專利名稱：一種蠕變測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種蠕變測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及蠕變測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動機的高溫部件承受著較高的工作溫度和機械載荷，蠕變是一種常見的損傷形式。在一種材料投入使用之前，必須進行足夠的蠕變試驗測試，獲得材料的蠕變力學(xué)性能。蠕變試驗的目的是在恒溫恒力的條件下，獲得材料的變形量與時間之間的關(guān)系。目前常見的高溫蠕變持久強度試驗機有杠桿式和電子液壓式。電子液壓式較杠桿式操作方便、易于控制等優(yōu)點；杠桿式較電子液壓式加載裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點。 當(dāng)蠕變持久試驗時間較長時，杠桿式加載裝置的節(jié)能優(yōu)點尤為顯著，因此杠桿式試驗裝置在長蠕變壽命的蠕變性能試驗中獲得了廣泛應(yīng)用。[0003]圖I示出了杠桿式蠕變持久試驗設(shè)備10，其中，工件11的下端與下固定支座12鉸鏈連接，工件11安裝初始時杠桿13為水平狀態(tài)，杠桿13的長度為LI的短力臂端與工件11 的上端連接，杠桿13的長度為L2的長力臂端受恒力即砝碼錘14的重力G，杠桿13的支點為固定鉸支座15，此時，工件11的對稱軸線與杠桿13垂直。則預(yù)定加載恒力T = L2XG/ LI。隨著加載時間的變化，工件11發(fā)生蠕變伸長變形，杠桿系統(tǒng)不再水平，工件11的對稱軸線與杠桿13之間的夾角發(fā)生變化，從而工件11的加載力T發(fā)生變化，從圖2中可以看出， 此時，杠桿13與水平線的夾角為α，工件11的對稱軸線與豎直線的夾角為0，短臂拉力!'’ 在水平方向的分量為Τ’ χ在豎直方向的分量為T’ y，則短臂拉力T’ = GXL2/(L1XC0S Θ )。 然而，這會帶來以下問題[0004]隨著加載時間的變化，工件11發(fā)生變形，工件11的加載力發(fā)生變化，無法保證蠕變試驗的“恒力”條件，對長時間大變形的情況顯得尤為突出；[0005]加載力與工件11的伸長量存在非線性關(guān)系，在試驗過程中需不斷進行修正，修正量的計算和控制也較為復(fù)雜；[0006]工件11的對稱軸線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不易于蠕變變形量的測量。[0007]因此，需要設(shè)計一種改進的杠桿加載裝置，它既能保持原有杠桿系統(tǒng)加載簡單、試驗成本低的優(yōu)點，又能克服現(xiàn)有杠桿加載系統(tǒng)在試驗程中工件發(fā)生偏轉(zhuǎn)且加載力非線性變化的問題。實用新型內(nèi)容[0008]為此，本實用新型針對以上問題，對杠桿加載系統(tǒng)進行了改進，具體地，為保證加載力大小和方向的恒定，配置了滑軌支撐結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)上加載桿垂直移動；同時，還設(shè)計了杠桿的可移動支座，實現(xiàn)加載力的持續(xù)恒定。[0009]通過上加載桿加上滑軌支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了工件在蠕變試驗過程中，工件的加載方向保持不變，從而使得變形量的測量較為方便。[0010]通過將支座設(shè)計成水平上可移動，實現(xiàn)了工件在蠕變試驗過程中，工件的加載力保持不變，試驗過程中無需進行修正處理。[0011]本實用新型公開了一種蠕變測試設(shè)備，包括底座；高溫爐，其固定于底座，用于容納并加熱工件；支撐支架，其固定于底座，其上形成有支撐表面；豎直軌道，其固定于底座；下固定桿，其下端固定于底座，上端用于進入高溫爐內(nèi)從而樞接工件的底部；上加載桿，可移動地定位在豎直軌道上，上加載桿的下端用于進入高溫爐內(nèi)從而樞接工件的頂部； 杠桿，其第一端用于樞接上加載桿的上端；砝碼，其懸掛在杠桿的第二端；支座，樞接到杠桿上的第一端和第二端之間的預(yù)定位置處以支撐所述杠桿，其可移動地位于支撐表面上。[0012]優(yōu)選地，蠕變測試設(shè)備還包括蠕變長度測量裝置，其用于測量工件在豎直方向上的蠕變變形量。