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冲蚀磨损汇编

摘要

冲蚀磨损是指液体或固体以松散的小颗粒按一定的速度或角度对材料表面进行冲击所造成的一种材料损耗现象或过程。

它广泛存在于多种工业生产之中，造成的设备损坏给生产带来了巨大损失。

由于我国电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主，冲蚀磨损对锅炉管壁的磨损尤为严重。

为控制损失的产生及加剧，近年来国内外专家学者对此进行了多方面的研究。

热喷涂技术对锅炉管道进行表面强化处理已被广泛采用。

但是现有的涂层还不能满足需要，开发性能优良的涂层，需要更好测试方法来对其进行检测。

常温下冲蚀磨损的测试方法并不适用于高温环境，而在我国尚缺少一种科学的高温冲蚀磨损测试方法，从而严重影响了高性能耐磨蚀涂层的测试与研发。

本文的目的便是设计并制造出一种与燃煤锅炉工况相符的新型高温冲蚀磨损试验装置，并对其进行调试，以便用其对热喷涂涂层的耐高温冲蚀性能进行测试。

试验结果表明，自行研制的高温磨粒磨损试验装置操作方便，运行稳定，数据可靠；涂层高温磨粒磨损试验中，

关键词高温冲蚀磨损；热喷涂涂层；离心式磨损试验机

ABSTRACT

Keywords

1.绪论

1.1课题背景

冲蚀磨损是指液体或固体以松散的小颗粒按一定的速度或角度对材料表面进行冲击所造成的一种材料损耗现象或过程。

它广泛存在于机械、冶金、能源、建材、航空、航天等许多工业部门,已成为材料破坏或设备失效的重要原因之一[1]。

据有关资料统计：

在所有发生事故的锅炉管道中约有1/3是由于冲蚀磨损造成的；在用管道输送物料的气动运输装置中,弯头处的冲蚀磨损比直通部分的磨损大约严重50倍；泥浆泵、杂质泵的过流部件损坏约有50%以上是由冲蚀磨损引起的[2]。

我国电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主。

动力用煤质量低劣，含灰量和含硫量均较高,特别是燃煤电厂的高温高压燃煤锅炉的水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管（简称锅炉“四管”）因受高温氧化、热腐蚀和冲蚀的影响，壁厚减薄严重，极易造成泄漏和爆管事故,给锅炉的运行带来了多方面的损失。

在这其中，一些在特殊工作环境下服役的设备，如近年发展起来的循环流化床锅炉，由于循环流化床锅炉烟气中含有大量的飞灰颗粒，这些灰粒高速冲刷锅炉金属管壁，管壁的磨损减薄比传统燃煤锅炉更为严重，受其特殊的燃烧方式以及其他一些因素的影响，每年减薄约2-4mm使得停机频率增加，抢修时间延长，严重影响了电力的正常供应。

