CN107703014B - 高温高压环境冲击磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温高压环境冲击磨损试验机，其能够模拟核电站一、二回路温度、压力、水化学条件下，进行微小位移幅值、较高振动频率微动摩擦磨损测试，其中可以通过采用市场上可采购的适用于常温高压环境的水下力传感器进行测力，而不需要高温高压环境的水下力传感器，而力传感器所处高压环境与试样所处高压环境相一致，测量数据更准确；同时，拉伸轴与高压釜之间省去动密封连接，因此无需考虑密封圈的动摩擦力，使得摩擦副的摩擦力可直接通过力传感器测量获得，测量数据更精准。

Description

高温高压环境冲击磨损试验机

技术领域

本发明涉及一种高温高压环境冲击磨损试验机，尤其涉及一种高温高压水或蒸汽环境冲击或振动磨损试验机。

背景技术

很多工业领域内，尤其是核电站***中，某些结构在流致振动作用下往往会与其相邻的结构件发生碰撞，进而产生微小载荷冲击和微小位移幅值的冲击—摩擦/磨损而导致的部件失效问题。因而有必要针对该工况和磨损类型来设计一套高温高压环境冲击磨损试验机，以模拟核电站中相关部件的温度、压力及水化学条件下部件之间的微小位移幅值、较高冲击频率冲击-磨损测试。

现有技术中还存在的一个技术难题，即：为了能够获取高温高压水或蒸汽环境下部件之间的静摩擦系数，通常都是将试样置于高温高压密闭容器中进行试验，然而，目前市场上几乎没有适用于该类环境条件下的力传感器来直接测量试样的摩擦力，因而目前的静摩擦系数都是通过间接测量并加以计算获得的。在上述计算获取静摩擦系数的过程中，必须要考虑到试验装置中密封元件的摩擦力，而该摩擦力并不是一个稳定的数值，其波动比较大且无规律，因而这样测量计算得到的静摩擦系数值并不够准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温高压环境冲击磨损试验机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高温高压环境冲击磨损试验机，用于多个试样之间的磨损试验，所述试验机包括机架、设于所述机架上且具有用于***述试样的密闭环境腔室的高压容器、用于伸入所述环境腔室中的拉伸轴、设于所述机架上用于驱使所述拉伸轴往复运动的作动装置，所述试验机还包括设于所述作动装置与所述拉伸轴之间的力测量装置，所述的力测量装置包括：

连接套，所述连接套的一端部与所述高压容器相固定且密封连接，所述连接套上具有沿轴向贯穿且与所述环境腔室相连通的导向通孔；

安装套，其固设于所述连接套的另一端部上，所述安装套上具有密闭的收容腔，所述收容腔与所述导向通孔相连通，所述作动装置的力输出轴与所述安装套相动密封连接并穿设在所述收容腔中；

力传感器，所述的力传感器为适用于常温高压环境的水下测力传感器，所述力传感器连接在所述力输出轴的输出端上并位于所述收容腔中，所述拉伸轴的一侧轴端部固定地连接在所述力传感器上，所述拉伸轴的另一端穿过所述导向通孔而伸入所述环境腔室中；

主冷却水套，其套设在所述连接套上，所述主冷却水套与连接套之间形成主冷却水腔，所述主冷却水套上还具有与所述主冷却水腔相连通的进水通道与出水通道。

优选地，所述拉伸轴有多根，相应地，所述作动装置、所述力测量装置也有多组。

进一步地，所述高压容器为具有釜体和釜盖的高压釜，所述釜体包括呈柱状且具有釜内腔的釜本体、分别自所述釜本体的外侧周部沿径向向外延伸的一个或多个釜支臂，每个所述釜支臂上均开设有沿其长度延伸方向贯穿的轴通孔，所述轴通孔与所述釜内腔相连通设置。

更进一步地，所述高压釜还包括固定地套设在所述釜本体外侧周部上的加热器、固定地套设在所述加热器外侧周部上的保温套，每个所述釜支臂均沿自身长度方向穿出所述保温套外。

优选地，所述拉伸轴有两组，分别为沿竖直方向延伸的竖直轴和沿水平方向延伸的水平轴，所述竖直轴的下端部与所述水平轴的一轴端部分别地伸入所述环境腔室中；相应地，所述作动装置有两组，分别为用于驱使所述竖直轴上下往复运动的第一作动装置和用于驱使所述水平轴沿其自身轴向往复运动的第二作动装置。