[0013]具體地，蠕變長度測量裝置包括第一引伸桿和標尺，其中，第一引伸桿的一端進入所述高溫爐內(nèi)并水平連接到工件的頂部，標尺豎直地定位到底座上以使第一引伸桿的另一端與標尺上的刻度對齊。[0014]更具體地，蠕變長度測量裝置還包括第二引伸桿，其中，第二引伸桿與第一引伸桿平行，其一端進入高溫爐內(nèi)并水平連接到工件的底部，另一端與標尺上的刻度對齊。[0015]優(yōu)選地，豎直軌道包括滑軌支撐箱以及定位在滑軌支撐箱的兩側(cè)的滑軌。[0016]更優(yōu)選地，豎直軌道經(jīng)由一軌道固定支架固定在底座上，其中，高溫爐也固定在軌道固定支架上。[0017]優(yōu)選地，滑軌支撐箱上覆蓋有可變折密封窗，杠桿穿過可變折密封窗連接到上加載桿的上端；藉此，當(dāng)上加載桿沿豎直軌道移動時，可變折密封窗允許杠桿上下移動。[0018]優(yōu)選地，下固定桿通過銷栓樞接到工件的底部，上加載桿通過銷栓樞接到工件的頂部。


[0019]為了解釋本實用新型，將在下文中參考附圖描述其示例性實施方式，附圖中[0020]圖I示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中的杠桿式蠕變持久試驗設(shè)備的示意圖；[0021]圖2示意性地示出了圖I中的工件蠕變變形后的受力狀況；[0022]圖3示意性地示出了本實用新型的較優(yōu)實施方式的蠕變測試設(shè)備。[0023]不同圖中的相似特征由相似的附圖標記指示，其中[0024]10杠桿式蠕變持久試驗設(shè)備[0025]11工件 12下固定支座 13杠桿[0026]14砝碼錘[0027]100蠕變測試設(shè)備[0028]101底座102高溫爐103工件[0029]104支撐支架105豎直軌道106下固定桿[0030]107上加載桿108杠桿109石去碼錘[0031]110支座111蠕變長度測量裝置112第一引伸桿[0032]113標尺114第二引伸桿115滑軌支撐箱[0033]116滑軌117軌道固定支架118鋼索[0034] 119可變折密封窗具體實施方式
[0035]如圖3所示，其示出了一種新型的蠕變測試設(shè)備的示意圖。[0036]該蠕變測試設(shè)備100，包括[0037]底座101 ；[0038]高溫爐102，其固定于底座101，用于容納并加熱工件103 ；[0039]第一支架104，其固定于底座101，其上形成有支撐表面；[0040]豎直軌道105，其固定于底座101 ；[0041]下固定桿106，其下端固定于底座101，上端用于進入高溫爐102內(nèi)從而樞接工件103的底部；[0042]上加載桿107，可移動地定位在豎直軌道105上，上加載桿107的下端用于進入高溫爐102內(nèi)從而樞接工件103的頂部；[0043]杠桿108,其第一端用于樞接上加載桿107的上端；[0044]砝碼錘109，其通過鋼索118懸掛在杠桿108的第二端；[0045]支座110，樞接到杠桿108上的第一端和第二端之間的預(yù)定位置處以支撐杠桿108，其可移動地位于支撐表面上。[0046]具體地，高溫爐102通過高溫爐支架118固定于底座101，蠕變測試設(shè)備100還包括蠕變長度測量裝置111，其用于測量工件103在豎直方向上的蠕變變形量。[0047]該蠕變長度測量裝置110包括第一引伸桿112和標尺113，其中，第一引伸桿112的一端進入高溫爐102內(nèi)并水平連接到工件103的頂部，標尺113豎直地定位到底座101 上以使第一引伸桿112的另一端與標尺113上的刻度對齊。[0048]該蠕變長度測量裝置110還包括第二引伸桿114，其中，第二引伸桿114與第一引伸桿112平行，其一端進入高溫爐102內(nèi)并水平連接到工件103的底部，另一端與標尺113 上的刻度對齊。[0049]豎直軌道105包括滑軌支撐箱115以及定位在滑軌支撐箱115的兩側(cè)的滑軌116。 豎直軌道105經(jīng)由一軌道固定支架117固定在底座101上，其中，高溫爐102也固定在軌道固定支架117上。[0050]滑軌支撐箱115上覆蓋有可變折密封窗119，杠桿108穿過可變折密封窗119連接到上加載桿107的上端；藉此，當(dāng)上加載桿107沿豎直軌道105移動時，可變折密封窗119 允許杠桿108上下移動。[0051]下固定桿106通過銷栓樞接到工件103的底部，上加載桿107通過銷栓樞接到工件103的頂部。[0052]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以了解，砝碼錘109可以以其他重物替代。