有研究表明，循环流化床锅炉管壁的破坏主要是高温冲蚀和磨损造成。

锅炉内受热面的高温磨蚀问题相当严重，尤其是高温冲蚀磨损给停炉维修造成了巨大的经济损失。

因此,如何采取有效方法对锅炉“四管”和循环流化床锅炉管壁进行防护,防止爆管和泄漏事故的发生,延长其使用寿命,是国内外有关人员长期重点关注的问题。

[3]。

为有效地控制和减少高温冲蚀磨损造成的损耗,提高设备和材料的使用寿命,近年来国内外专家学者对此进行了多方面的研究。

传统的解决方法是通过更换失效的锅炉管来进行的，然而更换管子既费时又昂贵，因此很快被表面强化处理所代替。

电站锅炉和循环流化床的高温磨损严重影响了锅炉管道的使用寿命。

因此寻求一种耐高温磨损的材料进行防护显得尤为重要。

热喷涂技术的发展为对锅炉管道进行表面强化处理提供了技术上的保证，在国内外得到了广泛的应用。

但是现有的涂层还不能满足需要，开发性能优良的涂层，需要更好测试方法来对其进行检测。

目前采用对热喷涂涂层高温磨蚀性能的测试评价方法主要是通过常温磨蚀方法，实机测试方法，高温摩擦试验方法和高温冲蚀方法[15-18]。

常温磨蚀方法来评价涂层的高温磨蚀性能不够科学，不能完全代替热喷涂涂层的高温磨蚀性能。

采用实机测试方法来研制高温耐磨蚀涂层，费用极高，周期长，而且很难进行试验。

高温摩擦方法与实际工况相差比较远，并且涂层试样制备要求严格，表面光洁度要求太高。

冲蚀试验在评价涂层高温磨蚀方面也有很大的不足，试样为长方体，六个表面仅一个表面制备有涂层，而其他表面会因高温氧化而产生增重；为了能够减少氧化增重的影响，在试样表面需要渗铝等工艺，试样制备复杂；试验的时间比较短；并且磨砂流速和流量的稳定性也存在着一定的问题；测试中高速运动的磨砂产生的散射，也会与长方体试样的非测试表面产生冲撞，这也会给测量结果的准确性带来影响。

要准确地评价在高温磨损工况条件下涂层的高温耐磨性能，为该工况下合理选材和研究新的涂层提供依据，研制能够模拟工况的高温磨损试验装置和更科学的试验方法是急待解决的问题。

而在我国尚缺少一种科学的高温冲蚀磨损测试方法，从而严重影响了高性能耐磨蚀涂层的研发。

本课题在研究国内外高温冲蚀试验方法的基础上，自行研制了一种与燃煤锅炉工况相符的高温冲蚀磨损试验方法，并用其测试耐高温冲蚀磨损涂层的性能。

1.2国内外高温冲蚀试验设备及测试方法的研究现状

磨损试验方法是磨损研究中的一个复杂的问题，至今尚未就如何分类取得一致意见。

磨损确切的说是一种系统性质，它取决于所有参与磨损的构件和物料相互的作用状况[15]。

实验室冲蚀设备可以根据粒子获得速度或使它达到与靶材相对速度的办法分类:

即真空中自由落体式、气流喷砂式、旋转臂式、离心加速式等四类[16]。

1.2.1气流喷砂式

早期的磨损试验机的研究主要是常温条件下的，主要是针对不同的磨损试验方法，能够在常温条件下评价涂层的耐磨性能。

随着试验机的发展，由原来的比较单一的磨损到现在的磨损和其他因素共同作用的情况，比如高温磨损和腐蚀磨损等。

国外科技工作者很早就设计了各种类型的冲蚀设备，以便在探索冲蚀机理的同时对发展耐冲蚀材料及工艺提供评价手段。

气流喷砂式设备是目前最常用的实验方法[17]，它是利用高速气流携带砂粒完成冲蚀过程。

最具代表性的是加州大伯克利分校Lawrence试验室设计使用立式喷砂式冲蚀设备，如图1所示，此设备只能在室温下工作，如将试验容器改为管式炉，可用来测定材料的高温下的冲蚀率。

此设备的特点是用电磁震动式送料器将冲蚀粒子加入主气流中。

为使粒子达到一定速度并保持气流压力稳定，在喷嘴前设有一长的直管。

而且粒子速度可以通过气流加以调节，采用双转盘法测定喷嘴出口处的粒子速度。

这种测速装置结构简单，如图1右所示，在第一盘上设置一狭缝。

当盘不旋转时，由喷嘴射出的砂粒可通过此缝在第二盘上冲蚀出一个标记。

随后以高速旋转此同轴的双盘，继续作冲蚀，便可以在第二盘后得到第二个标记。

如两盘相距为L，两冲蚀标记间的弧度为S，弧半径为R，转盘的角度为ω。

则粒子速度为:

