杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置的制造方法
【专利摘要】杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，包括有底座，底座上设有支持立柱；支持立柱左侧设有腐蚀器皿；腐蚀器皿顶部与横梁的一端相连；横梁设在支持立柱顶端；横梁的另一端与十字转轴相连；十字转轴与螺杆相连；螺杆上设有U型弯板弹簧，U型弯板弹簧位于十字转轴上方，U型弯板弹簧的上部设有小摩擦垫圈；小摩擦垫圈上方设有预紧螺母；螺杆连接载荷传感器，载荷传感器底部通过单耳接头与双耳接头相连，双耳接头固定在支持立柱右侧的底座上；通过U型弯板弹簧加载，施加的载荷通过载荷传感器测试，该载荷与试样上的拉力成杠杆比例。这种测试装置具有结构简单、试验精度高、可控性好、数据可采集监控的特点。
【专利说明】
杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置
技术领域
[0001 ]本发明属于金属材料恒载荷应力腐蚀试验技术领域，具体涉及杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，通过横梁杠杆结构，施加载荷，可以更方便、更直观地进行恒载荷应力腐蚀试验。
【背景技术】
[0002]在日常生产环境中，腐蚀现象随处可见，因腐蚀而造成的材料失效比比皆是。应力腐蚀是指金属或合金在腐蚀介质和拉应力的协同作用下引起金属或合金的破裂现象。几乎所有的工程、建筑、设备都受到它的威胁。因此，进行应力腐蚀试验研究对确保材料安全使用具有重要意义。
[0003]杠杆式恒载荷应力腐蚀试验方法，是利用弹簧预紧，持续对处于腐蚀器皿中的试样施加一定载荷以实现应力腐蚀的试验方法。目前的应力腐蚀试验装置较多的是通过O型弹性应力环施加恒载荷，通过事先测定弹性环的载荷一位移曲线，根据试验过程中的位移变化，计算施加在试样上的载荷。上述试验装置，试验误差较大，试样尺寸大小也受到限制。随着工业技术的不断发展，对材料的抗腐蚀性能不断提高，对腐蚀试验技术的要求也不断提高，这样就有必要在原有的试验装置基础上进行升级，以提高试验精度，满足不断发展的技术要求。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，克服原有应力腐蚀实验装置设计上的不足，具有结构简单、试验精度高、可控性好、数据可采集监控的特点。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，包括有底座，底座上设有支持立柱;支持立柱左侧设有腐蚀器皿;腐蚀器皿顶部与横梁的一端相连;横梁设在支持立柱顶端;横梁的另一端与十字转轴相连;十字转轴与螺杆相连;螺杆上设有U型弯板弹簧，U型弯板弹簧位于十字转轴上方，U型弯板弹簧的上部设有垫圈；垫圈上方设有预紧螺母;螺杆下端连接载荷传感器，载荷传感器下端通过单耳接头与双耳接头相连，双耳接头固定在支持立柱右侧的底座上。
[0006]所述的支持立柱为三角形结构。
[0007]所述的支持立柱与横梁的回转部位采用圆柱滚子轴承。
[0008]所述的小摩擦力垫圈为上下两片设计结构，中间有推力球轴承支持。
[0009]所述的U型弯板弹簧上设置载荷。
[0010]本发明的有益效果是:本发明采用力矩式试验方法，横梁杠杆形式，使用U型弹簧施加恒载荷，设置载荷传感器，这样可以准确地施加、监测试验载荷，又可使结构紧凑，试样安装方便。由于应力腐蚀试验时间较长，在试验中为了保证试样只受轴力，不受弯矩，试验装置必须具有迴转功能。横梁与支持立柱连接部位采用圆柱滚子轴承，保证横梁能自由摆动;试样两端的连接部位，采用单双耳接头、销轴连接结构，单耳接头设置关节轴承，保证试样变形时，能够随横梁的摆动自动调整，从而使试样只受轴力，不受弯矩;U型弯板弹簧与横梁连接部位，采用了十字转轴，保证弹簧加载情况下随横梁的摆动自动调整，横梁是一个刚性构件，采用剖分式，所用材料为经调质处理的45#钢，使得传感器只受轴力，不受弯矩;十字转轴与横梁的迴转部位，采用了青铜滑动轴承以减小摩擦力。在试验过程中横梁不能有塑性变形;横梁的结构使试样与传感器构成杠杆形式，可设计成不同的杠杆比，为了计算方便，杠杆比尽量为整数，杠杆比越大，弹簧施加的载荷越小，但是位移则变大。在U型弯板弹簧和预紧螺母之间增加了垫圈，该垫圈要有特殊设计，上下两片，中间有推力球轴承支持；在螺纹副预紧时，由于预紧力比较大，垫圈与预紧螺母之间摩擦力要小，这种特殊的设计能满足要求，且能承受较大的轴向载荷。备紧螺母与传感器接头的螺纹副由细牙螺纹构成;螺纹为M30 X I ；细牙螺纹举升力大，自锁性能好。
[0011]该装置结构合理，空间开敞，操作简单，安装方便;U型弹簧可更换，试验范围覆盖面较宽;增加了载荷传感器，不但可准确地施加预定的初始试验载荷，还可监测试验中载荷的变化过程，大大地提高了试验精度，同时可采集试验数据，与计算机联网，为判定材料性能提供可靠依据。
【附图说明】
