自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台的测定回转与微调机构

技术领域

本发明涉及摩擦副磨损测试技术领域，特别涉及一种自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台的测定回转与微调机构。

背景技术

井下钻具与岩石之间摩擦磨损失效是导致钻具失效主要模式之一。且钻具与岩石之间的摩擦磨损接触表面往往会遭受气体、液体、固体等多种介质的共同作用，导致材料磨损行为及损伤机制的多样化与复杂化。因此，立足于模拟实际工况，准确检测钻具与孔壁的摩擦磨损特点和性能参数尤为重要。

现如今，对材料摩擦磨损性能的评价主要通过摩擦磨损试验机进行。目前各种摩擦磨损试验机的原理为：利用夹持机构夹持固定测试件，然后通过移动载台带动夹持机构往复移动，使标准磨头与测试件进行对磨。上述方法有如下几点不足：一是由于测试件只受到单向力的作用，夹持机构在单向力作用下必然变形，为了尽可能减少变形，大多通过加强试验机其他部件，不但会导致试验机的体积和重量增大，测试时还会产生较大的振动；二是测试形式多为平面对平面或曲面对平面，而井下钻具的尺寸一般远大于摩擦磨损试验机使用的测试件尺寸，且钻具与岩石之间的接触形式一般为曲面对曲面；三是测试件受到摩擦力与夹持力平行且有一定长度的力臂，测试件的夹持端受力不均衡，也是导致试验数据精度差的主要原因之一。这些不足会导致现有的摩擦磨损试验机无法很好满足井下钻具与井壁间的摩擦磨损性能的测试需求。为此，发明了自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台。然而，自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台在工作时，需要一个回转机构，配合升降机构，使测定平台具有回转运动来完成与岩样间的回转、上下直线和螺旋上下运动。同时，为使回转机构在回转运动时，要求岩石通孔中心线与测试机构中心线重合并保持固定，需要微调机构来完成。这种回转和微调机构对于自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台是必备组成部分。因此，发明自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台的回转和微调机构。

发明内容

本发明的目的是为自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台配套一种测定回转与微调机构，通过电机回转带动齿轮和岩石回转实现测定平台的回转运动，通过微调机构实现岩石通孔中心线与测试机构中心线重合并保持固定。

针对上述背景技术中的不足，本发明拟提供一种自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台的测定回转与微调机构。

自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台的测定回转与微调机构，包括岩石回转机构和限位机构；

所述岩石回转机构包括密封盘、岩石护罩、岩石、齿轮防护罩、支撑板、密封垫、转盘轴承、主动齿轮、承托板及回转电机；

回转电机输出轴通过键与主动齿轮连接，主动齿轮与转盘轴承外圈啮合，转盘轴承内圈通过螺栓与承托板连接，转盘轴承外圈与密封垫、支撑板同轴心固连，支撑板中间开设有用于和外部定心器进行同心配合的圆孔，齿轮防护罩与承托板固连并置于转盘轴承和主动齿轮外侧，岩石护罩设置在支撑板上并置于岩石外侧，密封盘设置在岩石护罩顶部；

所述限位机构包括限位组件和限位架，限位组件的数量为两个，对称布置在支架主体两侧，限位组件由第一限位板、第二限位板、多个第三限位板、限位轴和限位套组成，第一限位板底部通过限位架与支架主体连接，第二限位板为方形，中间开有通孔，限位轴穿过第一限位板和第二限位板的通孔，且限位轴两端由限位套固定，多个第三限位板组成正方形将第二限位板围在中心，并通过螺栓与第二限位板连接，第三限位板与承托板通过螺栓连接。

