轧辊热疲劳模拟试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及社漉热疲劳试验领域，具体来说，本发明涉及一种社漉热疲劳模拟试 验装置。
【背景技术】
[0002] 在热社过程中，社漉旋转时，漉面与高温社件（温度约loocrc)接触时漉面温度快 速上升，后继续旋转由冷却系统对该社漉进行冷却使得其温度迅速下降，W此循环往复。正 常社钢期间，漉面最高温度基本稳定在400~600°C左右，最低温度基本稳定在100°C左右， 而且温度变化最剧烈的发生在从漉面向内约0. 5~1mm左右范围内，越往内部温度变化越 缓慢，而社漉必部温度几乎没有变化。送样，社漉表面很薄一层材料反复受热和冷却，呈周 期变化，漉面累积了大量热应力，材料易发生热疲劳而造成漉面裂纹W至剥落失效。因此， 如何准确模拟社漉实际工作条件，正确测试与评价各种社漉材料的抗热疲劳性能是进行高 性能社漉开发的一项重要工作。
[0003] 在金属热疲劳性能测试方面，现有技术中主要存在W下方式：
[0004] (1)人工方法。通过人工反复把试样置于加热炉内加热和水槽中冷却来模拟热疲 劳过程，送种方式比较适合于热疲劳次数少的材料如高速钢、高館钢社漉等的加速性模拟 试验中，而大部分热作模具钢正常工作时的热疲劳次数通常可达几百次、几千次甚至上万 次，人工法劳动强度大且试验参数有限。
[0005] (2)机械方法。目前热疲劳试验往往是通过各种行走机构把小块试样在加热区和 冷却区之间来回输送，或者通过频繁开启加热源和冷却装置来实现冷-热循环过程。
[0006]公开号为"CN102445463A"、名称为"一种简易热疲劳试验机"的专利文献公开了送 样一种方式，通过齿轮齿条运动来实现试样的往复移动，采用电阻炉福射加热方式加热试 样。送种方式，加热速度慢、循环周期长，并且试件的移动方式使得试件不适宜采用其他方 式加热。
[0007] 授权公告号为"CN2828797"、名称为"感应加热式金属材料冷热疲劳试验装置"的 专利文献中公开了一种装置，送种装置需要频繁开启加热与冷却，效率低且不利于准确模 拟社漉工作环境。
[0008] 针对现有技术中，社漉热疲劳模拟试验不精确W及试验时间长的问题，提出一种 新的模拟试验装置显得很有必要。
【发明内容】
[0009]为解决上述问题，本发明提供一种社漉热疲劳模拟试验装置，其能够便于精确模 拟社漉的工作环境，并且能够缩短模拟试验的时间。
[0010] 为实现上述目的，本发明的社漉热疲劳模拟试验装置，用于检测呈圆柱状的待测 试件的热疲劳性能，其包括：
[0011] 驱动机构，用于安装待测试件并且驱动待测试件旋转；
[0012] 感应加热器，为半环形，罩设于待测试件的其中一半圆柱体；
[0013] 冷却喷嘴，用于向待测试件的另一半圆柱体喷射冷却水；
[0014] 操作控制单元，用于设置所述驱动机构的转速W及所述感应加热器的加热温度， 并由显示器显示。
[0015] 优选地，还包括用于检测所述待测试件的转动圈数的旋转计数器，所述旋转计数 器的数值由所述显示器显示。
[0016] 优选地，还包括用于观察所述待测试件的表面情况的照相机，所述照相机将检测 信息输送至所述显示器。
[0017] 优选地，所述另一半圆柱体的上方设置有挡水板，下方设置有集水槽，所述冷却喷 嘴设置于所述挡水板与所述集水槽之间。
[0018] 优选地，还包括设置于所述集水槽上方的防护罩，所述防护罩上设置有开口，所述 开口处安装有排气扇。
[0019] 优选地，所述冷却喷嘴通过进水管W及水泉与水箱相接，所述集水槽设置于支座 上方，所述集水槽底部通过回水管与所述水箱相接。