[0012]图1为本发明杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置。
[0013]图2为本发明杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置简图。
[0014]图3为本发明腐蚀器皿与试样连接接头结构示意图。
[0015]图4为本发明垫圈9结构示意图。
[0016]图中:1.底座;2.腐蚀器皿;3.支持立柱;4.关节轴承;5.横梁;6.圆柱滚子轴承平；
7.U型弯板弹簧;8.备紧螺母;9.垫圈；10.螺杆；11.十字转轴；12.载荷传感器；13.单耳接头;14.双耳接头。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
[0018]参见图1、2、3、4，杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，包括有底座I，底座I上设有支持立柱3;支持立柱3左侧设有腐蚀器皿2;腐蚀器皿2顶部与横梁5的一端通过关节轴承4相连;横梁5设在支持立柱3顶端，通过圆柱滚子轴承6连接;横梁5的另一端与十字转轴11相连;十字转轴11与螺杆10相连;螺杆10上设有U型弯板弹簧7，U型弯板弹簧7位于十字转轴11上方，U型弯板弹簧7的上部设有垫圈9;垫圈9上方设有预紧螺母8;螺杆10连接载荷传感器12，载荷传感器12底部通过单耳接头13与双耳接头14相连，双耳接头14固定在支持立柱3右侧的底座I上。
[0019]所述的支持立柱3为三角形结构。
[0020]所述的支持立柱3与横梁5的回转部位采用圆柱滚子轴承6连接;腐蚀器皿2顶部与横梁5连接部位采用关节轴承4连接。
[0021]所述的垫圈9为上下两片设计结构，中间有推力球轴承支持。
[0022]所述的U型弯板弹簧7上设置载荷。
[0023]由U型弯板弹簧7施加恒载荷;横梁5—端用单双耳接头连接试样;横梁5另一端连接载荷传感器12;试样与载荷传感器12都只受轴力，不受弯矩;设置载荷传感器可提高试验精度，采集试验数据，直接联网到试验控制计算机。
[0024]采用横梁杠杆结构，杠杆可以根据需要设计不同的杠杆比。
[0025]施加的恒载荷由U型弹簧实施;可根据试验的不同要求，设计加工不同尺寸、不同刚度的U型弹簧，覆盖试验需求面较宽。
[0026]设置了载荷传感器，提高了试验精度，使试验的可控性、可监测性大大提高。
[0027]由于横梁杠杆结构，有迴转功能，其迴转部位采用圆柱滚子轴承、关节轴承，U型弹簧与横梁连接部位采用十字转轴结构，以保证试样与载荷传感器都只受轴力，不受弯矩。
[0028]施加载荷的螺纹副螺距较小，螺纹为M30X I，自锁性能好。
[0029]采用了小摩擦力垫圈，使施加载荷的螺纹丝母与垫圈摩擦力很小。
[0030]本发明的工作原理是:通过U型弯板弹簧加载，施加的载荷通过传感器测试，该载荷与试样上的拉伸力成杠杆比例。这种测试装置具有结构简单、试验精度高、可控性好、数据可采集监控的特点。
【主权项】
1.杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，包括有底座(I)，其特征在于，底座(I)上设有支持立柱(3);支持立柱(3)左侧设有腐蚀器皿(2);腐蚀器皿(2)顶部与横梁(5)的一端通过关节轴承(4)相连;横梁(5)设在支持立柱(3)顶端，通过圆柱滚子轴承(6)连接;横梁(5)的另一端与十字转轴(11)相连;十字转轴(11)与螺杆(1 )相连;螺杆(10 )上设有U型弯板弹簧(7 )，U型弯板弹簧(7)位于十字转轴(11)上方，U型弯板弹簧(7)的上部设有垫圈(9);垫圈(9)上方设有预紧螺母(8);螺杆(10)连接载荷传感器(12)，载荷传感器(12)底部通过单耳接头(13)与双耳接头(14)相连，双耳接头(14)固定在底座(I)上。2.根据权利要求1所述的杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，所述的支持立柱(3)为三角形结构。3.根据权利要求1所述的杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，所述的支持立柱(3)与横梁(5)的回转部位采用圆柱滚子轴承(6)连接。4.根据权利要求1所述的杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，所述的垫圈(9)为上下两片设计结构，中间有推力球轴承支持。5.根据权利要求1所述的杠杆式恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，所述的U型弯板弹簧(7)上设置载荷。
【文档编号】G01N3/08GK106092734SQ201610767003
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月31日
【发明人】史庆起, 赵国仙
【申请人】西安摩尔石油工程实验室股份有限公司