本发明的有益效果：

1.配合升降机构，使测定平台具有回转运动来完成与岩样间的回转、上下直线和螺旋上下运动。

2.将回转运动转移到被测试件即岩石上，消除测试件与夹持机构之间的离心力影响，提高测试结果的可靠性。

3.密封盘、岩石护罩、托板和密封垫组成密闭腔体，可满足不同润滑介质测试条件。

4.微调机构可保证岩石通孔中心线与测试机构中心线重合并固定

5.通过更换岩石，可实现测试块与不同种类岩石之间摩擦磨损性能的测量。

附图说明

图1为本发明安装在摩擦磨损测定平台上的结构示意图。

图2为本发明岩石回转机构剖面示意图。

图3为本发明限位机构示意图。

密封盘13；岩石护罩14；岩石15；齿轮防护罩16；支撑板17；密封垫18；转盘轴承19；主动齿轮20；承托板21；回转电机22；

第一限位板3901；第二限位板3902；多个第三限位板3903；限位轴3904；限位套3905。

具体实施方式

请参阅附图所示，自平衡圆孔壁摩擦磨损测定平台的测定回转与微调机构，包括岩石回转机构和限位机构；

所述岩石回转机构包括密封盘13、岩石护罩14、岩石15、齿轮防护罩16、支撑板17、密封垫18、转盘轴承19、主动齿轮20、承托板21及回转电机22；

回转电机22输出轴通过键与主动齿轮20连接，主动齿轮20与转盘轴承19外圈啮合，转盘轴承19内圈通过螺栓与承托板21连接，当回转电机22回转时，转盘轴承19可起到动静分离的效果，转盘轴承19外圈与密封垫18、支撑板17同轴心固连，岩石放置在支撑板17上，因此转盘轴承19外圈旋转时会带动密封垫18、支撑板17和岩石15一同旋转，支撑板17中间开有圆孔，用于和外部定心器进行同心配合，齿轮防护罩16与承托板21固连并置于转盘轴承19和主动齿轮20外侧，齿轮防护罩16起到保护转盘轴承19和主动齿轮20的作用，岩石护罩14设置在支撑板17上并置于岩石15外侧，起到保护岩石15的作用，密封盘13设置在岩石护罩14顶部，起到防止润滑介质飞溅的效果；

所述限位机构包括限位组件和限位架，限位组件的数量为两个，对称布置在支架主体两侧，限位组件由第一限位板3901、第二限位板3902、多个第三限位板3903、限位轴3904和限位套3905组成，第一限位板3901底部通过限位架与支架主体连接，第二限位板3902为方形，中间开有通孔，限位轴3904穿过第一限位板3901和第二限位板3902的通孔，且限位轴3904两端由限位套3905固定，多个第三限位板3903组成正方形将第二限位板3902围在中心，并通过螺栓与第二限位板3902连接，第三限位板3903与承托板21通过螺栓连接，当岩石回转机构移动到合适的位置后，将承托板21与多个第三限位板3903通过螺栓连接，防止岩石回转机构在测试过程中移动。

更进一步而言，密封盘13、岩石护罩14、支撑板17和密封垫18组成密闭腔体，可满足不同润滑介质测试条件。

本发明的工作原理与使用过程：

岩石回转机构过程及原理：

承托板21下方的回转电机22启动后，驱动主动齿轮20回转，主动齿轮20与置于承托板21上方的转盘轴承19外圈啮合，使转盘轴承19外圈回转，转盘轴承19外圈上方与密封垫18、支撑板17同轴心固连，岩石放置在支撑板17上，周围通过定位块36、垫板37及压紧板38固定，因此转盘轴承19外圈旋转时会带动岩石15一同旋转，齿轮防护罩16与承托板21固连并置于转盘轴承19和主动齿轮20外侧，防止异物干扰转盘轴承19和主动齿轮20间的啮合，岩石护罩14设置在支撑板17上并置于岩石15外侧，起到保护岩石15的作用，密封盘13设置在岩石护罩14顶部，防止润滑介质飞溅。

限位机构原理：

首先将第一限位板3901与限位架通过螺栓固连，然后调整多个第三限位板3903与第二限位板3902之间的螺栓距离，使多个第三限位板3903上的限位孔与承托板21上孔位对正，接着使用螺栓进行连接，保证测试过程中岩石回转机构的稳定性。