Vp=2πRωL/S

图1加州大伯克利分校气流喷砂式冲蚀设备图2GW/CS-MS高温冲蚀装置结构示意图

目前，我国使用较广的高温冲蚀设备是装甲兵工程学院研制的GW/CS-MS型垂直气-砂喷射式高温冲蚀磨损试验装置[1]，参照ASTMG76-95标准进行设计，如图所示2。

其特点是在大气气氛下，利用压缩气体携带磨粒对试样进行冲蚀，试样采用热电偶进行加热；冲蚀环境模拟电站锅炉受热面所受的高温冲蚀磨损的实际工况。

浙江大学的刘少光于上世纪90年代初设计并制造了一种循环式高温冲蚀磨损试验机，整个试验装置为全密封系统，采用罗茨风机提供风力，通过控制风机转速调节送风量来控制砂粒速度，试验中选用一定比例的CO2和N2作为烟气在系统中循环。

此设备与燃煤锅炉省煤器管道的实际工作条件对应性好，试验数据能确切反映实际情况，但是，该试验装置过于复杂，制造成本很高，试验周期较长，运行费用也相当大[2]。

因此，该作者在综合比较国内外不同结构的高温冲蚀磨损试验装置的优缺点后，又设计出增压式分段加热高温冲蚀试验设备，它由加热系统、送风系统、混合系统、冲蚀系统、控制系统五部分组成，如图3所示。

图3增压式分段加热高温冲蚀试验设备

该高温加热器结构形式为卧式圆筒加热炉，增压式加料器由无缝钢管焊接而成，其入口装有加料密封阀门，出口有出料阀门，筒壁接入压缩空气。

采用分段加热方式分别对冲蚀气流和试样加热，不仅温度控制和调节方便、准确，而且结构简单，试样可为块状或管状形式。

上述喷砂型冲蚀试验机的缺点是气砂混合不易均匀；粒子速度与气流速度有明显偏离且粒子速度不易控制；每次冲蚀试验只允许放一个试样。

因此，试验效率比较低，而且无法较好地在同条件下实现对不同攻角、不同材料的样品进行冲蚀对比。

1.2.2真空自由落砂式

真空自由落砂式是利用重力使粒子作自由落体运动产生的动能对试样进行冲击。

真空中粒子不受阻力的影响，而且试样不会被氧化。

西安建筑科技大学的胡水等自制了一台自由落体式高温冲蚀设备，此设备中磨料的冲击速度不需要用双盘测速仪或激光测速仪等复杂仪器测定，可直接计算。

磨料的流量和与试样碰撞时的能量，以及测定材料高温耐磨性的试验过程中的试样温度均可以精确测定和控制，可以模拟工业窑炉衬里耐火材料受冲蚀磨损工矿。

西安建筑科技大学利用自由落体原理设计了一台自由落体式高温冲蚀设[26]，此设备简单便于操作，但由于要使粒子下落的速度足够大，输送砂粒的导管需要很长,这在实验室里很难做到。

1.2.3旋臂式

旋臂式冲蚀设备兼备喷砂及自由落砂式试验机的特点，即磨粒自由下落与安放在旋转臂上高速转动的靶材碰撞产生冲蚀的设备。

较完整的旋臂式冲蚀试验机是由G.P.Tilly等人研制成功的。

该设备兼备喷砂及自由落砂试验机的特点，设备操作简单，适用于模拟叶片类零件的冲蚀。

为了消除气流流动对磨料冲蚀作用的影响，这台试验机在负压下工作。

定量的磨料从送料孔中仔细注入试验空腔。

粒子下落时正对准样品的被冲蚀面进行冲蚀。

我国西安交通大学于1984年建立了一台旋臂式冲蚀试验机，如图4所示。

图5冲蚀磨损试验机结构简图

旋臂式真空冲蚀设备与最常用的大气喷砂试验机之间的差别表现为旋臂试验机中样品上承受离心力；磨料无气动特性的影响，冲击时发生的高温不会因气流流动而降低；真空下试样不易氧化。