进一步地，所述试样包括第一试样与第二试样，所述第一试样通过第一夹具安装在所述竖直轴上，所述第二试样通过第二夹具安装在所述水平轴上，所述第一夹具与第二夹具均收容于所述环境腔室中。

优选地，所述作动装置包括电磁激振作动器、安装在所述电磁激振作动器输出端上的自平衡拉伸轴，所述自平衡拉伸轴的输出端形成所述的力输出轴。

优选地，所述试验机还包括用于测量所述环境腔室中环境信息的环境传感器，所述环境传感器通过电缆密封装置连接在所述高压容器上。

进一步地，所述环境传感器包括电缆、固设于所述电缆下端部并插设在所述环境腔室中的探测头、固设于所述电缆上端部并位于所述环境腔室外的输出端子，所述电缆密封装置包括：

基体，所述基体的下端部固定第连接在所述高压容器上，所述基体上开设有沿上下方向贯穿的基体通孔，所述基体通孔包括可供所述输出端子穿出的第一孔、与所述第一孔相连通并位于所述第一孔上方的第二孔，所述第二孔的孔径大于所述第一孔，所述基体在所述第一孔与第二孔相接处形成限位面；

第一垫片，其由多个第一垫片体沿周向拼接而成，所述第一垫片具有可供所述电缆穿过的第一通孔，所述第一垫片设于所述限位面上；

密封套，其包括可沿轴向固定地插设在所述第二孔中并抵压在所述第一垫片上的套本体、位于所述套本体上端部的限位凸缘，所述套本体上具有可供所述输出端子穿出的密封套孔；

密封圈，其套设在所述电缆的外侧周部上并位于所述密封套孔中；

第二垫片，其由多个第二垫片体沿周向拼接而成，所述第二垫片具有可供所述电缆穿过的第二通孔，所述第二垫片包括配合地插设在所述密封套孔中的安装套、位于所述安装套上端部的压紧凸缘；

卡圈，其由多个卡圈体沿周向拼接而成，所述卡圈上具有可供所述电缆穿过的第三通孔，所述卡圈呈上小下大的锥台状，且所述卡圈支撑在所述压紧凸缘上；

压紧螺帽，所述压紧螺帽具有可供所述输出端子穿出的第四通孔，所述第四通孔的孔径大于所述卡圈的上端直径且小于所述卡圈的下端直径，所述卡圈的上端部插设在所述第四通孔中，所述压紧螺帽套设在所述基体的上端部上并与所述基体的上端部螺纹连接。

进一步地，所述电缆密封装置还包括套设在所述基体外侧周部上的基体冷却水套，所述基体冷却水套与所述基体之间形成基体冷却水腔，所述基体冷却水腔与所述主冷却水腔相连通设置，且所述基体冷却水套在所述基体上位于所述密封圈的下方。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的高温高压环境冲击磨损试验机，其能够实现多试样之间的冲击磨损试验或滑移磨损试验，其结构简单，其中可以通过采用市场上可采购的适用于常温高压环境的水下力传感器进行测力，而不需要高温高压环境的水下力传感器，而力传感器所处高压环境与试样所处高压环境相一致，测量数据更准确；同时，拉伸轴与高压釜之间省去动密封连接，因此无需考虑密封圈的动摩擦力，使得摩擦副的摩擦力可直接通过力传感器测量获得，测量数据更精准。

附图说明

附图1为本实施例的试验机的整体结构示意图；

附图2为本实施例的试验机的整体结构示意图（去除机架和电磁激振器）；

附图3为本实施例的试验机中力测量装置的整体结构示意图；

附图4为附图3中安装套、连接套及主冷却水套之间连接结构放大示意图；

附图5为本实施例中力测量装置的测力原理示意图；

附图6为本实施例中采用的高压釜的剖视结构示意图；

附图7为本实施例中的高压釜上加热器及保温套的结构示意图一；

附图8为本实施例中的高压釜上加热器及保温套的结构示意图二；

附图9为本实施例中的高压釜上加热器的结构示意图；

附图10为附图9加热器的展开示意图；

附图11为本实施例所采用的第一试样与第二试样的安装及相对运动示意图；

如图12为附图11中第一夹具的结构示意图；

附图13为附图12中第一夹具的俯视图；

附图14为附图11中第二夹具的结构示意图；

附图15为附图14中第二夹具的透视图；

附图16为第二夹具中压板的结构示意图；

附图17为本实施例的试验机中采用的电缆密封装置的整体结构示意图；

附图18为附图17的剖视示意图；

附图19为第一垫片体的结构示意图；

附图20为密封套的整体结构示意图；

附图21为第二垫片体的结构示意图；

附图22为卡圈体的结构示意图；

其中：1、机架；2、高压容器（高压釜）；21、釜盖；211、轴穿孔；212、气孔；213、电极孔；214、测温孔；22、釜体；221、釜本体；222、釜支臂；223、轴通孔；23、加热器；231、支臂穿孔一；232、陶瓷加热板；24、保温套；241、半套体；242、支臂穿孔二；25、绝热垫；26、釜体法兰；

