一種橡膠材料的疲勞磨損試驗的製造方法
2023-11-30 13:34:11
一種橡膠材料的疲勞磨損試驗的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機，包括機座、伺服電機、聯軸器、絲槓軸、導軌、滑臺、軸承、軸承座、軸、橡膠塊、擋圈、螺母、墊塊、支座、磨具及計數器。本實用新型通過兩個伺服電機的配合來實現不同工況的試驗要求，一個伺服電機控制疲勞頻率，另一個伺服電機控制磨損速度。本實用新型可更換不同材料的橡膠塊或磨具來實現不同摩擦係數的摩擦磨損。本實用新型可更換不同形狀類型的橡膠塊來達到不同的試驗要求（如錐形、橢球形等）。本實用新型支座可通過墊塊上的U形溝槽實現橡膠塊和磨具初始間距的調整。
【專利說明】一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及材料試驗技術，特別涉及一種可以對橡膠材料進行疲勞磨損試驗的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]潛油螺杆泵採油技術與其它人工舉升技術(如柱塞式抽油機、電潛離心泵等)相t匕，因其適宜於高粘度、高含砂量原油開採，近年來在我國大慶、大港、遼河、勝利等油田的稠油井中的應用迅速擴大，為國家的能源開發做出突出貢獻。
[0003]潛油螺杆泵的橡膠定子，在轉子長期的滾動兼滑動運行中，一方面被轉子磨損另一方面受到交變應力作用而產生疲勞裂紋。橡膠定子一旦出現裂紋，必然會加劇其磨損速率，從而導致螺杆泵的效率降低，影響螺杆泵的可靠性和使用壽命。
[0004]為揭示螺杆泵內橡膠定子的疲勞磨損的機理，選擇橡膠配方，計算橡膠定子的壽命，需要對橡膠材料進行疲勞磨損試驗研究。單純的橡膠疲勞試驗機或者是橡膠磨損試驗機都已有應用，但是該種試驗機不能考慮疲勞和磨損兩種因素的交互作用對橡膠材料的損傷。
【發明內容】
[0005]實用新型目的:本實用新型的目的在於解決橡膠的疲勞試驗機或橡膠的磨損試驗機不能考慮疲勞和磨損兩種因素的交互作用對橡膠材料的損傷，提供一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機。
[0006]技術方案:
[0007]一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機，其特徵在於:該試驗機包括機座、控頻伺服電機、滑臺、控速伺服電機和磨具；控頻伺服電機和磨具設置在機座上；控速伺服電機設置在滑臺上，滑臺設置在導軌上並能在導軌前後移動，導軌設置在機座上；控頻伺服電機連接至絲槓軸的一端，絲槓軸的絲槓部分穿過控頻伺服電機前方的滑臺底部的螺母，構成絲槓螺母副，控頻伺服電機使用時通過控制絲槓軸的旋轉來控制滑臺前後移動，絲槓軸的另一端安裝角接觸球軸承，角接觸球軸承設置在磨具的前方，磨具設置在滑臺的前方；控速伺服電機與其前端的試驗軸連接，試驗軸的前端用來設置試驗橡膠塊，試驗軸與磨具的位置相對應。
[0008]角接觸球軸承設置在軸承座內，軸承座設置在機座上，角接觸球軸承的軸承孔與磨具的中孔位置對應；磨具通過支座設置在墊塊上，墊塊設置在機座上；試驗軸通過聯軸器連接至控速伺服電機，試驗軸通過四點接觸球軸承設置在上軸承座內，上軸承座設置在滑上；絲槓軸穿過絲槓軸承，絲槓軸承設置在絲槓軸承座內，絲槓軸承座設置在機座上，絲槓軸通過另一個聯軸器與控頻伺服電機連接。
[0009]在磨具的旁邊設置有記錄試驗橡膠塊插入和拔出磨具的次數的計數器。
[0010]墊塊上設置有供支座調整位置的滑道溝槽，支座使用時在墊塊上的滑道溝槽內移動來實現位置調整。
[0011]優點及效果:本實用新型提供一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機，包括機座、伺服電機、聯軸器、絲槓軸、導軌、滑臺、軸承、軸承座、軸、橡膠塊、擋圈、螺母、墊塊、支座、磨具及計數器。