郑州大学对旋臂式冲蚀设备进行了结构设计与改进[3]。

采用槽轮给料装置，如图5所示，磨料下落量连续可调。

配以不同种类和粒度的磨料，进而构成冲蚀磨损的试验条件。

试样旋转电机和给料电机为直流电机，采用脉宽调制调速、光电测速、PID自动调节系统控制速度，使冲击速度和给料速度的精度提高。

此类冲蚀试验机可以用来模拟一些机械部件，如涡轮机叶片的冲蚀破环情况。

但此类冲蚀磨损试验机设备复杂，颗粒的流量和速度不易稳定，测量结果重现性不好。

且此类设备用于材料高温耐磨性测量时，给样品的温度的稳定性和精确测定都带来很大的困难。

1.2.4离心式

离心式冲蚀设备是利用高速转盘旋转时的离心力加速于盘表面上的磨粒，使之与靶材表面产生冲蚀的装置。

第一台离心式冲蚀试验机诞生于1955年，比较新式的离心式冲蚀设备是日本Tokyo大学研制的高温离心式冲蚀测试装置[4]，该设备是根据瑞典Uppsala大学索得柏格（Söderberg）等提出的原理制成，如图6所示：

此类设备的特点是很容易通过改变旋转喷管的速度来调整粒子的冲蚀速度；一次试验可以放置多个试样，并且试样的温度可以单独控制。

这样，可以在一次试验过程中得到不同温度条件下的冲蚀数据，缩短了试验周期。

如果将装置的主要部件置于一个密闭的容室中可以测试腐蚀气氛或保护气氛下的冲蚀磨损。

此类装置的测试环境与燃煤电厂锅炉的腐蚀环境相符。

近年，日本大学等又对该设备进行优化，使该设备试验效率高、周期短，曾利用此设备做过金属、超合金及陶瓷、玻璃等材料的冲蚀，取得有意义的结果。

，但它是利用高速旋转盘转动时的离心力加速于盘表面上的磨粒[21]，使之与靶材表面产生冲蚀的装置。

因此，粒子的运动轨迹、攻角、粒子流量等各种参数计算复杂。

综上可知，国内外高温冲蚀测试设备结构各异、各具特色，但是缺乏可以客观科学地模拟燃煤锅炉实际工况的试验用设备，常温条件下的磨损试验显然不能说明高温条件下的磨损试验。

而高温磨损试验机在评价热喷涂涂层的高温耐磨性时不是很适合，其中很多试验机对试样的要求很高，特别是在表面的粗糙度上有比较高的要求，例如高温摩擦磨损试验机，试样尺寸小并且表面光洁度要求比较高，而热喷涂涂层的表面有空隙，粗糙度比较大，很难满足高温摩擦磨损试验机的要求。

高温销盘式磨损试验机的试样为圆柱形的，只有圆柱下端进行磨损，侧面的高温氧化影响不可避免，所以在评价热喷涂涂层高温耐磨损性能上也不够科学。

而高温冲蚀磨损试验时间比较短，不能满足比较长时间的高温磨损试验的要求，并且试样制备比较复杂。

所以在评价热喷涂涂层高温耐磨性能上需要一种更准确、更科学、更快捷的高温磨损试验方法。

为寻求一种可以真正模拟燃煤锅炉管道的高温冲蚀试验设备，本文在汲取前人设计思路精华的基础上，自行研制了一种简易的高温冲蚀磨损试验装置，为评价涂层高温冲蚀性能提供了更加科学的手段。