3、作动装置（一）；31、电磁激振作动器；32、自平衡拉伸轴；33、位移传感器；321、力输出轴；3’、作动装置（二）；31’、电磁激振作动器；32’、自平衡拉伸轴；33’、位移传感器；

4、拉伸轴（竖直轴）；4’、拉伸轴（水平轴）；

5、力测量装置（一）；5’、力测量装置（二）；51、安装套；511、收容腔；512、接头部；513、第二导向通孔；52、连接套；521、环状凸缘；522、导向通孔；53、主冷却水套；531、主冷却水腔；532、进水通道/出水通道；54、力传感器；541、电缆密封接头；542、信号输出电缆；55、限位卡圈；

6、环境传感器；61、电缆；62、探测头；63、输出端子；

7、电缆密封装置；71、基体；711、第一孔；712、第二孔；713、环状凸缘；714、限位面；72、第一垫片；720、第一垫片体；721、第一弧形槽；73、密封套；731、套本体；732、限位凸缘；733、密封套孔；74、O型密封圈；75、第二垫片；750、第二垫片体；751、安装套；752、压紧凸缘；753、第二弧形槽；76、卡圈；760、卡圈体；761、第三弧形槽；762、锥面；77、压紧螺帽；771、帽腔；78、基体冷却水套；781、基体冷却水腔；782、进水通道；783、出水通道；79、限位挡圈；

8、第一夹具；81、第一穿孔；82、开口槽；83、紧固螺栓孔；84、螺纹盲孔；9、第二夹具；91、夹具体；911、螺纹盲孔；92、挡块；921、第一圆弧面；922、第二圆弧面；93、压板；931、抵靠面；11、第一试样；12、第二试样。

具体实施方式

下面结合附图换热具体烦人实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图1、图2所示的高温高压环境冲击磨损试验机，用于多个试样之间的磨损试验，该试验机包括机架1、设于机架1上且具有用于收容试样的密闭环境腔室的高压容器2、用于伸入上述环境腔室中的拉伸轴4（4’）、设于机架1上用于驱使拉伸轴往复运动的作动装置3（3’）。

在本实施例中，该磨损试验机用于两个试样之间的磨损试验，该两个试样分别为第一试样11和第二试样12；拉伸轴有两组，分别为沿竖直方向延伸的竖直轴4和沿水平方向延伸的水平轴4’，竖直轴4的下端部与水平轴4’的一轴端部分别地伸入高压容器2的环境腔室中；第一试样11通过第一夹具8安装在竖直轴4的下端部上，第二试样12通过第二夹具9安装在水平轴4’的端部上，上述的第一夹具8、第二夹具9、第一试样11、第二试样12均收容在环境腔室中。

相应地，作动装置有两组，分别为作动装置（一）3和作动装置（二）3’，在这里，作动装置3（3’）包括固定地设于机架1上的电磁激振作动其31、安装在电磁激振作动器31（31’）输出端上的自平衡拉伸轴32（32’），该自平衡拉伸轴32（32’）的输出端形成该作动装置的力输出轴321。此处，电磁激振作动器31（31’）的输出端与自平衡拉伸轴32（32’）之间还设有位移传感器33（33’）。

该试验机还包括设于作动装置3（3’）与拉伸轴4（4’）之间的力测量装置5（5’），以下以竖直轴4为例来说明上述力测量装置5（5’）的具体结构和工作原理：

参见图3、图4所示，力测量装置5包括：

连接套52，其下端部与高压容器2相固定且密封连接，连接套52上具有沿轴向贯穿且与高压容器2的环境腔室相连通的导向通孔522；

安装套51，其下端部固设于连接套52的上端部上，安装套52上具有密闭的收容腔511，该收容腔511与导向通孔522相连通，作动装置3的力输出轴321穿设在收容腔511中并与安装套51相动密封连接。