[0053]藉此，通過固定的滑軌支撐箱115、滑軌116等，可以保證上加載桿107在試驗過程中保持垂直移動；上加載桿107與杠桿108的短臂端頭鉸鏈，杠桿108穿過滑軌支撐箱115 的可變折密封窗119 ;杠桿108的支座110可隨工件103的變形而水平滑動；杠桿108的長臂端通過鋼索118與砝碼錘109相連；第一和第二引伸桿112、114引出高溫爐102外，從高精度標尺113上可以方便的讀出蠕變變形量。[0054]本實用新型不以任何方式限制于在說明書和附圖中呈現(xiàn)的示例性實施方式。示出以及描述的實施方式(的部分)的所有組合明確地理解為并入該說明書之內(nèi)并且明確地理解為落入本實用新型的范圍內(nèi)。而且，在如權(quán)利要求書概括的本實用新型的范圍內(nèi)，很多變形是可能的。此外，不應(yīng)該將權(quán)利要求書中的任何參考標記構(gòu)造為限制本實用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述蠕變測試設(shè)備包括 底座； 高溫爐，其固定于所述底座，用于容納并加熱工件； 支撐支架，其固定于所述底座，其上形成有支撐表面； 豎直軌道，其固定于所述底座； 下固定桿，其下端固定于所述底座，上端用于進入所述高溫爐內(nèi)從而樞接工件的底部; 上加載桿，可移動地定位在所述豎直軌道上，所述上加載桿的下端用于進入所述高溫爐內(nèi)從而樞接工件的頂部； 杠桿,其第一端用于樞接所述上加載桿的上端； 砝碼，其懸掛在所述杠桿的第二端； 支座，樞接到所述杠桿上的第一端和第二端之間的預(yù)定位置處以支撐所述杠桿，其可移動地位于所述支撐表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述蠕變測試設(shè)備還包括蠕變長度測量裝置，其用于測量工件在豎直方向上的蠕變變形量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述蠕變長度測量裝置包括第一引伸桿和標尺，其中，所述第一引伸桿的一端進入所述高溫爐內(nèi)并水平連接到工件的頂部，所述標尺豎直地定位到所述底座上以使所述第一引伸桿的另一端與所述標尺上的刻度對齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述蠕變長度測量裝置還包括第二引伸桿，其中，所述第二引伸桿與所述第一引伸桿平行，其一端進入所述高溫爐內(nèi)并水平連接到工件的底部，另一端與所述標尺上的刻度對齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述豎直軌道包括滑軌支撐箱以及定位在所述滑軌支撐箱的兩側(cè)的滑軌。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述豎直軌道經(jīng)由一軌道固定支架固定在所述底座上，其中，所述高溫爐也固定在所述軌道固定支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述滑軌支撐箱上覆蓋有可變折密封窗，所述杠桿穿過所述可變折密封窗連接到所述上加載桿的上端；藉此，當(dāng)所述上加載桿沿所述豎直軌道移動時，所述可變折密封窗允許所述杠桿上下移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蠕變測試設(shè)備，其特征在于，所述下固定桿通過銷栓樞接到所述工件的底部，所述上加載桿通過銷栓樞接到所述工件的頂部。
專利摘要一種蠕變測試設(shè)備，包括底座；高溫爐，其固定于底座，用于容納并加熱工件；支撐支架，其固定于底座，其上形成有支撐表面；豎直軌道，其固定于底座；下固定桿，其下端固定于底座，上端用于進入高溫爐內(nèi)從而樞接工件的底部；上加載桿，可移動地定位在豎直軌道上，上加載桿的下端用于進入高溫爐內(nèi)從而樞接工件的頂部；杠桿，其第一端用于樞接上加載桿的上端；砝碼，其懸掛在杠桿的第二端；支座，樞接到杠桿上的第一端和第二端之間的預(yù)定位置處以支撐杠桿，其可移動地位于支撐表面上。
文檔編號G01N3/18GK202814807SQ20122041393
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者陳健, 侯乃先, 楊坤, 周超羨 申請人:中航商用航空發(fā)動機有限責(zé)任公司