[0012]本實用新型通過兩個伺服電機的配合來實現不同工況的試驗要求，一個伺服電機控制疲勞頻率，另一個伺服電機控制磨損速度。
[0013]本實用新型可更換不同材料的橡膠塊或磨具來實現不同摩擦係數的摩擦磨損。
[0014]本實用新型可更換不同形狀類型的橡膠塊來達到不同的試驗要求(如錐形、橢球形等)。
[0015]本實用新型支座可通過墊塊上的U形溝槽實現橡膠塊和磨具初始間距的調整。
[0016]本實用新型的有益效果:
[0017](I)本實用新型可同時考慮橡膠塊在受拉、受壓、受扭情況下的磨損及疲勞，且可通過對磨具或橡膠塊的潤滑來實現潤滑條件下的疲勞磨損試驗，試驗結果更加符合橡膠疲勞磨損實際情況；
[0018](2)本實用新型通過兩個伺服電機的配合來實現不同工況的試驗要求，一個伺服電機控制疲勞頻率，另一個伺服電機控制磨損速度。
[0019](3)本實用新型可通過更換不同材料的橡膠塊或磨具來實現不同摩擦係數的摩擦磨損。
[0020](4)本實用新型可通過更換不同形狀的橡膠塊來達到不同的試驗要求。
[0021](5)本實用新型可更換軸來實現橡膠塊軸向以受拉為主或以受壓為主的疲勞磨損試驗要求。
[0022]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0023]圖1為橡膠疲勞磨損試驗機的結構圖；
[0024]圖2為橡膠疲勞磨損試驗機另一方案的結構圖；
[0025]圖3為橡膠疲勞磨損試驗機的支座、磨具裝配圖(部分剖開);
[0026]圖4為橡膠疲勞磨損試驗機的一種錐形橡膠塊模型圖；
[0027]圖5為橡膠疲勞磨損試驗機的另一錐形橡膠塊模型圖(1/4剖開)；
[0028]圖6為橡膠疲勞磨損試驗機的橢球狀橡膠塊模型圖。
[0029]【具體實施方式】:下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0030]如圖1所示，本實用新型提供一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機，該試驗機包括機座1、控頻伺服電機2、滑臺7、控速伺服電機22和磨具10 ;控頻伺服電機2和磨具10設置在機座I上；控速伺服電機22設置在滑臺7上，滑臺7設置在導軌8上並能在導軌8前後移動，導軌8設置在機座I上；控頻伺服電機2連接至絲槓軸6的一端，絲槓軸6的絲槓部分穿過控頻伺服電機2前方的滑臺7底部的螺母，構成絲槓螺母副，控頻伺服電機2使用時通過控制絲槓軸6的旋轉來控制滑臺7前後移動，絲槓軸6的另一端安裝角接觸球軸承13，角接觸球軸承13設置在磨具10的前方，磨具10設置在滑臺7的前方；控速伺服電機22與其前端的試驗軸18連接，試驗軸18的前端用來設置試驗橡膠塊17，試驗軸18與磨具10的位置相對應。
[0031 ] 角接觸球軸承13設置在軸承座14內，軸承座14設置在機座I上，角接觸球軸承13的軸承孔與磨具10的中孔位置對應；磨具10通過支座11設置在墊塊12上，墊塊12設置在機座I上；試驗軸18通過聯軸器21連接至控速伺服電機22，試驗軸18通過四點接觸球軸承20設置在上軸承座19內，上軸承座19設置在滑臺7上；絲槓軸6穿過絲槓軸承4，絲槓軸承4設置在絲槓軸承座5內，絲槓軸承座5設置在機座I上,絲槓軸6通過另一個聯軸器3與控頻伺服電機2連接。
[0032]在磨具10的旁邊設置有記錄試驗橡膠塊17插入和拔出磨具10的次數的計數器9。
[0033]試驗軸18的前端有錐形部分，錐形部分左側加工有螺紋；試驗橡膠塊17通過過盈緊安裝在試驗軸18的錐形部分，並通過螺母15和擋圈16加以緊固；磨具10與支座11通過螺釘111連接在一起；支座11安裝在墊塊12上，墊塊12固定在機座I上；計數器9安放在機座I上。墊塊12上設置有供支座11調整位置的滑道溝槽，支座11使用時在墊塊12上的滑道溝槽內移動來實現位置調整。
