本發(fā)明涉及材料性能測試分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磨損試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：
機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)件，長期工作在應(yīng)力磨損環(huán)境中。結(jié)構(gòu)部件投入使用前，需要對(duì)其制作材料進(jìn)行抗磨損能力試驗(yàn)，通過磨損試驗(yàn)測定金屬材料的耐磨性，其中，較大部分結(jié)構(gòu)件的制作材料需要進(jìn)行抗低應(yīng)力劃傷磨損試驗(yàn)。磨損試驗(yàn)包括實(shí)物磨損試驗(yàn)和試樣磨損試驗(yàn)，由于試樣磨損試驗(yàn)具有較低的試驗(yàn)成本，因此其是主要的磨損試驗(yàn)方式。試樣磨損試驗(yàn)中，試樣的磨損量與接觸壓力、摩擦距離成正比，與材料硬度成反比。低應(yīng)力劃傷式磨損，是指磨料作用于零件表面的應(yīng)力不超過磨料的壓潰強(qiáng)度，材料表面會(huì)被輕微劃傷。使用中的犁鏵，煤礦機(jī)械中的刮板輸送機(jī)溜槽，受到的磨損屬于低應(yīng)力劃傷式磨損；高應(yīng)力輾碎式磨損，是指磨料與零件表面接觸處的最大壓應(yīng)力大于磨料的壓潰強(qiáng)度。生產(chǎn)中球磨機(jī)襯板與磨球，破碎式滾筒的磨損，砂輪磨削加工零件零件的磨損屬于高應(yīng)力輾碎式磨損。結(jié)構(gòu)材料的磨損試驗(yàn)首先需要考慮構(gòu)件的具體工作條件并確定磨損形式，然后選定合適的試驗(yàn)方法，以便使試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果較為吻合。如公開號(hào)為CN201803913U的中國專利文獻(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中沒有可模擬分級(jí)破碎機(jī)工況的磨損試驗(yàn)機(jī)，公開一種沖擊磨料磨損試驗(yàn)機(jī)，包括砂輪A1和位于砂輪A1一側(cè)的杠桿機(jī)構(gòu)，杠桿機(jī)構(gòu)包括豎桿A7和橫桿A4，橫桿A4下方安裝一凸輪A5，位于橫桿兩端的豎桿A7上分別裝有試樣A8和砝碼A6；砂輪A1上方設(shè)有磨料砂斗A2，該磨料砂斗A2下部出料口A9置于砂輪1和試樣A8之間。該技術(shù)方案采用砂輪A1和磨料直接作用于試樣，顯然該沖擊磨料磨損試驗(yàn)機(jī)屬于高應(yīng)力輾碎式磨損試驗(yàn)機(jī)，只能用于材料的高應(yīng)力劃傷磨損能力測定，如分級(jí)破碎機(jī)的破碎齒，車床刀具的刀頭，不適用于結(jié)構(gòu)材料的抗低應(yīng)力劃傷磨損能力測定，該專利文獻(xiàn)中也沒有提及如何將該沖擊磨料磨損試驗(yàn)機(jī)用于結(jié)構(gòu)材料的抗低應(yīng)力劃傷磨損能力測定。結(jié)構(gòu)材料的抗低應(yīng)力劃傷磨損能力是通過濕砂橡膠輪式磨損試驗(yàn)來測定的。濕砂橡膠輪式磨損試驗(yàn)通常采用MLS—225型濕砂橡膠輪式磨損試驗(yàn)機(jī)來完成。濕砂橡膠輪式磨損試驗(yàn)機(jī)包括試樣槽B4、設(shè)置在試樣槽B4中與驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸相連的橡膠輪B1，位于橡膠輪B1一側(cè)設(shè)置有杠桿機(jī)構(gòu)B2，杠桿機(jī)構(gòu)B2與橡膠輪B1平齊的位置設(shè)置有試樣固定裝置B6，試樣B7固設(shè)在試樣固定裝置B6上，試樣固定裝置B6和試樣B7均設(shè)置在試樣槽B4中，試樣槽B4中還注入有由磨砂和水或其他液體混合而成的磨料B5，杠桿機(jī)構(gòu)B2的荷載連接端設(shè)置有荷載裝置B3。使用時(shí)，先將磨料B5注入試樣槽B4中，再對(duì)杠桿機(jī)構(gòu)B2加載荷載，讓試樣貼緊橡膠輪B1，接著電機(jī)驅(qū)動(dòng)橡膠輪B1，橡膠輪B1帶動(dòng)與水混合的礦砂、砂石、泥沙等磨料B5對(duì)各種材料產(chǎn)生磨損，從而對(duì)材料進(jìn)行耐磨性試驗(yàn)。該濕砂橡膠輪式磨損試驗(yàn)機(jī)來，由于橡膠輪B1的轉(zhuǎn)速及對(duì)試樣施加的正壓力等參數(shù)可以改變，故其能很好地模擬各種工況，可為礦山機(jī)械，建筑機(jī)械、采掘機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等各行各業(yè)，進(jìn)行耐磨材料的篩選試驗(yàn)。但，該磨損試驗(yàn)機(jī)存在以下技術(shù)問題：橡膠輪B1由圓環(huán)型金屬基體和附著在圓環(huán)型金屬基體外圈的橡膠層構(gòu)成，長時(shí)間不用后，橡膠層會(huì)產(chǎn)生老化，導(dǎo)致橡膠輪B1報(bào)廢。膠輪B1的邵爾硬度需要達(dá)到標(biāo)稱值，符合標(biāo)稱值時(shí)，需用金相砂紙修理橡膠輪。橡膠輪B1直徑從178mm磨損到小于174mm后，需要報(bào)廢換新。磨料B5的磨砂，僅采用50目～70目的磨砂，制作磨料B5時(shí)，需要對(duì)磨砂進(jìn)行篩分；每件試樣B7試驗(yàn)時(shí)需經(jīng)過“預(yù)磨”和“正式試驗(yàn)”兩個(gè)過程，每個(gè)過程使用1.5kg磨砂，每件試樣共需要3.0kg磨砂，不可重復(fù)使用。