本發(fā)明屬于材料試驗機領(lǐng)域,具體地說,是關(guān)于一種圓周分布式高通量持久蠕變試驗機。
背景技術(shù):
機械式高溫蠕變持久強度試驗機,由機架、加載系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、變形測量系統(tǒng)、加熱裝置、測量及控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等組成。機架通常包括底座、由底座固定支承的上橫板,加載系統(tǒng)通常包括安裝在上橫板上的杠桿加載機構(gòu),安裝在底座中的升降調(diào)平機構(gòu)和砝碼加卸載機構(gòu),與杠桿加載機構(gòu)聯(lián)接的上拉桿機構(gòu)及與升降調(diào)平機構(gòu)聯(lián)接的下拉桿機構(gòu),上拉桿機構(gòu)和下拉桿機構(gòu)同軸,二者之間安裝試樣。在恒定的載荷和溫度條件下,蠕變試驗測量記錄試樣變形量隨時間變化的數(shù)據(jù),因此需要啟用變形測量系統(tǒng),持久試驗測定試樣達(dá)到斷裂的持續(xù)時間,因此不啟用變形測量系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)中的多試樣機械式高溫蠕變持久強度試驗機存在如下弊端:
(一)、現(xiàn)有的加載系統(tǒng)通常沿上橫板的上表面對中均布,多個試樣共用一個高溫爐。高溫爐通常為長方體型,試樣均布在長方體型的高溫爐內(nèi)。為保證長方體型的高溫爐內(nèi)部均熱帶溫度偏差要求,增加了電氣控制的技術(shù)難度,相應(yīng)提高了設(shè)備生產(chǎn)成本。為解決這一問題,現(xiàn)有技術(shù)中也有將長方體型的高溫爐通過隔板隔開形成獨立的加熱空間,每一個加熱空間均設(shè)置獨立的加熱模塊和溫度監(jiān)測模塊的技術(shù)方案,但該技術(shù)方案,增加了電氣控制結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,且多個獨立的加熱模塊和溫度監(jiān)測模塊導(dǎo)致試驗成本增加。
(二)、同一個機架上安裝多個試樣,多個試樣同時進行試驗時,若其中的一個或幾個試樣發(fā)生斷裂,則產(chǎn)生的振動會直接傳遞給整個機架,從而傳遞給其他試樣,影響其他試樣的測試,降低了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
因此,有必要研發(fā)一種新型的多試樣機械式高溫蠕變試驗機,在保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的前提下,使試驗機結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積少,試驗成本低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種圓周分布式高通量持久蠕變試驗機,以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題,在保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的前提下,使試驗機結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積少,試驗成本低;同時試驗機高溫爐的形狀有利于控制爐內(nèi)均熱帶溫度的均勻性。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
圓周分布式高通量持久蠕變試驗機,包括機架,設(shè)置于機架內(nèi)的N套各自獨立的加載系統(tǒng)及共用的一套加熱裝置,所述機架包括底座及由底座支承的上橫板,所述加載系統(tǒng)包括杠桿加載機構(gòu)、上拉桿機構(gòu)、下拉桿機構(gòu)和升降調(diào)平機構(gòu),所述上拉桿機構(gòu)和下拉桿機構(gòu)同軸,二者之間安裝試樣,其中:
N套所述杠桿加載機構(gòu)由支承在上橫板上表面的L套第一杠桿加載機構(gòu)和懸吊在上橫板下表面的M套第二杠桿加載機構(gòu)組成;
N套所述杠桿加載機構(gòu)的受力點呈圓周均布,對應(yīng)的N套上拉桿機構(gòu)、下拉桿機構(gòu)和N個試樣均呈圓周均布;