[0034]進行試驗之前，將進行疲勞試驗的橡膠塊17通過過盈膨脹安裝到試驗軸18上，並由螺母15緊固；將進行試驗的磨具10通過螺釘連接固定在支座11上；調整支座11的位置以確定初始橡膠塊和磨具的間距；根據幹摩擦和潤滑條件下摩擦的試驗要求確定是否對橡膠塊或磨具進行潤滑。
[0035]進行試驗時，啟動控頻伺服電機2和控速伺服電機22，調整電機轉速以達到預定的試驗要求，控頻伺服電機2控制疲勞頻率，控速伺服電機22控制磨損速度。通過計數器9記錄橡膠塊17插入和拔出磨具10的次數，達到預定次數後，通過控制系統斷開電機電源，結束試驗。然後卸下橡膠塊17進行相應觀察和分析，通過對實驗數據的記錄和整理分析，可得到橡膠疲勞磨損與對應各試驗條件的關係。
[0036]圖4、圖5分別是不同的兩種橡膠塊錐形模型圖，特別地，圖5所示的橡膠塊能體現更為複雜的磨損疲勞。圖6是橡膠塊為橢球形時的模型圖。此外，還可根據試驗要求選用其他形狀的橡膠塊，不同形狀可對應不同的疲勞磨損條件。
[0037]本實用新型結構合理，操作科學，效果明顯，適合於在橡膠疲勞試驗領域推廣應用。
【權利要求】
1.一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機，其特徵在於:該試驗機包括機座(I)、控頻伺服電機(2)、滑臺(7)、控速伺服電機(22)和磨具(10);控頻伺服電機(2)和磨具(10)設置在機座(I)上；控速伺服電機(22)設置在滑臺(7)上，滑臺(7)設置在導軌(8)上並能在導軌(8)前後移動，導軌(8)設置在機座(I)上；控頻伺服電機(2)連接至絲槓軸(6)的一端，絲槓軸(6)的絲槓部分穿過控頻伺服電機(2)前方的滑臺(7)底部的螺母，構成絲槓螺母副，控頻伺服電機(2 )使用時通過控制絲槓軸(6 )的旋轉來控制滑臺(7 )前後移動，絲槓軸(6 )的另一端安裝角接觸球軸承(13)，角接觸球軸承(13)設置在磨具(10)的前方，磨具(10)設置在滑臺(7)的前方；控速伺服電機(22)與其前端的試驗軸(18)連接，試驗軸(18)的前端用來設置試驗橡膠塊(17)，試驗軸(18)與磨具(10)的位置相對應。
2.根據權利要求1所述的一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機,其特徵在於:角接觸球軸承(13)設置在軸承座(14)內，軸承座(14)設置在機座(I)上，角接觸球軸承(13)的軸承孔與磨具(10)的中孔位置對應；磨具(10)通過支座(11)設置在墊塊(12)上，墊塊(12)設置在機座(I)上；試驗軸(18 )通過聯軸器(21)連接至控速伺服電機(22 )，試驗軸(18 )通過四點接觸球軸承(20)設置在上軸承座(19)內，上軸承座(19)設置在滑臺(7)上；絲槓軸(6)穿過絲槓軸承(4 )，絲槓軸承(4 )設置在絲槓軸承座(5 )內，絲槓軸承座(5 )設置在機座(I)上，絲槓軸(6 )通過另一個聯軸器(3 )與控頻伺服電機(2 )連接。
3.根據權利要求1所述的一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機，其特徵在於:在磨具(10)的旁邊設置有記錄試驗橡膠塊(17)插入和拔出磨具(10)的次數的計數器(9)。
4.根據權利要求2所述的一種橡膠材料的疲勞磨損試驗機，其特徵在於:墊塊(12)上設置有供支座(11)調整位置的滑道溝槽，支座(11)使用時在墊塊(12)上的滑道溝槽內移動來實現位置調整。
【文檔編號】G01N3/56GK203772668SQ201420130131
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】劉棟, 閆明, 孟憲松, 王玉生 申請人:瀋陽工業大學