因此，采用上述濕砂橡膠輪式磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行磨損試驗(yàn)，橡膠輪B1和磨砂的使用成本均較高，特別是長時(shí)間只進(jìn)行數(shù)量較少的幾次磨損試驗(yàn)的試驗(yàn)成本更高。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的在進(jìn)行結(jié)構(gòu)材料的抗低應(yīng)力劃傷磨損能力時(shí)，存在需要經(jīng)常對(duì)橡膠輪B1進(jìn)行測量，試驗(yàn)設(shè)備使用手續(xù)多，耗材使用多，試驗(yàn)成本高的技術(shù)問題。因此，需要一種使用簡單，工作強(qiáng)度小，消耗材料少的磨損試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不使用橡膠輪作為磨損試驗(yàn)部件的磨損試驗(yàn)裝置，從而進(jìn)一步降低磨損試驗(yàn)裝置的使用成本，提高磨損試驗(yàn)裝置的易用性。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：磨損試驗(yàn)裝置，包括砝碼、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的砂輪、通過加載軸設(shè)置在砂輪一側(cè)的杠桿機(jī)構(gòu)，杠桿機(jī)構(gòu)由橫桿和豎桿構(gòu)成，橫桿的下方設(shè)置有加載桿，橫桿遠(yuǎn)離豎桿的一端設(shè)置有砝碼掛載孔，砝碼通過砝碼掛載孔加載在橫桿上，在豎桿靠近砂輪部分開設(shè)試樣安裝口，試樣安裝口朝向砂輪；還包括設(shè)置在靠近杠桿機(jī)構(gòu)一側(cè)的砂輪正上方的第一噴淋水管，第一噴淋水管的噴水口朝向砂輪，杠桿機(jī)構(gòu)為由橫桿和豎桿一體成型的L型結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，磨損試驗(yàn)裝置，還包括第二噴淋水管，第二噴淋水管設(shè)置在遠(yuǎn)離杠桿機(jī)構(gòu)一側(cè)砂輪的正上方，第二噴淋水管的噴水口朝向砂輪。進(jìn)一步，第一噴淋水管和第二噴淋水管噴水口的截面形狀為方形。進(jìn)一步，第一噴淋水管和第二噴淋水管的噴水口沿砂輪厚度方向的寬度為砂輪的厚度。進(jìn)一步，磨損試驗(yàn)裝置，還包括轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置和設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸旁的轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器電連接轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置電連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。進(jìn)一步，磨損試驗(yàn)裝置，還包括防水蓋板，防水蓋板設(shè)置在第一噴淋水管噴水口和第二噴淋水管噴水口的上方。本發(fā)明還提供一種磨損試驗(yàn)試驗(yàn)方法,該方法采用本發(fā)明的磨損試驗(yàn)裝置進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)，包括以下步驟：步驟1、試樣安裝：抬起加載桿，讓橫桿相對(duì)水平線向上旋轉(zhuǎn)，豎桿離開砂輪，將試樣固設(shè)在試樣安裝口中；步驟2、試樣預(yù)磨：選取小載荷砝碼，將其掛載在橫桿上，開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源，待砂輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，放下加載桿，讓試樣在砝碼的力矩作用下和砂輪接觸，預(yù)磨試樣；試樣上出現(xiàn)較明顯的磨痕后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)，抬起加載桿，從試樣安裝口中取出試樣，將試樣清洗吹干后，稱出試樣預(yù)磨后的質(zhì)量；步驟3、磨損試驗(yàn)：將稱重后的試樣，按照預(yù)磨時(shí)的安裝方式安裝到試樣安裝口中，在橫桿上掛載工作載荷的砝碼，開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)，待驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，開啟第一噴淋水管，讓水沖洗砂輪，待第一噴淋水管噴出的水流量穩(wěn)定后，放下加載桿，讓試樣在砝碼的力矩作用下和砂輪接觸，同時(shí)對(duì)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)達(dá)到預(yù)定值后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源，關(guān)閉第一噴淋水管，抬起加載桿從試樣安裝口中取出試樣；步驟4、確定磨損量：將磨損試驗(yàn)后的試樣清洗吹干，稱出試樣磨損試驗(yàn)后的質(zhì)量，將試樣預(yù)磨后的質(zhì)量減去試樣磨損試驗(yàn)后的質(zhì)量，就得到試樣的磨損量。進(jìn)一步，對(duì)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)達(dá)到預(yù)定值后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源為，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸旁設(shè)置轉(zhuǎn)...