專(zhuān)利名稱(chēng)：高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于摩擦磨損測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種進(jìn)行耐磨材 料摩擦磨損性能試驗(yàn)的裝置，尤其適用于高硬度耐磨材料摩擦磨損性能 的評(píng)價(jià)。
背景技術(shù)：
在油田鉆井施工中大量使用螺桿、鉆頭、缸套和鉆井穩(wěn)定器等工具 或部件。這些工具或部件的使用壽命長(zhǎng)短主要取決于耐磨部位的耐磨性 能。耐磨性能是影響工具使用壽命的關(guān)鍵性能指標(biāo)，故在開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命鉆 采工具的科學(xué)研究中，必須對(duì)材料的耐磨性進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)定。對(duì)于常規(guī)材
料(硬度在HRC50以下)可以采用普通的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)來(lái)進(jìn)行磨損試 驗(yàn)評(píng)價(jià)。然而，鉆井使用的泥漿泵缸套內(nèi)套、PDC鉆頭、牙輪鉆頭等耐 磨件均為硬質(zhì)合金、高鉻耐磨鑄鐵等材料制成，硬度在HRC60-74之間， 普通的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)磨頭的材料硬度較低，易磨損；并且摩擦磨損實(shí) 驗(yàn)機(jī)對(duì)高硬度耐磨材料磨損速度很慢，通常幾個(gè)小時(shí)才能磨損幾毫克， 磨損試驗(yàn)周期長(zhǎng)，對(duì)比評(píng)價(jià)困難，設(shè)備損耗較快。普通摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī) 不能勝任高硬度耐磨材料的磨損試驗(yàn)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高硬度耐磨材料耐摩擦磨損試驗(yàn)裝 置，能開(kāi)展高硬度耐磨材料的磨損試驗(yàn)，并且磨損速度快，磨損試驗(yàn)周 期短?？朔胀ǖ哪Σ聊p實(shí)驗(yàn)機(jī)磨頭硬度較低、磨損速度很慢、試驗(yàn) 周期長(zhǎng)的不足。為油田開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命耐磨工具研究提供必要的手段。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置包括座圈、平行砂輪、定位壓環(huán)、試件外套、試件定 位套、壓環(huán)、砂輪固定軸、壓環(huán)定位套和支撐套。其特征在于座圈為 環(huán)形，座圈上有螺栓孔，螺栓孔固定有螺栓，螺栓外部套有支撐套，支 撐套上部有定位壓環(huán)，螺栓將支撐套和定位壓環(huán)固定在座圈上。定位壓 環(huán)上均勻分布有定位孔，定位孔中有試件外套，試件外套內(nèi)采用螺釘固 定有試件定位套，試件定位套內(nèi)能固定被測(cè)試的耐磨試件。定位壓環(huán)有 中心孔，定位壓環(huán)的中心孔內(nèi)套有壓環(huán)定位套，壓環(huán)定位套內(nèi)固定有一 個(gè)砂輪固定軸。砂輪固定軸的下端有圓盤(pán)，平行砂輪有中心孔，平行砂 輪固定在砂輪固定軸的圓盤(pán)上。砂輪固定軸圓盤(pán)上有固定孔，通過(guò)固定 螺栓能把砂輪固定軸固定在預(yù)磨機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)上。砂輪固定軸的上端有壓環(huán) 和螺母，螺母旋緊后能把壓環(huán)、壓環(huán)定位套、平行砂輪固定在一起。
為了使試件定位套能牢固地固定在試件外套內(nèi)，在試件外套壁上有 垂直試件外套壁的螺孔，螺孔內(nèi)有螺釘，螺釘將試件定位套A和試件定 位套B分別固定在試件外套內(nèi)。
所述的試件定位套的內(nèi)孔為圓柱形或矩形，可分別裝入圓柱狀和長(zhǎng) 方體試件。試件定位套與試件之間采用過(guò)盈配合，保證試驗(yàn)過(guò)程中試件 和試件定位套不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
所述的平行砂輪為圓盤(pán)式的金剛石砂輪、硬質(zhì)合金砂輪或綠碳化硅 砂輪。