1.3课题意义及预期结果

针对燃煤锅炉等的高温冲蚀磨损严重情况，采取有效的方法对锅炉的“四管”进行防护已成为国内外科研工作者的关注重点。

电弧喷涂是目前应用最广的表面防护方法。

研制各项性能优良的高温磨蚀涂层来提高受热壁的寿命减少经济损失具有十分重要的现实意义。

然而，在研制涂层的过程中如何检测涂层高温冲蚀性能尚缺乏合理有效的手段。

因此，本文将研制出一种可以科学评价锅炉“四管”用涂层的高温磨蚀性能的方法，并用其检测并开发出具有高性能的耐磨蚀涂层。

通过试验，我们希望研制出新型的高温冲蚀试验装置并其最佳试验参数。

2.新型高温冲蚀磨损试验装置的设计

2.1冲蚀设备的总体设计思路

本研究的出发点是能够为评价热喷涂涂层的高温冲蚀磨损性能提供新的试验装置和方法。

所设计的新型高温磨粒磨损测试装置的测试温度为室温至650℃之间，任意可调。

试样为球形试样，磨砂的冲击角、流量及冲击速度可以调整，设备结果简单，操作方便，经济实用，测量数据稳定可靠。

2.1.1试样的选择

在许多以进行的高温摩擦磨损和冲蚀磨损试验方法中，高温条件下一般会选择长方体的试样来进行试验。

通常在试验中，涂层只被制备在长方形试样的一个面上，因此，其余面长时间处在高温环境中就会发生严重氧化。

氧化所带来的试样重量增加将严重影响试验结果及冲蚀率的计算。

这也就限制了涂层不能长时间在高温条件下进行高温磨损试验，影响测量高温磨损试验数据的准确性。

为了避免以前高温磨损方法的缺点，本文希望能够在试样的整个表面上制备一层涂层，减少其他因素的影响。

通过试验发现选择球形试样能够避免以上的缺点，在整个球形试样表面上制备涂层，能够避免高温条件下长方体试样其他面受到氧化的影响。

但随着加热装置设计的改变，以及球形试样的制备、试验时的翻转等问题的难以解决，本试验最终仍选用长方形试样。

长方形试样可方便装卡在加热体上，方便加热。

另外，使用圆柱形试样，可实现仅测量一个试样的外形便可评价不同冲蚀角的试样冲蚀率[翻译文]。

在高温条件下，方形试样的非冲蚀面易被氧化，严重影响试验结果。

通过对表面进行渗铝可减少氧化的影响。

但渗铝操作困难，因此，试验过程中选用一与试验试样尺寸、材料相同的试样防止在试验高温环境下相同时间，以此对照。

试样的基体分别选用碳钢与不锈钢，进行对比试验。

2.1.2涂层耐磨性能的评价

长方形试样一侧表面与磨损介质接触，可通过测量失重或体积减少量来评价冲蚀率。

质量磨耗测量法即失重法，它通过测量冲蚀前后材料质量的变化来计算冲蚀率的方法。

是目前使用最多的一种测定冲蚀率的方法。

但是，高温下由于氧化增重的影响，直接测量材料的失重显然不科学。

大多数高温冲蚀试验中，以缩短冲蚀测试时间来避免材料受高温氧化的影响，有的仅用几分钟甚至几秒钟完成冲蚀过程，但Neilson及Gilchriot指出：

在发生冲蚀前，有一个短暂的孕育期。

如果冲蚀时间过短，达不到冲蚀的目的[5]。

V.Higuera认为：

相同条件（温度、环境）下，氧化试验中的氧化增重的量与高温冲蚀试验中因氧化增重的量相等[6]。

因此我们可以通过对比的方法来进行冲蚀率评价。

体积磨耗测量法也就是按试验前后的体积变化计算磨损率的方法。

通过采用表面轮廓仪来测定磨损前后形貌的差别来计算体积损失。