所述加熱裝置包括圓柱形的高溫爐,所述N個試樣圓周均布于所述高溫爐內(nèi);
所述N,L和M均為整數(shù),其中N≥2,L≥1,M≥1。
根據(jù)本發(fā)明,所述N≥3,L≥2,M≥1或N≥3,L≥1,M≥2。
根據(jù)本發(fā)明,所述底座包括底板及支承在所述底板上的面板;所述升降調(diào)平機構(gòu)包括第一升降絲桿機構(gòu)和防震機構(gòu),其中:
所述第一升降絲桿機構(gòu)包括向上穿過面板的第一絲桿,所述面板底部的第一絲桿上設(shè)置連接板;
所述防震機構(gòu)包括固定安裝在面板底部的兩根導(dǎo)向柱,所述導(dǎo)向柱向下穿過連接板兩端的通孔并依次串聯(lián)直線軸承和第一緩沖器,所述直線軸承嵌設(shè)于通孔內(nèi)并與連接板的底部固定,所述第一緩沖器下方的導(dǎo)向柱上安裝限位件,所述直線軸承與連接板沿著導(dǎo)向柱上下運動。
根據(jù)本發(fā)明,所述導(dǎo)向柱的下端向下延伸至底板。
根據(jù)本發(fā)明,所述導(dǎo)向柱的下端向下穿過底板并延伸至地面。
根據(jù)本發(fā)明,所述杠桿加載機構(gòu)包括杠桿及安裝于杠桿末端的砝碼支承機構(gòu),其中:
所述杠桿的前端內(nèi)部具有杠桿支承件,所述杠桿支承件通過固定在上橫板上表面或下表面的杠桿支承塊支承,所述杠桿的前端面上裝有平衡絲桿,所述平衡絲桿上裝有平衡砣;
所述砝碼支承機構(gòu)包括連桿支承座,安裝于所述連桿支承座下端的連桿,安裝于所述連桿底端的砝碼盤,所述砝碼盤上裝有砝碼。
根據(jù)本發(fā)明,所述加熱裝置包括高溫爐、高溫爐升降機構(gòu)和定位導(dǎo)向機構(gòu),其中:
所述高溫爐升降機構(gòu)包括與高溫爐固定連接的一對鋼絲繩,固定在上橫板頂部前端的兩個鋼絲繩轉(zhuǎn)向機構(gòu)和后端的兩個鋼絲繩纏繞機構(gòu);
所述定位導(dǎo)向機構(gòu)包括固定在機架上的固定座,上下兩端由固定座固定的導(dǎo)向桿和固定在高溫爐兩側(cè)壁上的導(dǎo)向座,所述導(dǎo)向座由導(dǎo)向桿導(dǎo)向。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果:
1)本發(fā)明的圓周分布式高通量持久蠕變試驗機,第一杠桿加載機構(gòu)支承在上橫板上,第二杠桿加載機構(gòu)懸吊在上橫板下,杠桿加載機構(gòu)的受力點呈圓周均布,杠桿加載機構(gòu)的前端可部分重疊,大大減少了杠桿加載機構(gòu)占用的空間,進而減少了試驗機整體占用的試驗空間。
2)采用圓柱形的高溫爐,有利于控制爐內(nèi)均熱帶溫度的均勻性;上拉桿機構(gòu)、下拉桿機構(gòu)和試樣也均呈圓周均布,試樣圓周均布于圓柱形的高溫爐內(nèi),使得多個試樣的加熱條件更加趨于一致,從而保證試樣的試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性。
3)受力點的圓周半徑也得到縮小,顯著地縮小高溫爐的半徑,從而降低設(shè)備及加熱成本,同時,較小的加熱爐內(nèi)部的溫度分布更加均勻,進一步提高了多個試樣的試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
附圖說明
圖1是本發(fā)明(N=6)的試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的機架的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明(N=6)的試驗機的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的加載系統(tǒng)的主視方向結(jié)構(gòu)示意圖,其中雙點劃線表示機架。
圖5是圖4的加載系統(tǒng)A-A向的分布示意圖。
圖6是圖4的升降調(diào)平機構(gòu)B-B向的分布示意圖。
圖7是本發(fā)明的杠桿加載機構(gòu)的主視方向結(jié)構(gòu)示意圖,其中雙點劃線表示上橫板。
