Стенд для испытания материала на гидроабразивное изнашивание

 

Полезная модель предназначена для проведения испытаний конструкционных материалов на гидроабразивный износ, в частности для определения степени износостойкости материалов, используемых при изготовлении деталей погружных насосов для добычи нефти. Стенд для испытания на гидроабразивное изнашивание материала состоит из рамы, держателя образца с устройством для его перемещения и гидроабразивной головки эжекторного типа, которая снабжена устройством горизонтального перемещения, обеспечивающим регулирование расстояния от торца наконечника гидроабразивной головки до поверхности испытываемого образца. При этом один вход гидроабразивной головки соединен с бункером для абразива, а второй вход связан с системой подачи жидкости. С помощью устройства перемещения держателя образца и устройства горизонтального перемещения гидроабразивной головки обеспечивается регулирование подачи струи абразивосодержащей жидкости на испытуемый образец под заданным углом атаки и на заданном расстоянии от наконечника гидроабразивной головки. Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении точности полученных результатов испытаний конструкционных материалов при сокращении времени их проведения за счет создания условий максимально приближенных к реальным условиям работы испытуемых материалов.

Полезная модель относится к технике испытаний конструкционных материалов на гидроабразивный износ, в частности для определения степени износостойкости материалов, используемых при изготовлении деталей погружных насосов для добычи нефти.

Известна установка для исследования гидрогазоабразивного изнашивания, содержащая основание с держателями образцов, бункер для твердых частиц, емкость для жидкости, ротор, выполненный с радиальными каналами, в которых компоненты гидрогазоабразивной смеси разгоняются и воздействуют на исследуемые образцы (см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1355908 A1, G 01 N 3/56, от 02.01.86).

Недостатком известной установки является невозможность создания стабильной концентрации абразива в жидкости и регулирования расхода суспензии, что значительно снижает точность и достоверность результатов проводимых испытаний.

Известно устройство для изнашивания абразивными частицами, содержащее раму, бункер для абразива, емкость для жидкости, держатель образца с устройством его перемещения и сопловой блок для смешивания абразива и жидкости и направления полученной суспензии на испытываемый образец (см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1388762 A1, G 01 N 3/56 от 20.05.86).

В этом устройстве за счет подсоса сжатым воздухом жидкости и абразива с помощью аппарата эжекторного типа (соплового блока) создается абразивожидкостная струя, которая воздействует на образец.

Недостатком указанного технического решения, выбранного за прототип, является то, что в нем не обеспечивается поддержание в абразивожидкостной струе постоянного заданного весового соотношения жидкости и абразива, что приводит к снижению повторяемости результатов и, как следствие, к снижению точности испытаний и увеличению длительности их проведения.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в создании стенда, в котором испытательную жидкость образуют со стабильной концентрацией абразива, что обеспечивает повышение точности измерений при проведении испытаний на гидроабразивное изнашивание материала изделия и снижение сроков проведения испытаний.

Кроме того, предложенная конструкция стенда обеспечивает проведение испытаний в условиях наиболее приближенных к реальным условиям работы в скважине, что особенно важно для повышения точности измерений при проведении испытаний деталей погружных центробежных насосов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в стенде для испытания материала на гидроабразивное изнашивание, состоящем из рамы, держателя испытуемого образца с устройством для его перемещения, гидроабразивной головки эжекторного тапа, соединенной с бункером для абразива и через систему подачи жидкости с емкостью для жидкости, согласно полезной модели, стенд снабжен устройством горизонтального перемещения гидроабразивной головки, которое состоит из пиноли, ходового винта с маховиком и размещено на раме с обеспечением регулирования расстояния от торца наконечника гидроабразивной головки до поверхности испытуемого образца, при этом устройство перемещения держателя образца также размещено на раме и состоит из цанги со штангой, на которой установлена призма с возможностью ее перемещения в вертикальной плоскости и поворота относительно оси от 0° до 90°.

Кроме того, система подачи жидкости выполнена автономной и подключена к гидроабразивной головке через регулятор давления жидкости и расходомер.

Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схема стенда для испытания материала на гидроабразивное изнашивание.

Стенд для испытания материала на гидроабразивное изнашивание состоит из рамы 2, гидроабразивной головки 3 и держателя образца 4. Гидроабразивная головка 3 состоит из корпуса 5, в котором размещены сопло

6, штуцер 7 для подвода воды, наконечник 8, формирующий гидроабразивную струю, и переходник 9 с бункером для абразива 10.