本實(shí)用新型的有益效果是，高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置能有
效開(kāi)展高硬度耐磨材料摩擦磨損性能對(duì)比試驗(yàn)；能同時(shí)安裝定位2 8個(gè) 試件進(jìn)行試驗(yàn)，大大提高了試驗(yàn)效率，縮短了試驗(yàn)時(shí)間，增強(qiáng)了試驗(yàn)效 果；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作。

圖1是本實(shí)用新型高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)剖面示 意圖。圖2是圖1的俯視簡(jiǎn)圖。
圖3是定位壓環(huán)的零件圖。
圖4是圖3的俯視圖。
圖5是試件外套的零件圖。
圖6試件定位套A的零件圖。
圖7是試件定位套B的零件圖。
圖8是圖7的俯視圖。
圖中1.座圈，2.平行砂輪，3.螺栓，4.定位壓環(huán)，5.試件外套，6. 試件定位套A， 7.螺釘，8.壓環(huán)，9.墊圈，IO.螺母，ll.砂輪固定軸， 12.壓環(huán)定位套，13.試件定位套B， 14.試件，15.固定螺釘，16.支撐套， 17.轉(zhuǎn)盤(pán)，18.預(yù)磨機(jī)。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1:以一個(gè)砂輪直徑為203毫米的高硬度耐磨材料摩擦磨損
試驗(yàn)裝置為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
參閱圖1。高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置，主要由座圈1、平行
砂輪2、定位壓環(huán)4、試件外套5、試件定位套A6、壓環(huán)8、砂輪固定軸 11、壓環(huán)定位套12、試件定位套B13和支撐套16組成。
座圈1為環(huán)形，環(huán)形外徑為348毫米，環(huán)形內(nèi)徑為254毫米，底部 有環(huán)形凹槽。環(huán)形凹槽能安裝在預(yù)磨機(jī)18的轉(zhuǎn)盤(pán)17上。座圈1上有2 個(gè)螺栓孔，螺栓孔固定有螺栓3。每個(gè)螺栓3外部套有一個(gè)支撐套16， 支撐套16上部有定位壓環(huán)4，螺栓3將支撐套16和定位壓環(huán)4固定在 座圈1上。
參閱圖4。定位壓環(huán)4上均勻分布有8個(gè)定位孔，8個(gè)定位孔的中心 圓直徑為170毫米。參閱圖1。 8個(gè)定位孔中各有一個(gè)試件外套5。參閱 圖5。在試件外套5壁上有2個(gè)垂直試件外套5壁的螺孔，螺孔內(nèi)有螺 釘7，螺釘7將試件定位套A6和試件定位套B分別固定在試件外套5內(nèi)。試件定位套A6內(nèi)能固定被測(cè)試的耐磨試件。參閱圖6。所述的試件 定位套A6的內(nèi)孔為圓柱形，直徑為15毫米，能裝入直徑為15毫米的圓 柱狀試件。參閱圖7、圖8。試件定位套B13的內(nèi)孔為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)8毫 米，寬8毫米，能裝入20X8X8毫米的長(zhǎng)方體試件14，采用過(guò)盈配合 安裝。
參閱圖1。定位壓環(huán)4有一個(gè)中心孔，定位壓環(huán)4的中心孔內(nèi)套有 一個(gè)壓環(huán)定位套12，壓環(huán)定位套12內(nèi)固定有一個(gè)砂輪固定軸11。砂輪 固定軸11的下端有圓盤(pán)，平行砂輪2有中心孔，平行砂輪2固定在砂輪 固定軸11的圓盤(pán)上。砂輪固定軸11圓盤(pán)上有固定孔，通過(guò)固定螺釘15 能把砂輪固定軸11固定在預(yù)磨機(jī)18的轉(zhuǎn)盤(pán)17上。砂輪固定軸11的上 端有壓環(huán)8和螺母10，螺母10旋緊后能把壓環(huán)8、壓環(huán)定位套12、平 行砂輪2固定在一起。
平行砂輪2為圓盤(pán)式的綠碳化硅砂輪。平行砂輪的外徑203毫米、 內(nèi)徑32毫米、高25毫米，既能滿(mǎn)足磨削高硬度材料的性能要求價(jià)格還 便宜。