圖8是本發(fā)明的上拉桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明的下拉桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是帶有緩沖機構(gòu)的試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是圖10中升降調(diào)平機構(gòu)的主視方向結(jié)構(gòu)示意圖,其中雙點劃線表示面板。
圖12是圖11中C部分的放大圖。
圖13是圖10中升降調(diào)平機構(gòu)的仰視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14是圖10中升降調(diào)平機構(gòu)的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15是本發(fā)明的加熱裝置的主視方向結(jié)構(gòu)示意圖,其中雙點劃線表示機架。
圖16是本發(fā)明的加熱裝置的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖,其中雙點劃線表示機架。
圖17是本發(fā)明圖1的V部分的局部放大圖;
圖18是本發(fā)明的N=2、L=1、M=1時的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19是本發(fā)明的N=3、L=2、M=1時的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖20是本發(fā)明的N=4、L=2、M=2時的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21是本發(fā)明的N=5、L=3、M=2時的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖22是具有砝碼加卸載機構(gòu)的高通量持久蠕變試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1-機架、2-加載系統(tǒng)、3-加熱裝置、4-測溫系統(tǒng)、5-測量及控制系統(tǒng)、6-變形測量系統(tǒng)、7-試樣、8-第一固定件、9-第二固定件、10-第三固定件、101-第四固定件、11-底座、12-上橫板、13-立柱、14-水平感應(yīng)開關(guān)、21-加載機構(gòu)、22-升降調(diào)平機構(gòu)、23-上拉桿機構(gòu)、24-下拉桿機構(gòu)、25-砝碼加卸載機構(gòu)、21a-第一杠桿加載機構(gòu)、21b-第二杠桿加載機構(gòu)、211-杠桿、212-砝碼支承機構(gòu)、213-杠桿支承件、214-平衡絲桿、215-平衡砣、216-連桿支承座、217-連桿、218-砝碼、219-砝碼盤、121-杠桿支承塊、111-底板、112-聯(lián)接柱、113-面板、114-防震調(diào)節(jié)腳、115-封板、122-開關(guān)支架、231-上拉桿支承機構(gòu)、232-第一自動調(diào)心裝置、233-上拉桿、241-力傳感器、242-第二自動調(diào)心裝置、243-下拉桿、220-第一升降絲桿機構(gòu)、221-第一絲桿、222-調(diào)平電機減速機、223-同步帶傳動機構(gòu)、224-防震機構(gòu)、225-連接板、226導(dǎo)向柱、227-直線軸承、228-第一緩沖器、229-預(yù)緊螺母、2210-墊板、31-高溫爐、32-高溫爐升降機構(gòu)、33-定位導(dǎo)向機構(gòu)、321-鋼絲繩、322-鋼絲繩轉(zhuǎn)向機構(gòu)、323-鋼絲繩纏繞機構(gòu)、324-升降電機減速機、311-導(dǎo)向座、331-固定座、332-導(dǎo)向桿、41-熱電偶、61-引伸計、62-位移傳感器、251-第二升降絲桿機構(gòu)、252-第二絲桿、253-第二緩沖器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖,以具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明。應(yīng)理解,以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。
