1.一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置,其特征在于:包括安装框架(33),安装框架(33)上可转动安装有输出轴(9),输出轴(9)通过减速电机(1)驱动转动;涂层试样(10)通过可调节安装座固定在输出轴(9)上并远离输出轴(9)的轴线;
所述安装框架(33)下部安装有岩石桶(24),岩石桶(24)内设置有带开槽的挡板(22),挡板(22)将岩石桶(24)内空间分为工作区和非工作区;其中,工作区内放入岩石;在涂层试样(10)转动经过工作区时,涂层试样(10)与工作区的岩石摩擦接触;在涂层试样(10)转动经过非工作区时,涂层试样(10)与工作区的岩石远离;
所述输出轴(9)上安装有扭矩‑转速传感器(5),扭矩‑转速传感器(5)用于测量减速电机(1)输出的扭矩和转速;
所述涂层试样(10)与可调节安装座之间安装有压力传感器(11),压力传感器(11)用于测量涂层试样(10)受到的压力;
所述非工作区内安装有温度测量及控温机构,温度测量及控温机构用于测量涂层试样(10)经过工作区时与岩石摩擦前后的温度及对岩石桶(24)内的温度进行调控。
2.根据权利要求1所述的一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置,其特征在于:所述可调节安装座包括轴向固定座(13),轴向固定座(13)固定在输出轴(9)上,轴向固定座(13)一侧与纵向连接座(19)上的法兰可拆卸连接,纵向连接座(19)另一侧的耳板与试样固定板(12)可拆卸连接;涂层试样(10)固定在试样固定板(12)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置,其特征在于:所述挡板(22)包括左挡板(22.1)、右挡板(22.2),左挡板(22.1)、右挡板(22.2)之间呈一定夹角,左挡板(22.1)、右挡板(22.2)位于输出轴(9)一侧相对靠近并通过弧形板(22.3)连接,左挡板(22.1)、右挡板(22.2)及弧形板(22.3)上与涂层试样(10)相对的位置设有开槽(22.4)。
4.根据权利要求3所述的一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置,其特征在于:所述左挡板(22.1)、右挡板(22.2)之间上方设有压板(23),压板(23)压在岩石上。
5.根据权利要求4所述的一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置,其特征在于:所述压板(23)上放置有砝码(34)。
6.根据权利要求5所述的一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置,其特征在于:所述温度测量及控温机构包括1号温度传感器(29)、2号温度传感器(30)、线圈加热器(31);其中,1号温度传感器(29)、2号温度传感器(30)分别安装在挡板(22)上且位于工作区的进、出口处;所述线圈加热器(31)通过加热器安装板(32)固定在非工作区内。
7.根据权利要求6所述的一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置,其特征在于:所述岩石桶(24)底端螺纹连接有筛盘(27),筛盘(27)下方设有收集盘(28),收集盘(28)固定在安装框架(33)的底板(15)上。
8.根据权利要求7所述的一种用于评估涂层抵抗岩石冲击磨损的实验装置进行实验的方法,包括以下步骤:
Step1:制备好的涂层试样(10)通过C型螺杆(17)固定到试样固定板(12)上,调整试样固定板(12)和相连的纵向连接座(19)之间的纵向夹角,并用A型螺母螺杆(18)固定;调整纵向连接座(19)与轴向固定座(13)之间的横向夹角,并用B型螺母螺杆(20)固定,最后将涂层试样(10)转到挡板(22)的中间位置,达到调节试样(10)和接触角度的目的;
Step2:将选择的岩石放入岩石桶(24)与挡板(22)的工作区内,然后将压板(23)压在岩石上方;压力传感器(11)位于涂层试样(10)和试样固定板(12)之间,固定在输出轴(9)上的导电滑环(21)起到传输压力信号的作用,通过在压板(23)上方加砝码(34)的方式,观察压力信号值变化,调整需要的接触压力,完成涂层试样(10)与岩石初始接触压力大小的调节;
Step4:启动减速电机(1),减速电机(1)通过A型万向节联轴器(3)带动扭矩‑转速传感器(5)转动,然后扭矩‑转速传感器(5)通过B型万向节联轴器(6)带动输出轴(9)转动,固定在输出轴(9)上的轴向固定座(13)跟随转动,从而带动与轴向固定座(13)连接的试样固定板(12)上面的涂层试样(10)转动;与此同时,扭矩‑转速传感器(5)会测量减速电机(1)输出的扭矩和转速大小,压力传感器(11)会测量涂层试样(10)受到的压力;完成涂层试样(10)转动时的扭矩和转速以及接触压力的测量;
Step5:涂层试样(10)旋转通过挡板(22)的中部与岩石摩擦接触,涂层试样(10)的温度会上升;当转出挡板(22)时,涂层试样(10)的温度下降;位于挡板(22)进、出口的1号温度传感器(29)和2号温度传感器(30)分别测量下降温度、与岩石摩擦摩擦后升高温度;开启线圈加热器(31)会对通过的涂层试样(10)进行加热,可以实现对特定温度下涂层试样(10)摩擦研究的目的;
Step6:岩石与涂层试样(10)在冲击摩擦过程中,会不断破碎脱落到筛盘(27)中,筛盘(27)对碎石筛选落入收集盘(28)中,完成对碎石的筛选和收集。