[发明专利]磨耗试验装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及磨耗试验装置及方法，用于测量包括塑料、橡胶、金属和陶瓷的各种类型材料的摩擦磨损特性，特别是超高分子量聚乙烯的磨耗性能。更具体而言，本发明涉及砂浆磨耗试验装置及方法。

背景技术

材料的耐磨性能评价是依据一定的试验方法在一定的试验条件下测定的。因此，试验方法及仪器对材料的摩擦学性能测试的科学性以及如何体现材料摩擦学性能的系统性极为重要。我国评价塑料的耐磨性能标准有GB/T 3960-83“塑料滑动摩擦磨损试验方法”，该标准适用于测定塑料及塑料基复合材料的滑动摩擦磨损性能；GB/T 5478-2008“塑料滚动磨损试验方法”，该标准等同采用国际标准ISO 932：1995“塑料——磨轮法耐磨损的测定”，标准规定了塑料滚动磨损试验的方法，适用于测定塑料板、片材试样滚动磨损性能；GB/T20026-2005“橡胶和塑料软管内衬层耐磨性测定”，该标准规定了用一定量的砂砾通过软管来测定软管内衬层耐磨性的方法，该标准规定的方法适用于内径为20mm～50mm用于喷砂、喷丸以及类似操作的橡胶和塑料软管，可用于比较不同型号软管的耐磨性。

由于超高分子量聚乙烯具有极高的耐腐蚀、高耐磨、自润滑、不粘结、质轻(其单位比重仅为钢材重量的八分之一)等综合性能，是输送水质流体、固体颗粒、粉体、浆体等介质管材和衬里板材的理想材料，已在电厂、矿山及河道清淤等方面得到广泛的应用，主要用于洗煤厂的煤浆输送、河道清淤等需要高耐磨材料的领域。在实际使用过程中，相比于上述耐磨性能检测方法，用砂浆磨耗最接近于实际使用状况，可直观反映材料的耐磨性能。因此，须建立砂浆磨耗试验方法和仪器。目前国内尚没有砂浆磨耗检测统一的标准，只有QB/T 2668-2004“超高分子量聚乙烯管材”附录B规定了砂浆磨损率试验方法，但该方法的设备设计中存在一些缺陷：1.未加冷却水，没考虑搅拌过程中砂浆温度升高对超高分子量聚乙烯耐磨性的影响；2.因容器内无挡板设计，从而使试验磨损效率低，致使试验时间延长；3.因其是单容器试验机，在做横向对比或平行试验时，试验数据偏差较大，数据的可信度降低。ISO 15527：2007“塑料-聚乙烯(超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯)模塑片材-要求和试验方法”附录B“磨耗性能测定”也给出了一种砂浆磨耗测试方法，该方法较好的解决了QB/T 2668-2004“超高分子量聚乙烯管材”附录B中砂浆磨损率试验方法中的缺陷，但ISO15527：2007没有对所用设备的细节进行描述，实际设备设计、制造及使用中存在磨耗量小、不同样品间难以平行对比等缺陷，还需进一步完善。申请号200910198478.9发明专利“一种超高分、子量聚乙烯耐磨性能的测试方法”给出了一种该类材料的测试方法。该方法并未给出较合理的耐磨设备设计方案，并且六个试样在一个转桶内每个试样仅以一个圆孔固定在试样架上，在试样高速转动时，会造成试样的松动从而影响磨耗测试性能。

发明内容

本发明旨在提供一种磨耗试验装置及其试验方法，克服了现有技术效率低、数值偏差大、准确度不高的缺陷，可以较好地用于测试塑料、橡胶、金属和陶瓷的各种类型材料的摩擦磨损特性，特别是超高分子量聚乙烯的磨耗性能，可以较为准确地反映实际使用过程中材料的耐磨特性。

为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：

一种磨耗试验装置，其特征在于，包括电机5、传动系统、砂浆料筒1、转动轴8和外壳2。传动系统由主传动轮6、从传动轮7和连接件组成，主传动轮6固定于电机5的输出轴9端，从传动轮7位于电机5的一侧与主传动轮6在同一平面内。转动轴8通过轴承12固定在外壳2上，其一端连接传动系统的从传动轮7，另一端伸入固定在外壳2上的砂浆料筒1内部。电机5通过传动系统带动转动轴8作同步转动。

从传动轮7分成两排对称排列。

从传动轮7的数量为4～10，优选6～8

连接件为皮带或齿轮和链条。

砂浆料筒1包括筒体22、挡板18、进水管3、回水管4、冷却夹套20和测温装置19，冷却夹套20置于筒体22外侧，进水管3位于砂浆料筒1的一侧下方，回水管4位于砂浆料筒1的另一侧上方，挡板18均匀设置在筒体22内壁，测温装置19位于砂浆料筒1的底部。

挡板18形状为三角形或直板形或斜角形或直角形或圆弧形。

挡板18数量为2～12，优选4～8。