本發(fā)明屬于材料測試領域，特別是一種火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置。

背景技術：

1、火藥燃氣的燒蝕作用是造成火炮身管損傷失效的主要原因，在燒蝕過程中，身管表面會被腐蝕形成白層，力學性能明顯下降，從而顯著加快金屬表面的金屬損傷速度。對于不同的火藥，燃氣成分不盡相同；不同材料的抗燒蝕能力也有所差異，因此為了衡量不同火藥對炮鋼材料的燒蝕性能，需要一種專用的燒蝕實驗裝置和方法來進行測試。

2、現(xiàn)有的燒蝕實驗方法一般采用密閉爆發(fā)器實驗來燒蝕炮鋼材料，這種實驗比較復雜，燒蝕形成的白層厚度、完整性較差，不利于后續(xù)分析；另外的方法則是針對報廢火炮身管進行檢測，身管很難獲得，需要耗費大量的財力物力?？偠灾?，在以往的測試方法中，影響燒蝕的參數(shù)信息不易獲得，實驗過程非常繁雜。因此，需要一種可控的、簡便的測試實驗裝置，可以標準化的測試不同類型的火藥和鋼材。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，實現(xiàn)簡便化和統(tǒng)一化的實驗，用以分析火藥燃氣的燒蝕特性或評估材料的抗燒蝕性能。

2、實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：一種火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，包括燒蝕模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊和測溫模塊；燒蝕模塊主體是坩堝，坩堝正上方設有樣品支架用來固定樣品；驅(qū)動模塊主體是絲杠滑軌和一個絕熱擋板，絲杠滑軌包括絲杠、滑軌、伺服電機和絲杠支架；絕熱擋板固定在滑軌上，絲杠與伺服電機的輸出軸同軸安裝，伺服電機直接與控制模塊相連，按照程序設定驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，伺服電機驅(qū)動絕熱擋板可跟隨滑軌沿絲杠方向往復運動；燒蝕模塊與驅(qū)動模塊并列放置，其中絕熱擋板的高度介于坩堝與樣品支架之間；

3、坩堝用于盛裝和燃燒火藥顆粒，形成高溫火焰燒蝕其上方支架上的樣品，驅(qū)動模塊帶動絕熱擋板遮擋和暴露坩堝來隔絕/透過火焰，以此來控制樣品的燒蝕時間；

4、實驗時將測溫模塊中的熱電偶固定在燒蝕模塊的樣品支架上，用于自動記錄燒蝕過程中的溫度變化。

5、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為：

6、(1)提供了一種完整的常壓燒蝕實驗裝置，能夠簡易的完成燒蝕實驗，衡量火藥燃氣對剛才的燒蝕性能，彌補了燒蝕損傷實驗領域的空白。

7、(2)采用了可編程的控制模塊來自動的控制燒蝕時間，實現(xiàn)燒蝕實驗自動化，使燒蝕實驗更方便、更標準化，降低燒蝕實驗難度。

8、(3)采用測溫模塊實時監(jiān)測炮鋼樣品周圍的火藥燃氣溫度，用來評估火藥燃氣溫度對燒蝕特性的影響。

技術特征：

1.一種火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，其特征在于：包括燒蝕模塊(1)、驅(qū)動模塊(2)、控制模塊(3)和測溫模塊(4)；燒蝕模塊(1)主體是坩堝(1-1)，坩堝(1-1)正上方設有樣品支架(1-2)用來固定樣品；驅(qū)動模塊(2)主體是絲杠滑軌和一個絕熱擋板(2-1)，絲杠滑軌包括絲杠(2-2)、滑軌(2-3)、伺服電機(2-4)和絲杠支架(2-5)；絕熱擋板(2-1)固定在滑軌(2-3)上，絲杠(2-2)與伺服電機(2-4)的輸出軸同軸安裝，伺服電機(2-4)直接與控制模塊(3)相連，按照程序設定驅(qū)動絲杠(2-2)轉(zhuǎn)動，伺服電機(2-4)驅(qū)動絕熱擋板(2-1)可跟隨滑軌(2-3)沿絲杠(2-2)方向往復運動；燒蝕模塊(1)與驅(qū)動模塊(2)并列放置，其中絕熱擋板(2-1)的高度介于坩堝(1-1)與樣品支架(1-2)之間；

2.根據(jù)權利要求1所述的火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，其特征在于：所述樣品支架(1-2)與坩堝(1-1)上沿之間的距離可以調(diào)節(jié)。

3.根據(jù)權利要求1所述的火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，其特征在于：當所述絕熱擋板(2-1)位于運動到坩堝(1-1)正上方時，能夠完全遮蓋坩堝(1-1)上沿而隔絕火藥的火焰；絕熱擋板(2-1)沿絲杠(2-2)的行程足夠大，能夠完全遮蓋坩堝(1-1)上沿，同時也能夠完全無遮蓋坩堝(1-1)上沿。

4.根據(jù)權利要求1中所述的火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，其特征在于：所述控制模塊(3)包括供電裝置和自動控制電路，供電裝置用來給整體供電，自動控制電路為單片機，在面板上外接小鍵盤，在實驗前設置絕熱擋板打開的時間；在開始工作后，驅(qū)動伺服電機(2-4)按照設置的時間自動運轉(zhuǎn)。

5.根據(jù)權利要求1中所述的火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，其特征在于：所述測溫模塊(4)包括熱電偶(4-1)、信號采集器(4-2)和處理器(4-3)；熱電偶(4-1)采用鎢錸高溫熱電偶，信號采集器(4-2)采用高頻信號采集器來采集熱電偶的電信號，處理器(4-3)將電信號轉(zhuǎn)化為溫度信息。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種火藥燃氣常壓燒蝕炮鋼實驗裝置，包括燒蝕模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊、測溫模塊；燒蝕模塊包括絕熱擋板、炮鋼樣品固定支架、燃燒坩堝；驅(qū)動模塊包括螺桿導軌、伺服電機；控制模塊包括供電裝置、電機自動化驅(qū)動模塊；數(shù)據(jù)采集模塊包括熱電偶、信號采集器、處理器；燃燒坩堝位于裝置底座上，炮鋼樣品固定支架位于坩堝上方，它的高度可調(diào)節(jié)，絕熱擋板介于支架與燃燒坩堝之間，通過控制絕熱擋板的往復運動來控制燒蝕時長；絕熱擋板固定在螺桿導軌上的滑軌上，螺桿與伺服電機的輸出軸同軸安裝；伺服電機與控制模塊相連，按照程序設定驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動；熱電偶放置在樣品固定支架上，信號端與信號采集器相連，信號采集器與處理器相連，實時檢測火藥燃氣溫度變化。本發(fā)明可以實現(xiàn)火藥燃氣對炮鋼燒蝕時間和溫度的可控化。

技術研發(fā)人員：余永剛,張欣尉,張雯浩,薛曉春,陳安,劉東堯,陸欣,張領科
受保護的技術使用者：南京理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19