[0020] 优选地，所述冷却喷嘴的数量为多个，分别向所述另一半圆柱体的圆周面W及端 面喷冷却水。
[0021] 优选地，所述驱动机构包括电机W及与电机相连的减速机，所述待测试件的一端 套在所述减速机的输出轴上，另一端设置有顶针。
[0022] 优选地，还包括用于测量所述待测试件温度的红外测温仪，其测试值由所述显示 器显示。
[0023]本发明的社漉热疲劳模拟试验装置，采用驱动机构驱动待测试件转动，精确模拟 社漉的工作环境。同时，采用感应加热器加热能够提高加热的效率。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的社漉热疲劳模拟试验装置的结构示意图；
[0025] 图2为本发明的社漉热疲劳模拟试验装置部分结构的侧视示意图；
[0026] 图3为本发明的测试原理示意图；
[0027] 图4为图1中感应加热器的结构示意图；
[0028]图5为热疲劳温度曲线示意图；
[0029] 图6为小尺寸试件的安装示意图；
[0030]图7为异常工况下，热疲劳温度曲线示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面，结合附图，对本发明的结构W及工作原理等作进一步的说明。
[0032] 参见图1~图3,本发明的社漉热疲劳模拟试验装置，用于检测呈圆柱状的待测试 件的热疲劳。试件需便于旋转，故优选为圆柱状。
[0033] 如图3所示，试件采用圆柱形，该模拟试验装置将其分为加热区和冷却区两部分， 在加热区时，该模拟试验装置对试件进行加热，旋转到冷却区时，对试件进行冷却。试件的 尺寸可W为；直径Φ200mm，厚度15mm，材质与社漉相同。并且，在试验前，试件经过热处理， 热处理的表面硬度、必部硬度与社漉相同。试件的浑硬深度与试件直径之比与社漉浑硬深 度与社漉直径之比接近。
[0034] 详细地，该社漉热疲劳模拟试验装置，包括电源1、驱动机构、感应加热器2、冷却 喷嘴W及操作控制单元22,操作控制单元22连接有显示器2201。接下来，对其分别进行介 绍。
[0035] 前述的电源1，用于为感应加热器2供电，W便满足待测试件20的感应加热需要。
[0036] 前述的驱动机构，用于安装待测试件20并且驱动待测试件20旋转。作为一种方 式，驱动机构包括电机26W及与电机26相连的减速机25,待测试件20的一端套在减速机 25的输出轴2501上，另一端设置有顶针3,对其轴向限位。顶针3可W设置于移动架23上， 移动架23可W沿着位于其下方的导轨24滑动。
[0037] 前述的感应加热器2,为半环形，罩设于待测试件20的其中一半圆柱体，使得该半 圆柱体处于加热区，W便完成对待测试件20的加热过程。参见图4,感应加热器2包括磁 芯201W及缠绕于磁芯201上的感应线圈202,感应加热器2的内弧面距离待测试件20的 距离为5mm左右。出加热区的待测试件20的表面温度Τι= 400~600。其中电源1功率 Ρ= 50~lOOkW，频率f= 2600Hz(对应的集肤深度约0. 5mm)。增加电源功率使待测试件 20表面温度快速升高可W模拟社漉受到的异常热冲击等，可W通过在待测试件20周围设 置红外测温仪5的方式，来获取待测试件20的表面温度，该温度值由显示器2201显示。
[0038] 前述的冷却喷嘴，用于向待测试件20的另一半圆柱体喷射冷却水，使得该半圆柱 体处于冷却区，W便完成对待测试件20的冷却过程。冷却喷嘴通过进水管14W及水泉18 与水箱16相接，通过水泉18将水箱16中的水抽出并由冷却喷嘴喷出，进水管14上设置水 压表12W及调压阀13,在进水管14位于水泉W及水箱16之间的