用轮廓仪的划针划出每隔一定宽度相互平行的轨迹，然后求出磨痕的最大直径和深度，并计算相应的体积。

通过材料的密度可以转化为质量的变化。

2.2新型高温冲蚀磨损试验装置的总体结构设计

此高温磨损试验装置能够在不同温度和不同载荷下进行磨粒磨损试验，因此须要对温度进行控制以及添加载荷的试验条件进行设计。

传统高温下磨粒冲蚀检测设备主要有三种，分别为旋臂型、喷砂型和风洞型。

大多数的学院应用喷砂型设备，尤其是应用喷气喷嘴吹入颗粒。

虽然喷气喷嘴使用一套组合管件、磨粒进料器和压缩机或喷射引擎燃烧器可很容易得造出，但这种设备仍旧有许多问题。

因为含有磨粒的热气对试样加热，一次冲蚀测试只能在一种温度环境下完成。

因此许多试验要求获得温度和冲蚀的关系；因为气体体积由温度而改变，因此调节磨粒速度是困难的；冲蚀试验需要大量的电力和燃料。

设计出的这种新型设备只需一次试验便可获得不同温度条件下的冲蚀数据，因此，它可减少冲蚀试验中消耗的电能。

2.2.1测试温度范围及温度控制

为模拟高温管道工况，设备最早被设计为在炉内加热。

选择高温坩埚式电阻炉，型号为SG2-7.5-10，电压为380V。

利用该电阻炉提供高温试验条件。

高温炉的最高温度定为650℃。

这样设计满足了试验要求，但由于在高温炉内，材料高温磨损、变形严重，无法准确反映冲蚀状况，且沙粒对炉膛内壁损毁也很严重，因此将试验环境放到炉内并不可取。

为方便快速加热，本设备采用筒型热电偶对试样进行加热。

因为筒形加热器可单独控制温度，仅用一次试验便可获得在不同温度条件下的冲蚀数据。

由于使用小型筒形加热器，高温冲蚀试验比传统冲蚀试验需要更小的电能。

由于一个加热器只加热一个试样，因此，试样温度升高很快。

筒型加热器外套有一外罩，以便防止沙粒在试验过程中将加热器打坏，影响试验结果。

外套上留有一个卡槽，以便装卡试样。

这同时也是选择方形试样的原因。

由于热电偶要求加热到800℃，试样表面的温度可达到650℃，因此箱内工作温度将非常高。

然而，轴承无法在高温下工作。

因此，必须采用水冷却的方法对轴及轴承进行冷却，防止轴承失效。

2.2.2冲蚀结构

为了实现冲蚀磨损的试验目的，本装置考虑采用离心加速转盘来提供冲蚀磨损所需要的冲蚀力，转盘是此设备的核心部分，为了使砂粒射出具有足够大的冲击速度和冲击力，转盘的直径尽可能大,并且在圆盘上焊上四个弧线形挡板，使得粒子可以在圆盘上充分加速，从而获得较大的射出速度。

在一个旋转喷头所产生的离心力的作用下，使磨粒加速。

但是，由于试验是在箱体中进行的，转盘转动会带来气体涡流，这需要在箱体上开设通风孔，这也就加大了箱体加工的难度，同时，气流也会使箱内温度下降，破坏了试验所需的高温环境，影响试验结果。

在查阅了国外的一些资料后，转盘的设计改为了在圆盘内部留有四道孔槽。

转盘上部安装一个沙漏，砂子落到转盘内部，带有孔槽的旋转圆盘在电机带动下高速旋转。

磨粒在离心力作用下由旋转圆盘中心供给并从孔中喷出。

磨粒冲蚀的试样放置在喷口周围。

因此，通过调节喷口的旋转速度，可以很容易的控制磨粒冲击速度。

转盘设计采用不锈钢或铝作为原材料。

不锈钢强度高、耐磨性能好，若选用不锈钢制作转盘，可有效地减缓试验过程中沙粒对转盘磨损的影响，从而有效地延长转盘使用寿命，但不锈钢质量大，旋转过程中难以保证动平衡的稳定，同时不锈钢造价昂贵，并不经济。