如圖1至圖3所示,根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,圓周分布式高通量持久蠕變試驗機,包括機架1、安裝于機架1中的六套各自獨立的加載系統(tǒng)2和供六套加載系統(tǒng)2共用的一套加熱裝置3,六套各自獨立的測量及控制系統(tǒng)5,試樣7安裝在加載系統(tǒng)2中,測溫系統(tǒng)4和變形測量系統(tǒng)6安裝在試樣7上。
如圖2所示,所述機架1包括底座11,所述底座11上通過第一固定件8(例如螺栓、防松螺母組合)固定有立柱13,所述立柱13的上端面通過第二固定件9(例如螺栓、防松螺母組合)固定安裝上橫板12。
如圖1、圖3和圖4至圖6所示,所述加載系統(tǒng)2包括由上橫板12支承的杠桿加載機構(gòu)21,安裝在底座11中的升降調(diào)平機構(gòu)22,與杠桿加載機構(gòu)21聯(lián)接的上拉桿機構(gòu)23及與升降調(diào)平機構(gòu)22聯(lián)接的下拉桿機構(gòu)24,所述上拉桿機構(gòu)23和下拉桿機構(gòu)24同軸,二者之間安裝試樣7。
其中:所述六套各自獨立的杠桿加載機構(gòu)21由三套第一杠桿加載機構(gòu)21a和三套第二杠桿加載機構(gòu)21b組成,所述第一杠桿加載機構(gòu)21a支承在上橫板12一端的上表面,所述第二杠桿加載機構(gòu)21b懸吊在上橫板12另一端的下表面,六套杠桿加載機構(gòu)21的受力點A呈圓周均布,對應(yīng)的上拉桿機構(gòu)23、下拉桿機構(gòu)24和試樣7也均呈圓周均布。
如圖14和圖15所示,所述加熱裝置3包括圓柱形的高溫爐31,所述試樣7圓周均布于所述高溫爐31內(nèi)。
本發(fā)明的多試樣高通量持久蠕變試驗機,第一杠桿加載機構(gòu)21a支承在上橫板12上,第二杠桿加載機構(gòu)21b懸吊在上橫板12下,杠桿加載機構(gòu)21的受力點A呈圓周均布,杠桿加載機構(gòu)21的前端可部分重疊,大大減少了杠桿加載機構(gòu)21占用的空間,進而減少了試驗機整體占用的試驗空間。
采用圓柱形的高溫爐,相比長方體型的高溫爐,有利于控制爐內(nèi)均熱帶溫度的均勻性,圓柱形的高溫爐的內(nèi)部溫度更加均勻,試樣圓周均布于圓柱形的高溫爐內(nèi),使得多個試樣的加熱條件更加趨于一致,從而保證試樣的試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
同時由于受力點A的圓周半徑得到縮小,從而顯著地縮小了高溫爐31的半徑,從而降低設(shè)備及加熱成本;另外,較小的加熱爐內(nèi)部的溫度分布更加均勻,進一步提高了多個試樣的試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
根據(jù)本發(fā)明,所述加載系統(tǒng)2(或杠桿加載機構(gòu)21)的數(shù)目N≥2,所述第一杠桿加載機構(gòu)21a的數(shù)目L≥1,所述第二杠桿加載機構(gòu)21b的數(shù)目M≥1。可根據(jù)實際試驗情況設(shè)計杠桿加載機構(gòu)21的數(shù)量及第一杠桿加載機構(gòu)21a和第二杠桿加載機構(gòu)21b的數(shù)量,例如:
如圖18所示,N=2、L=1、M=1;此時,二個杠桿加載機構(gòu)21的受力點A按照180度夾角圓周均布,一個第一杠桿加載機構(gòu)21a設(shè)置在上橫板的上表面,一個第二杠桿加載機構(gòu)21b懸吊在上橫板的下表面。
如圖19所示,N=3、L=2、M=1;此時,三個杠桿加載機構(gòu)21的受力點A按照120度夾角圓周均布,兩個第一杠桿加載機構(gòu)21a設(shè)置在上橫板12的上表面,一個第二杠桿加載機構(gòu)21b懸吊在上橫板12的下表面。
如圖20所示,N=4、L=2、M=2;此時,四個杠桿加載機構(gòu)21的受力點A按照90度夾角圓周均布,兩個第一杠桿加載機構(gòu)21a設(shè)置在上橫板12的上表面,兩個第二杠桿加載機構(gòu)21b懸吊在上橫板12的下表面。
如圖21所示,N=5、L=3、M=2;此時,五個杠桿加載機構(gòu)21的受力點A按照72度夾角圓周均布,三個第一杠桿加載機構(gòu)21a設(shè)置在上橫板12的上表面,兩個第二杠桿加載機構(gòu)21b懸吊在上橫板12的下表面。