工作原理參閱圖1。利用200-800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速的金相預(yù)磨機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)， 通過(guò)金相預(yù)磨機(jī)18的轉(zhuǎn)盤(pán)17帶動(dòng)平行砂輪2旋轉(zhuǎn)。在砂輪2上方有8 個(gè)試件定位套， 一次試驗(yàn)最多能同時(shí)安裝定位8個(gè)試件14。試件外套5 安裝在定位壓環(huán)4的孔中。轉(zhuǎn)盤(pán)17旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)砂輪固定軸ll旋轉(zhuǎn)，砂 輪固定軸11帶動(dòng)壓環(huán)定位套12、壓環(huán)8、墊圈9和螺母10旋轉(zhuǎn)。試件 不動(dòng)。根據(jù)要求在試件外套5上部可加裝載荷，保持預(yù)壓力，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)安裝在試件定位套內(nèi)的高硬度耐磨材料試件的快速試驗(yàn)。
權(quán)利要求1、一種高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置，包括座圈(1)、平行砂輪(2)、定位壓環(huán)(4)、試件外套(5)、試件定位套A(6)、試件定位套B(13)、壓環(huán)(8)、砂輪固定軸(11)、壓環(huán)定位套(12)和支撐套(16)，其特征在于座圈(1)為環(huán)形，座圈(1)上有螺栓孔，螺栓孔固定有螺栓(3)，螺栓(3)外部套有支撐套(16)，支撐套(16)上部有定位壓環(huán)(4)，螺栓(3)將支撐套(16)和定位壓環(huán)(4)固定在座圈(1)上，定位壓環(huán)(4)上均勻分布有定位孔，定位孔中有試件外套(5)，試件外套(5)內(nèi)采用螺釘(7)固定有試件定位套，試件定位套內(nèi)能固定被測(cè)試的耐磨試件，定位壓環(huán)(4)有中心孔，定位壓環(huán)(4)的中心孔內(nèi)套有壓環(huán)定位套(12)，壓環(huán)定位套(12)內(nèi)固定有一個(gè)砂輪固定軸(11)，砂輪固定軸(11)的下端有圓盤(pán)，平行砂輪(2)有中心孔，平行砂輪(2)固定在砂輪固定軸(11)的圓盤(pán)上，砂輪固定軸(11)圓盤(pán)上有固定孔，通過(guò)固定螺釘(15)能把砂輪固定軸(11)固定在預(yù)磨機(jī)(18)的轉(zhuǎn)盤(pán)(17)上，砂輪固定軸(11)的上端有壓環(huán)(8)和螺母(10)，螺母(10)旋緊后能把壓環(huán)(8)、壓環(huán)定位套(12)、平行砂輪(2)固定在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置，其特 征是在試件外套(5)壁上有垂直試件外套(5)壁的螺孔，螺孔內(nèi)有螺釘 (7)，螺釘(7)將試件定位套A (6)和試件定位套B (13)分別固定在試件外 套(5)內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置， 其特征是所述的試件定位套A(6)和試件定位套B(13)的內(nèi)孔分別為圓 柱形和矩形，能分別裝入圓柱狀和長(zhǎng)方體試件(14)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置， 其特征是所述的平行砂輪(2)為圓盤(pán)式的金剛石砂輪、硬質(zhì)合金砂輪或 綠碳化硅砂輪。
專(zhuān)利摘要一種高硬度耐磨材料摩擦磨損試驗(yàn)裝置，應(yīng)用于摩擦磨損測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。座圈上的螺栓外部套有支撐套，支撐套上部有定位壓環(huán)，定位壓環(huán)上有定位孔，定位孔中有試件外套，試件外套內(nèi)采用螺釘固定試件定位套。定位壓環(huán)有中心孔，壓環(huán)定位套內(nèi)固定有一個(gè)砂輪固定軸，砂輪固定軸的下端有圓盤(pán)，平行砂輪有中心孔，平行砂輪固定在砂輪固定軸的圓盤(pán)上。螺母旋緊后能把壓環(huán)、壓環(huán)定位套、平行砂輪固定在一起。試件不動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)磨削試件，根據(jù)要求可在試件外套上加裝載荷，保持預(yù)壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高硬度耐磨材料的耐磨性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N3/56GK201277934SQ20082007962
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者劉義彬, 季小娜, 良 宋, 穎 董, 蔣海濤 申請(qǐng)人:華北石油管理局鉆井工藝研究院