高温环境微动磨损试验机的制作方法_2

文档序号:9105352阅读:来源:国知局
得到摩擦副之间的摩擦系数和磨损系数。
[0047]在核电工业领域内,设备工作的环境通常有:高温常压水化学环境、高温常压气体环境,根据试验环境的不同,环境箱及相应的环境控制系统各有不同。以下结合具体的实施例,说明相应试验环境时试验机的不同结构。
[0048]实施例一
[0049]该试验机用于高温常压水化学环境下工件的微动磨损试验。
[0050]参见图1至图5所示,该试验机包括机架1、设于机架I上具有环境腔的环境箱2、用于夹持两工件且设于环境箱2的环境腔内的夹具4、用于施加加载力的加载装置,该试验机还包括用于提供环境箱2的环境腔以设定环境的环境控制系统。
[0051]参见图1、图2所示,该机架I包括底座11、位于顶部的上横梁12、位于底座11与上横梁12之间的立柱14、上下升降地设于立柱14上且在竖直方向上位于上横梁12与底座11之间的中横梁13,环境箱2即固定地设于该中横梁13上。
[0052]参见图1、图2、图4所示,夹具4至少包括用于与环境箱相固定的下夹具体41、用于夹持第一工件的第一夹持组件、用于夹持第二工件的第二夹持组件43,第一工件与第二工件沿水平方向相接触,其中第一夹持组件至少包括一可上下运动的上夹具体42,第一工件安装在该上夹具体42上,该夹具4还包括用于提供第一工件与第二工件沿水平方向压紧力的压紧组件44。在压紧组件44的作用下,第一工件与第二工件之间形成摩擦副。在实施例一与实施例二中,该夹具4采用的为中国专利号为ZL201210353366.8,公告号为CN102866058 B,专利名称为“管-平板线接触微动磨损实验用夹持装置”,其结构此处不再详述。
[0053]参见图1、图2所示,加载装置包括固定地设于机架I上并位于环境箱2上方的作动器5、固设于作动器5上端的位移传感器6、固设于作动器5下端的载荷传感器7、上端连接于载荷传感器6的连接轴9,该连接轴9的下端伸入环境箱2的环境腔室中与上夹具体42相固定连接。在本实施例中,作动器5为电磁激振作动器,其固定于上横梁12上,可以实现较高频率的振动,位移传感器6与载荷传感器7在作动器5的上下两端均位于作动器5的中心位置处,即均位于作动器输出轴51的轴心线上。连接轴9的上端通过万向节8与载荷传感器7相固定连接,这样有利于保护电磁激振作动器免受额外侧向力的损伤。此处,该连接轴9包括上端与万向节8相连接的连接轴一 91、上端与连接轴一 91相固定连接且下端伸入环境箱2中与环境箱2相密封连接的连接轴二 92。
[0054]参见图1至图5所示,该环境箱2为液体环境箱,相应地,环境控制系统为用于控制该液体环境箱2中高温常压水化学环境状态的水化学循环控制系统。
[0055]该液体环境箱2包括呈六面体结构的箱体,该箱体的其中一面为可拆卸的设于其上的箱盖,从而便于将夹具4安装于环境腔室中,该箱盖通过分布在箱盖边缘的螺孔和密封圈与箱体密封连接。该箱体由透明的PVC材料制作而成,便于操作人员从外观察环境箱2内部的情况。
[0056]该液体环境箱2的顶部具有用于供连接轴二 92沿轴向穿入的开口 21,该开口 21的周向边部与连接轴二 92动密封连接设置。液体环境箱2的上部还开设有与环境腔相连通的溢流孔22、与环境腔相连通且用于安装液位计的液位孔23,分别用于溢出口和安装液位计,液位孔23沿竖直方向低于溢流孔22,此处,该液位孔23与溢流孔22设于箱体的后侧箱板上。当液位低于液位计设定值,说明环境箱2水位低,需要补充液体。试验机运行时,环境箱2内的液位需位于液位计设定值与溢出水位之间,而当水位高出溢流孔23,液体自动从溢流孔22溢出,经由水化学循环控制系统回收。液体环境箱2上的顶部还设有
[0057]在本实施例中,水化学循环控制系统如图5所示,其主要由恒温水槽T-2、循环水栗P-2、液体环境箱T-3 (即环境箱2)、填料塔T-4、配液罐T-1、补液水栗P-1、除氧系统、测量及控制系统、PH值调节系统组成,用于配置试验要求的溶液供应至液体环境箱2的环境腔中,并保证环境腔中的溶液在试验过程中始终满足设定的要求。该水化学循环控制系统中还包括测量系统,该测量系统包括安装于液体环境箱2内的溶解氧传感器、PH传感器和温度传感器,用于在线测量和控制液体的溶解氧含量、PH值和温度。