優(yōu)選地,所述N≥3,L≥2,M≥1。此時,至少三個試樣7在圓柱形的加熱爐31中被加熱,三個試樣7圓周均布時加熱得更加均勻。
如圖7所示,根據(jù)本發(fā)明,所述杠桿加載機構(gòu)21包括杠桿211和安裝于杠桿211末端的砝碼支承機構(gòu)212,所述杠桿211的前端內(nèi)部具有杠桿支承件213,所述杠桿支承件213通過固定在上橫板12上表面或下表面的杠桿支承塊121支承,所述杠桿211的前端裝有平衡絲桿214,所述平衡絲桿上裝有平衡砣215。
所述砝碼支承機構(gòu)212包括連桿支承座216,安裝于所述連桿支承座216下端的連桿217,安裝于所述連桿217底端的砝碼盤219,所述砝碼盤219上裝有砝碼218。
進一步地,杠桿支承件213為刀刃結(jié)構(gòu),所述杠桿支承塊121為與所述刀刃結(jié)構(gòu)相匹配的刀刃刀承結(jié)構(gòu)。
如圖2所示,根據(jù)本發(fā)明,所述底座11包括底板111、聯(lián)接柱112和面板113,所述聯(lián)接柱112通過第三固定件10(例如螺栓、螺母組合)固定于所述底板111上,所述面板113通過第四固定件101(例如螺栓、螺母組合)固定于所述聯(lián)接柱112的頂端;所述底座11的四周安裝封板115。
如圖1和圖2所示,根據(jù)本發(fā)明,所述底板111的下表面安裝防震調(diào)節(jié)腳114。所述防震調(diào)節(jié)腳114可以為包膠的調(diào)節(jié)腳,可減少試樣斷裂產(chǎn)生的振動對其他試樣的影響。
如圖1和圖6所示,根據(jù)本發(fā)明,所述升降調(diào)平機構(gòu)22包括向上穿過面板113的第一絲桿221,所述第一絲桿221由固定安裝在面板113下的調(diào)平電機減速機222通過同步帶傳動機構(gòu)223驅(qū)動上下運動。
如圖3和圖4所示,根據(jù)本發(fā)明,所述上橫板12上固定安裝6個開關(guān)支架122,所述開關(guān)支架122及杠桿211上分別對應(yīng)安裝成對的水平感應(yīng)開關(guān)14。
對于所述第一杠桿加載機構(gòu)21a,如圖3和圖4所示,所述開關(guān)支架122固定安裝在上橫板12的一端,開關(guān)支架122的支承面高出上橫板12的上表面,其支承面上及杠桿211上對應(yīng)安裝成對的水平感應(yīng)開關(guān)14。所述開關(guān)支架122也可以安裝在上橫板12的上表面,采用門型的開關(guān)支架,杠桿211的后端穿過所述門型的開關(guān)支架,成對的水平感應(yīng)開關(guān)14安裝在門型的開關(guān)支架122的兩側(cè)。
對于所述第二杠桿加載機構(gòu)21b,所述開關(guān)支架122固定安裝在上橫板12的另一端,開關(guān)支架122的支承面低于上橫板12的下表面,其支承面上及杠桿上對應(yīng)安裝成對的安裝水平感應(yīng)開關(guān)14。所述開關(guān)支架122也可以安裝在上橫板12的下表面,采用門型的開關(guān)支架,杠桿211的后端穿過所述門型的開關(guān)支架122,成對的水平感應(yīng)開關(guān)14安裝在門型的開關(guān)支架122的兩側(cè)。
通過杠桿加載機構(gòu)21給試樣7施加加載力,可以以較輕的砝碼獲得較大的試驗載荷。試驗中,升降調(diào)平機構(gòu)22通過水平感應(yīng)開關(guān)14的反饋,調(diào)節(jié)并控制杠桿211的水平狀態(tài)在許可的范圍內(nèi),從而保證加載力的穩(wěn)定。
如圖4和圖8所示,根據(jù)本發(fā)明,所述上拉桿機構(gòu)23包括頂部安裝在所述杠桿支承件213上的上拉桿支承機構(gòu)231,所述上拉桿支承機構(gòu)231的下端裝有第一自動調(diào)心裝置232,所述第一自動調(diào)心裝置232的下端裝有上拉桿233。
所述第一杠桿加載機構(gòu)21a的上拉桿支承機構(gòu)231比所述第二杠桿加載機構(gòu)21b的上拉桿支承機構(gòu)231長,以保證所述試樣7在高溫爐31內(nèi)處于相同的高度。