铝的质量轻，价格便宜，可弥补不锈钢的不足，但由于铝并不耐磨，若使用铝，旋转盘会变成易损件，给试验带来麻烦和不必要的损失。

安装一个漏斗，可以使砂粒尽可能多的倒入漏斗中，从而保证具有一定的磨粒流量，漏斗的最大外径在炉膛的有限空间内尽量大。

机械工作时产生的振动可保证砂粒顺利下落。

漏斗与转盘之间安置有一个分配器，可确保砂粒尽可能均匀的分配到四个槽中。

2.2.3砂供给和砂循环

砂粒被转盘旋转所产生的离心力甩出转盘，告诉打击试样表面，以此来评测试样涂层的耐冲蚀性。

因此，若要确保试验过程的持续、稳定，最重要的便是确保进砂量的持续、稳定及可调。

由于每颗砂粒大小、粗细均不同，这就造成持续性与稳定性的不确定性。

颗粒较大的砂粒有可能挡住通道，使砂粒无法甩出，同时，大颗粒在送入时可能影响后面砂粒送进，导致沙粒输出时产生空隙，这些都将影响砂粒输出的持续性与稳定性。

因此，在进给漏斗上方需安装一个辅助设备来保证砂粒供给的持续、稳定、可调。

为解决这个问题，最初的设计是对漏斗中的砂粒进行搅拌。

但是由于砂粒粗大、坚硬，另外漏斗空间相对狭小，用来进行搅拌的金属棒会被砂粒卡死，无法转动。

后改设计为搅拌金属棒伸缩运动以便疏通砂粒进给，但依然会被砂粒卡死。

如图所示为一个振动式进料器。

此设备利用电磁铁振动将砂粒平缓、匀速的送入漏斗中。

通过调节进料角度，可调配进料的快慢及砂粒的大小。

通过这个设备，可有效地解决连续进料及进料量可调的问题。

但在单位时间内的进料量并不能保证完全相同，这就影响了进料的稳定性。

另一种改进方法为履带式供给。

这种方法是将砂料通过一定尺寸的缝隙输送到匀速前进的履带上，从而实现砂料的稳定、连续输送。

通过调节进料缝隙的大小，可实现进料的调节控制。

但由于皮带需单独电机带动，另外，还需减速器对皮带减速，这为设备设计带来麻烦。

为了使砂粒可以在炉内循环利用本装置设计了体内循环系统，最初采用螺旋轴提砂装置，后又设计了一种翻斗式提砂系统。

两种系统都需要低速电机带动，是相对于冲蚀设备之外，因此还需单独考虑提砂系统的耗能、冷却及相关机械设计问题。

另外，提砂机因要与砂粒不断接触，砂粒会对其造成严重磨损，使其成为易损件，造成经济上的损失。

由于机械提砂实现困难，且并不经济，本装置改为手动提砂。

在转盘下焊接一个与水平夹角为15度的斜面，利用机械振动，使打击完后的砂粒从斜坡上滑下。

箱底开设有出砂孔，从而实现手动提砂。

2.2.4试样架的设计

转盘的外侧设置一个与盘同心的环形样品架，可放置6个试样。

试样的中心位置与离心盘圆周相距8—16mm，且距离可调。

试样架与转盘间连接处留有大量空当，这样设计方便于砂料的回收。

同时，由于试样加热温度很高，空当的设计可有效地减少传递给轴承的热量，从而避免了为主轴及轴承冷却带来麻烦。

2.2.5电机的选择

电机主要是保持转动轴能够以较合适的速度进行转动，保持系统能够稳定连续的工作。

电机能够提供足够的扭矩，能够在施加载荷的作用下带动转盘转动。

本试验装置需要空载可达10000转以上的转速，而且为了可有试验参照，另需电机变频可调。

冲蚀磨损研究的进展马颖任峻李元东陈体军李炳兰州理工大学学报第31卷第1期

2005年2月

关于冲蚀磨损问题陈冠国　褚秀萍　张宏亮　郝雪第　屈延明　李俊杰河北理工学院学报第19卷　第4期1997年11月

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