水管路、第二取水管路、自搅拌管路和喷头管路，所述循环泵的进口通过第一取水管路和第二取水管路分别与水箱的底端连通，所述循环泵的出口与水箱的底端通过自搅拌管路连通，循环泵的出口与水箱的侧壁通过喷头管路连通，所述喷头安装于喷头管路的末端，喷头的喷嘴伸入水箱内，初始状态下，所述喷头与第一柱状圆环的轴线在同一条直线上，所述喷头管路上设有压力表。