如圖1、圖4和圖9所示,所述下拉桿機構(gòu)24包括安裝在所述第一絲桿221上端的力傳感器241,所述力傳感器241的上端裝有第二自動調(diào)心裝置242,所述第二自動調(diào)心裝置242的上端裝有下拉桿243,所述下拉桿243和上拉桿233之間安裝試樣7。
由于多個試樣在同一個試驗機上進行試驗,其中的某一個試樣斷裂產(chǎn)生的振動會直接傳遞給機架,從而間接影響其他試樣的試驗準(zhǔn)確性,為解決這個問題,采用如下進一步的改進方案。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,如圖11至圖14所示,所述升降調(diào)平機構(gòu)22包括第一升降絲桿機構(gòu)220和防震機構(gòu)224,其中:所述第一升降絲桿機構(gòu)220包括向上穿過面板113的第一絲桿221,所述面板113底部的第一絲桿221上設(shè)置連接板225,所述第一絲桿221由固定安裝在面板113下的調(diào)平電機減速機222通過同步帶傳動機構(gòu)223驅(qū)動上下運動。
所述防震機構(gòu)224包括固定安裝在面板113底部的兩根導(dǎo)向柱226,所述導(dǎo)向柱226向下穿過所述連接板225并依次串聯(lián)直線軸承227和第一緩沖器228,所述直線軸承227嵌設(shè)于所述連接板225兩端的通孔內(nèi)并與連接板225的底部固定連接,所述第一緩沖器228下方的導(dǎo)向柱226上安裝預(yù)緊螺母229,所述直線軸承227和連接板225沿著導(dǎo)向柱226上下運動。所述第一緩沖器228的上、下表面裝有墊板2210。
本實施例中,預(yù)緊螺母229還可以是現(xiàn)有技術(shù)中可固定于導(dǎo)向柱226,起到防止第一緩沖器228下落的限位件,所述第一緩沖器228為聚氨酯緩沖器。
多個試樣同時試驗時,當(dāng)其中的一個試樣斷裂時,相同條件下其他試樣也處在即將斷裂的狀態(tài)。如果一個試樣斷裂,使機架產(chǎn)生振動,并通過機架傳遞給了其他試樣,則會對其他試樣的試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生顯著的影響。采用上述技術(shù)方案,使其中的一個試樣斷裂時產(chǎn)生的振動通過第一絲桿221向下傳遞給第一升降絲桿機構(gòu)220,帶動連接板225和直線軸承227上下運動,并將振動傳遞給第一緩沖器228,由第一緩沖器228吸收,可減小一個試樣斷裂對其他試樣造成的影響,提高實試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
進一步地,根據(jù)本發(fā)明,所述導(dǎo)向柱226的下端向下延伸至底板111。當(dāng)?shù)谝痪彌_器229不足以將試樣斷裂產(chǎn)生的振動吸收,影響其他試樣的試驗時,將所述導(dǎo)向柱的下端向下延伸至底板,使不能被第一緩沖器228吸收的振動能傳遞至底板,被機架吸收,從而進一步減少振動對試樣的影響。
進一步地,根據(jù)本發(fā)明,所述導(dǎo)向柱226的下端向下穿過底板111并延伸至地面。當(dāng)導(dǎo)向柱226的下端將不能被第一緩沖器228吸收的振動能傳遞至底板還不能完全吸收振動能,還會影響其他試樣的試驗時,將所述導(dǎo)向柱226的下端向下穿過底板并延伸至地面,將振動傳遞給地面,從而進一步減少振動對試樣的影響。
如圖15和圖16所示,根據(jù)本發(fā)明,所述加熱裝置3還包括高溫爐升降機構(gòu)32和定位導(dǎo)向機構(gòu)33,其中:
所述高溫爐升降機構(gòu)32包括與高溫爐31的頂部固定連接的一對鋼絲繩321,固定在所述上橫板12頂部前端的兩個鋼絲繩轉(zhuǎn)向機構(gòu)322和后端的兩個鋼絲繩纏繞機構(gòu)323,所述鋼絲繩纏繞機構(gòu)323由安裝在升降電機減速機324上的傳動軸驅(qū)動,所述升降電機減速機324安裝在上橫板12上,所述鋼絲繩321由所述高溫爐升降機構(gòu)32實現(xiàn)上下運動。
所述定位導(dǎo)向機構(gòu)33包括固定在立柱13上的固定座331,上下兩端由固定座331固定的導(dǎo)向桿332,所述高溫爐31的側(cè)壁上固定設(shè)置導(dǎo)向座311,所述高溫爐31通過導(dǎo)向座311并由導(dǎo)向桿332導(dǎo)向。