Система подачи и очистки жидкости выполнена замкнутой и включает в себя емкости-отстойники 11, 12 шланги 13 и 14, насос 15 с регулятором давления 16 и расходомером 17 на входе в гидроабразивную головку 3. Для очистки жидкости во внутренних полостях емкостей-отстойников 11 и 12 вертикально установлены металлические разделительные сетки 18, выполняющие роль фильтров. Корпус 5 гидроабразивной головки 3 соединен с устройством горизонтального перемещения 19 гидроабразивной головки 3, которое установлено на раме 2 и состоит из пиноли 1, ходового винта 20, вращаемого маховиком 21. Устройство перемещения 22 держателя образца 4 также установлено на раме 2 и состоит из ходового винта 23 с гайкой 28, штанги 24, установочной гайки 25 и призмы 26 для размещения испытываемого образца, зафиксированной на оси 27. Ось 27 выполнена с разным угловым смещением шпоночных пазов относительно друг друга (на чертеже не показано), что позволяет устанавливать призму 26 под углом от 0° до 90° по отношению к оси штанги 24.

Порядок работы на стенде при проведении испытаний образца изделия на гидроабразивное изнашивание следующий.

В призме 26 закрепляется предварительно взвешенный испытываемый образец (деталь). Вместе с образцом призма 26 устанавливается на оси 27 штанги 24 устройства перемещения образца 22. Вращением гайки 28 осуществляется перемещение штанги 24 по ходовому винту 23, а вместе с

ней вертикальное перемещается призма 26 с образцом. Затем призмы 26 поворотом вокруг оси 27 устанавливается под заданным углом в пределах от 0 до 90° по отношению к оси штанги 24. Далее с помощью устройства горизонтального перемещения 19 выставляется требуемое расстояние от торца наконечника 8 гидроабразивной головки 3 до поверхности испытываемой детали. Это осуществляется вращением маховика 21 и соответствующим перемещением пиноли 1 вдоль ходового винта 20.

Таким образом устройство горизонтального перемещения 19 гидроабразивной головки 3 и устройство перемещения 22 держателя образца 4 совместно обеспечивают регулировку расстояния от поверхности испытываемой детали до наконечника 8 гидроабразивной головки 3, достигая необходимого для проведения испытаний воздействия абразивной жидкости на испытываемый образец под заданным углом атаки струи, сформированной гидроабразивной головкой.

Затем включается насос 15, подающий жидкость с заданным давлением, и засыпается дозированное количество абразива в бункер 10. После этого устройство перемещения 22 держателя образца 4 и устройство перемещения 19 гидроабразивной головки 3 закрываются прозрачным кожухом и включается таймер (на чертеже не показаны).

В процессе испытания с помощью регулятора давления 16 в насосе 10 поддерживается заданное давление жидкости на входе в гидроабразивную головку 3, а с помощью расходомера 17 обеспечивается поступление в гидроабразивную головку 3 необходимого количества жидкости. За счет

разрежения, создаваемого проходящей жидкостью через гидроабразивную головку 3, абразив из бункера 10 поступает в наконечник 8, где формируется абразивожидкостная струя с заданным весовым соотношением жидкости и абразива, которая воздействует на испытуемый образец.

Система очистки воды, включающая емкости - отстойники 11 и 12 с металлическими разделительными сетками 18, выполняющими роль фильтров, и насос 10 обеспечивают подачу очищенной воды в гидроабразивную головку 3 по замкнутой схеме.

По истечении времени испытания по команде таймера насос автоматически отключается. Испытываемый образец (деталь) снимается, просушивается и взвешивается на электронных весах. Износ материала определяется как разница весов до и после испытания, а интенсивность изнашивания как износ, отнесенный к единице времени.

1. Стенд для испытания материала на гидроабразивное изнашивание, состоящий из рамы, держателя испытуемого образца, устройства для перемещения держателя образца, гидроабразивной головки эжекторного типа, соединенной с бункером для абразива и через систему подачи жидкости с емкостью для жидкости, отличающийся тем, что стенд снабжен устройством горизонтального перемещения гидроабразивной головки, состоящим из пиноли, ходового винта с маховиком и размещенным на раме с обеспечением регулирования расстояния от торца наконечника гидроабразивной головки до поверхности испытуемого образца, при этом устройство перемещения держателя образца также размещено на раме и состоит из цанги со штангой, на которой установлена призма с возможностью перемещения образца в вертикальной плоскости и поворота относительно оси штанги в пределах от 0 до 90°.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что система подачи жидкости выполнена автономной и подключена к гидроабразивной головке через регулятор давления жидкости и расходомер.



 

Похожие патенты:

Станок для гидрообразивной резки относится к вспомогательным устройствам пескоструйных машин, применяемым в машиностроении и строительстве для обработки поверхностей материалов гидрообразивным методом. Данный станок подходит для гидрообразивной резки и обработки камня, металла, керамогранита, стекла, латуни, керамической плитки, мрамора и прочих материалов и отличается невысокой ценой эксплуатации.

Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение возможности изготовления длинномерных полых сложноармированных стержней из полимерных композиционных материалов, в том числе гибридных, с высокими удельными прочностными характеристиками
Наверх