[发明专利]一种往复式柱塞泵筒摩擦磨损试验装置

说明书

技术领域

本发明属于机械工程领域，涉及一种抽油泵及类似管式泵柱塞与泵筒间摩擦磨损试验装置，具体涉及一种往复式柱塞泵筒摩擦磨损试验装置。

背景技术

柱塞和泵筒是油田抽油井有杆抽油泵中最重要的运动摩擦副，其工作条件恶劣，需在高温、高压、高砂、含蜡等恶劣复杂的条件下长时间、不间断的往复运动。因此，如何在保证抽油泵的井液提升效率前提下，减少柱塞和泵筒间磨损失效一直是抽油泵研究的热点。然而柱塞和泵筒运动情况的复杂性和其测量的局限性给研究者带来了极大挑战，凸显了抽油泵柱塞和泵筒摩擦磨损研究的必要性。

在研究抽油泵柱塞和泵筒间的摩擦磨损时，试验装置起着至关重要的作用，目前，国内外研究物体间的摩擦磨损试验时都是采用试验装置来模拟检测的，而且都是采用标准的样件，来模拟点、线、面及复合形式的摩擦，以及在润滑条件下的摩擦对比。近年来，授权摩擦磨损试验装置的专利大多都是应用于试件的试验。现今还没有发现用于抽油泵的柱塞和泵筒在高温、高压、高砂、含蜡等复杂环境下的摩擦磨损试验的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种往复式柱塞泵筒摩擦磨损试验装置。

本发明能够为圆柱型样件摩擦磨损问题提供一种可行的试验方法；本发明是以接近实际的柱塞和泵筒作为样件来试验的装置；本装置能够同时进行四组试验并测量相应的四组试验数据；发明能够实现柱塞在泵筒内以不同的速度运动；本发明能够对润滑介质加热和控温，并能够观察到液位的高度。

本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种往复式柱塞泵筒摩擦磨损试验装置，主要由控制及操作部分、支撑部分、提供动力部分和润滑介质及储存部分四部分组成，所述提供动力部分由伺服电机1、同步带轮Ⅰ2、同步带轮Ⅱ4、滚珠丝杠6、与滚珠丝杠6形成螺纹副的丝杠螺母8、直线导轨15和横梁9组成；

所述伺服电机1、滚珠丝杠6、直线导轨15分别固定在支撑部分中的背板7的上端、中间位置、左右两侧；

所述同步带轮Ⅰ2固定在伺服电机1转轴上，同步带轮Ⅱ4固定在滚珠丝杠6的上端顶部，左右二端的直线导轨15分别设有滑块a10、滑块b37；

所述横梁9左右二端分别与滑块a10、滑块b37固定连接，横梁9中部与丝杠螺母8固定连接，横梁9沿着直线导轨15往复上下直线运动；

横梁9下端依次连接负荷传感器16、球形杆端关节轴承17、连接轴18、柱塞杆30、柱塞32；

所述润滑介质及储存部分由润滑介质桶19、泵筒31和泵筒座34组成；

润滑介质桶19固定在支撑部分中的底座14上，泵筒31是上下中通的，位于泵筒座34内并固定在泵筒座34底端，泵筒座34位于润滑介质桶19内并固定在底座14上，柱塞32位于泵筒31内。

技术方案中所述控制及操作部分由控制柜21、计算机20、测量控制卡25、加热棒36、温度传感器33和液位液温计11组成；

计算机20和测量控制卡25安装在控制柜21内，加热棒36和温度传感器33皆安装在润滑介质桶19内壁和泵筒座34外壁之间；液位液温计11安装在润滑介质桶19外壁上。

技术方案中所述支撑部分还包括立柱12和背板支架27；底座14通过地脚螺栓固定在地面上，立柱12固定在底座14上，背板7固定在立柱12的顶端，背板支架27固定在背板7的背部，用于支撑背板7。

技术方案中的泵筒座34下端设有通孔，用于润滑介质35通过通孔进入泵筒31内，泵筒座34上端设有泵筒座盖29。

技术方案中的润滑介质桶19内装有润滑介质35，泵筒31内充满润滑介质35，润滑介质桶19上端设有润滑介质桶盖28。

技术方案中所述横梁9下端依次连接四组负荷传感器16、球形杆端关节轴承17、连接轴18、柱塞杆30、柱塞32；

所述润滑介质及储存部分设有四组；

四组柱塞32位于四组润滑介质及储存部分中的泵筒31内；

所述控制及操作部分中加热棒36、温度传感器33、液位液温计11设有四组，四组加热棒36和温度传感器33对应安装在四组润滑介质及储存部分中的润滑介质桶19内壁和泵筒座34外壁之间；四组液位液温计11对应安装在四组润滑介质及储存部分中的润滑介质桶19外壁上。

试验装置主要技术指标：

1)柱塞往复运动频率：1～30次/分

2)柱塞往复运动行程：10～800mm

3)柱塞质量：1～25kg