現(xiàn)有的機械式高溫蠕變持久強度試驗機的高溫爐通常固定在機架上,在高溫爐31的正面開設(shè)爐門,安裝和拆卸試件時均需要打開爐門,在較小的獨立空間內(nèi)進行操作,操作很不方便,因此會影響試件的安裝精度,進而影響后續(xù)試驗的準(zhǔn)確性。另外,試驗結(jié)束后,試樣7和加載試件的上拉桿233及下拉桿243均在高溫爐31內(nèi)降溫,由于高溫爐具有保溫效果,導(dǎo)致降溫時間長,進一步降低了試驗效率。
本發(fā)明的高溫爐通過鋼絲繩與高溫爐升降機構(gòu)連接,可實現(xiàn)自由上升和下降,試樣的安裝和拆卸空間大,方便操作,提高了試樣的安裝精確性,進而保證了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,且高溫爐通過導(dǎo)向桿導(dǎo)向,結(jié)構(gòu)的安裝穩(wěn)定性好。多個試樣同時進行試驗,且多件試樣均布,共用一個高溫爐,工作效率和熱利用率成倍提高,能耗大幅度減小,減少了設(shè)備的占地面積,提高了經(jīng)濟效益。
如圖1和圖17所示,根據(jù)本發(fā)明,所述測溫系統(tǒng)4包括固定在試樣表面的熱電偶41,所述熱電偶41將溫度轉(zhuǎn)換為電信號,輸入測量及控制系統(tǒng)5;所述變形測量系統(tǒng)6包括夾持在試樣上下兩端的引伸計61,所述引伸計61上裝有位移傳感器62,所述位移傳感器62將信號輸送給測量及控制系統(tǒng)5。
整個試驗機通過設(shè)置于控制室中的軟件系統(tǒng)控制,前后為工作人員裝拆試樣工作區(qū),左右為工作人員裝卸砝碼工作區(qū)。
如圖3所示,根據(jù)本發(fā)明,N=6時,所述上橫板12長1.22m,寬0.8m,所述受力點A的圓周直徑為0.41m。面板113長2.5m,寬0.8m。
可根據(jù)加載系統(tǒng)N的具體數(shù)量變化所述上橫板12及底座11的具體尺寸。
進一步地,如圖22所示,所述加載系統(tǒng)2還包括設(shè)置在底座11中的砝碼加卸載機構(gòu)25,所述砝碼加卸載機構(gòu)25包括安裝于面板113下表面的第二升降絲桿機構(gòu)251,所述第二升降絲桿機構(gòu)251的第二絲桿252向上穿過面板113,其上端安裝第二緩沖器253,所述第二升降絲桿機構(gòu)251由電機驅(qū)動。所述砝碼加卸載機構(gòu)25為現(xiàn)有技術(shù)中的已知技術(shù),在此不詳細(xì)描述。
試驗過程中,當(dāng)某個試樣斷裂時,杠桿211后端在砝碼支承機構(gòu)212快速下降,砝碼盤以較大的沖量撞擊到第二緩沖器253上,經(jīng)過第二緩沖器253的支承和緩沖作用,減少了沖擊和機架的振動。
根據(jù)本發(fā)明,所述第一杠桿加載機構(gòu)21a的杠桿211后端正下方的上橫板12上設(shè)有第三緩沖器(圖中未示出)。所述第三緩沖器可以為聚氨酯緩沖器。
當(dāng)某個試樣斷裂時,杠桿21的末端在砝碼重力(加載力)的作用下快速下降,但可以得到其下方的第三緩沖器的支承和緩沖,因而可減少對機架的沖擊和振動。
本發(fā)明的圓周分布式高通量持久蠕變試驗機使用時,按照如下步驟進行:
啟動電源,啟動高溫爐升降機構(gòu),上升高溫到合適位置,調(diào)整下拉桿到適當(dāng)高度,按照從左到右的順序安裝多個試樣,然后,降下高溫爐;控制爐溫達(dá)到試驗溫度,高溫爐通過電氣控制系統(tǒng)保證爐內(nèi)溫度均勻穩(wěn)定,保證多個試樣的加熱條件相同。然后通過杠桿加載機構(gòu)給每個試樣施加一個恒定的試驗載荷,在規(guī)定的時間內(nèi),觀測試樣的變形或斷裂情況。
試驗機通過熱電偶測量試樣上的溫度,測量及控制系統(tǒng)對溫度進行監(jiān)測和調(diào)整。蠕變試驗時,通過變形測量系統(tǒng)的引伸計測量試樣的變形,引伸計上的位移傳感器將信號輸送給測量及控制系統(tǒng)。
試驗完成后,關(guān)閉高溫爐的電源,提升高溫爐到合適位置,待上、下拉桿和試樣降到常溫后,取下砝碼,拆下試樣。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細(xì)描述,但其只作為范例,本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。