[0058]实施例二
[0059]该试验机用于高温常压气氛环境下工件的微动磨损试验。
[0060]参见图6、图7所示,该试验机与实施例一的区别之处主要在于环境箱和相应环境控制系统的设置。在本实施例中,环境箱采用的气氛恒温炉3,该气氛恒温炉3的环境腔中充盈着试验要求的高温气体。该气氛恒温炉3内部的高温常压气体环境状态由气氛保护恒温系统予以控制。
[0061]该气氛恒温炉3的具体结构参见图8至图14所示。
[0062]该气氛恒温炉3包括具有封闭炉腔的炉体31,该炉体31由前盖311、底板312、顶板313、左侧板314、右侧板315及后侧板316围设而成,其中前盖311可打开或关闭的设置。
[0063]前盖311、底板312、顶板313、左侧板314、右侧板315及后侧板316均为双层钢板结构,两层钢板之间的间隙约为4_,每个面上两层钢板之间的间隙分别形成冷却水通道317,每个面上均设有与该冷却水通道317相连通的冷却水接口,如顶板冷却水接口 3106。冷却水流经冷却水通道317以冷却炉体31,防止炉体31外壳温度过高损坏装置或烫伤操作者。炉腔中位于前盖311、底板312、顶板313、左侧板314及右侧板315的内壁上均设有保温板318,用于保证炉腔内的温度。该保温板318包括位于内部的耐火棉和包裹在该耐火棉外侧周部的金属板(图中未示出)。通过采用具有双层钢板结构并设有冷却水通道的炉体31并附设保温板318,在炉体31内冷却水与保温板318的共同作用下,可实现炉温的均匀控制。
[0064]炉腔中位于后侧板316的前方固定地设有风扇挡板32,该风扇挡板32将炉腔沿前后方向分隔为前腔室与后腔室,前腔室形成用于放置试验用夹具4的环境腔,后腔室中设有均温风扇33与加热器34,风扇挡板32上设有连通前腔室与后腔室的导风结构,炉体31的后方还设有用于驱使均温风扇33工作的驱动装置和用于控制加热器34工作状态的加热控制装置。通过加热器34将炉腔内的气氛不断加热,均温风扇33工作时使得炉腔内部形成气流循环流动,进而使得环境腔的温度分布均匀。
[0065]参见图12所示,风扇挡板32上导风结构包括设于风扇挡板32上沿前后方向贯穿的多个导风孔321、分别设于风扇挡板32上下两端且沿前后方向贯穿的两个导风通道322,在这里,风扇挡板32的顶部与顶板313之间存在间距,风扇挡板32的底部与底板312之间存在间距,这两处的间距位置即形成了上述的导风通道322。这样,当均温风扇33工作时,均温风扇33的中部吸风,沿切向出风,并经导风通道322进入环境腔,从而在炉腔内部形成气流循环流动,保证温度分布均匀。
[0066]参见图10、图11所示,炉体31上位于后侧板316的后方固定地设有风扇座35,该风扇座35中设有沿前后方向延伸的风扇轴333,该风扇轴333可绕自身轴心线旋转地安装在后侧板316上,均温风扇33固定地安装在风扇轴333的前端并位于炉腔的后腔室中,均温风扇33包括风扇盘331和设于风扇盘331上的风扇叶片332,风扇盘331通过风扇轴套与风扇轴333相连接。风扇轴333通过轴套及轴承安装于风扇座35上,安装时应使得后侧板316上该安装位置处的密封,防止炉腔内的气氛泄露。
[0067]驱动装置包括电机36,该电机36的输出轴361与风扇轴333的后端通过磁力联轴器37相连接,该磁力联轴器37包括内轴371、外轴372及用于将内轴371与外轴372相隔离的中壳法兰373。中壳法兰373通过螺钉紧密地连接在风扇座35的后端,同时保证中壳法兰373法兰面的密封,进而形成密闭腔体,内轴371与风扇轴333的后端在上述密闭腔体内固定连接,外轴372与电机36的输出轴361相固定地连接。采用磁力联轴器37传递转动运动的设计,避免了转动动力源与密闭容器间的接触,使得风扇轴333与均温风扇33密闭于炉腔内,避免了使用过程中由于风扇轴333转动密封问题而引起无法抽真空或空气进入炉腔内的问题。在这里
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