[发明专利]一种矿用非金属材料摩擦火花试验装置和方法

说明书

本发明公开了一种矿用非金属材料摩擦火花试验装置和方法，包括试验装置主体、操作控制台以及供气气源，试验装置主体分别与操作控制台、供气气源连接；所述试验装置主体包括试验台、试验箱、摩擦盘、旋转驱动组件以及气压压紧组件，旋转驱动组件、试验箱、气压压紧组件均安装于试验台上，旋转驱动组件一端伸入试验箱内且与试验箱之间可转动连接，位于所述试验箱内的旋转驱动组件端部上固定连接摩擦盘；所述气压压紧组件一端固定连接于试验台上，气压压紧组件另一端可伸缩连接于试验箱内，所述气压压紧组件分别与供气气源、操作控制台连接，所述旋转驱动组件与操作控制台连接。本发明能够有效可靠验证矿山井下用非金属材料的防爆性能和磨损性能。

技术领域

本发明属于煤矿用试验装置技术领域，具体涉及一种矿用非金属材料摩擦火花试验装置和方法。

背景技术

由于矿山井下用金属或非金属材料摩擦可能会引起井下可燃性气体爆炸，因此矿山井下用金属或非金属材料摩擦工况条件下的安全性能越来越受到人们的重视。因此，在材料使用前需要对其进行摩擦工况条件下的试验，以验证其防爆性能和磨损性能，是否符合矿山井下使用标准；当材料试样被摩擦产生的温度超过150℃或产生火花时，有可能引爆可燃性爆炸气体或煤尘。金属材料或非金属材料在规定的比压下和可燃性爆炸气体环境下，相对摩擦运动，在摩擦过程中，其磨损性能和防爆性能应满足行业安全标准要求。行业安全标准中规定：(1)材料试样在密闭的隔爆箱内进行摩擦试验时，摩擦火花或摩擦温升不得引燃、引爆可燃性爆炸气体；(2)试验温度最高不得超过150℃；(3)材料试样在摩擦过程中产生的最大摩擦系数与磨损量应符合产品设计的要求。

目前，现有技术中用于验证矿山井下用非金属材料的防爆性能和磨损性能的摩擦试验装置和方法，存在着如下问题：在摩擦试验过程中，材料试样的摩擦温度、摩擦盘的摩擦转速等参数不能够有效实时监测显示，在试验过程中对将材料试样压在摩擦盘上的压紧力不能根据不同力值的要求进行调整等。因此，亟需研制出一种能够有效解决上述问题的用于验证矿山井下非金属材料的防爆性能和磨损性能的试验装置和方法。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种矿用非金属材料摩擦火花试验装置和方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一方面，本发明提供了一种矿用非金属材料摩擦火花试验装置，包括试验装置主体、操作控制台以及供气气源，所述试验装置主体分别与操作控制台、供气气源连接；

所述试验装置主体包括试验台、试验箱、旋转驱动组件以及气压压紧组件，所述旋转驱动组件、试验箱、气压压紧组件均安装于试验台上，所述旋转驱动组件一端伸入试验箱内且与试验箱之间可转动连接，位于所述试验箱内的旋转驱动组件端部上固定连接有摩擦盘；

所述气压压紧组件一端固定连接于试验台上，所述气压压紧组件另一端可往复移动连接于试验箱内且与摩擦盘相对，所述气压压紧组件与摩擦盘相对端部上固定有非金属材料试样块体，所述气压压紧组件分别与供气气源、操作控制台连接，所述旋转驱动组件与操作控制台连接；

所述矿用非金属材料摩擦火花试验装置还包括甲烷测定器、测温装置、点火器，测温装置、点火器均设置于试验箱内；测温装置、点火器均与操作控制台连接，甲烷测定器与试验箱内部连通，甲烷测定器用于实时测量试验箱内甲烷与空气混合气体的浓度。

作为本发明的一种优选方案，所述试验台设置有第一安装台架、第二安装台架、第三安装台架，第一安装台架、第二安装台架、第三安装台架由上至下连接于试验台上；所述旋转驱动组件包括驱动电机、小皮带轮、传动皮带、大皮带轮、第一轴承座、第二轴承座、第一联轴器、扭矩转速传感器、第二联轴器、推力轴承、主轴；驱动电机设置于第三安装台架上，驱动电机的动力输出轴端连接小皮带轮；第一轴承座、大皮带轮、第二轴承座、第一联轴器、扭矩转速传感器、第二联轴器依次设置于第一安装台架上并通过主轴连接在一起，主轴与试验箱之间通过推力轴承连接，小皮带轮与大皮带轮之间通过传动皮带连接，气压压紧组件一端固定安装于试验台顶部且与旋转驱动组件相对设置。