具体地，此处，安装套52上具有与连接套52相固定连接的接头部512，该接头部512上开设有可供竖直轴4沿轴向对应穿过的第二导向通孔513，该第二导向通孔513沿上下方向位于收容腔511与导向通孔522之间并连通收容腔511与导向通孔522。导向通孔522与第二导向通孔513的孔径相同且两者的中心线尽量重合地设置，两者的孔径均比竖直轴4的直径稍大一些，竖直轴4间隙配合地穿设在导向通孔522与第二导向通孔513中，其两端则分别收容于收容腔511与高压容器2的环境腔室中；

力传感器54，该力传感器54采用适用于常温高压环境的水下测力传感器，该种力传感器是目前市场上可直接购买得到的，该力传感器54收容在收容腔511中，竖直轴4的上端部固定地连接在力传感器54上，其下端部穿过导向通孔522并伸入高压容器2的环境腔室中；

主冷却水套53，其套设在连接套52上，该主冷却水套53与连接套52之间形成主冷却水腔531，该主冷却水套53上还具有与主冷却水腔531相连通的进、出水通道532。

参见图2、图3所示，连接套52的外侧周部具有两个环状凸缘521，这两个环状凸缘521沿连接套52的轴向间隔设置，主冷却水套53呈中空筒状，其通过密封件密封地连接在上述两个环状凸缘521上，这样，主冷却水套53的内侧周壁、连接套52的外侧周壁及两个环状凸缘521之间便形成主冷却水腔531,。该主冷却水腔531位于导向通孔522的外侧，通过在进、出水通道532至今通入循环冷却水，便能够对高压容腔2的环境腔室经导向通孔522进入收容腔511的气液予以冷却降温，进而使得收容腔511中处于常温高压状态。主冷却水套53的下方还设有限位挡圈55以对其进行轴向限位。

参见图3、图4所示，安装套51上还设有电缆出口，该电缆出口处设有电缆密封接头541，该电缆密封接头541通过螺纹固定在上述电缆出口上并通过O型密封圈密封，力传感器54的信号输出电缆542与电缆密封接头541相接并向外伸出。

参见图5所示为该力测量装置5的测力原理图，由于力传感器54下方的竖直轴4直接与安装有第一试样11的第一夹具8相连接，且竖直轴4在沿轴向运动的过程中不会与试验机上其他部件产生摩擦或解除，因此，此处测量不需要考虑摩擦力的问题，该力传感器54所测量获得的数值即为第一试样11与第二试样12形成的摩擦副之间的摩擦力，即F₁=f_试样。这样，测量所得到的试验数据更准确。

高压容器2的设置结构如下：

参见图6至图10所示，本实施例中，高压容器2采用的为高压釜，该高压釜包括釜盖21和釜体22，釜体22包括呈柱状且具有釜内腔的釜本体221、分别自釜本体221的外侧周部沿径向向外延伸的一个或多个釜支臂222，每个釜支臂222上均开设有沿其长度延伸方向贯穿的轴通孔223，该轴通孔223与釜内腔相连通地设置。当釜支臂222设置为多个时，所有的釜支臂222沿周向间隔分布地设置于釜本体221的外侧周部上。本实施例中，参见图6所示，釜支臂222设置有两个，每个釜支臂222均呈柱状，且该两个釜支臂222对称地设于釜本体221的径向两侧，两个釜支臂222沿釜本体221的同一径向方向延伸。

参见图6至图10所示，该高压釜还包括固定地套设在釜本体221外侧周部上的加热器23、固定地套设在加热器23外侧周部上的保温套24，每个釜支臂222均沿自身长度方向穿出保温套24外。

在本实施例中，参见图7至图10所示，加热器23包括相互串接的多根陶瓷加热板232，每个陶瓷加热板232均为沿釜本体221的高度方向延伸的矩形竹简状，所有的陶瓷加热板232围设呈筒状而套设在釜本体221的外侧周部上以在工作时对釜本体221进行加热，加热器23上开设有两个支臂穿孔一231，以用于供两个釜支臂222对应穿出。

保温套24呈分体对开式结构，其包括两个半套体241相拼接而成，其高度略高于釜本体221及加热器23，以对釜体22与釜盖21相连接的部位予以罩设和保温。保温套24上开设有两个支臂穿孔二242，以用于供两个釜支臂222对应穿出。釜本体221的底部还固定地设有绝热垫25，该绝热垫25通过螺栓固定地连接在釜本体221的底部并位于加热器23及保温套24的底部。

参见图6所示，釜盖21上开设有沿竖直方向延伸的轴穿孔211，该轴穿孔211的中心线与釜本体221的轴心线相重合。两个釜支臂222上轴通孔223的中心线则与上述轴穿孔211的中心线相垂直。

釜盖21上还开设有至少一个气孔212，该气孔212自釜盖21的外侧周部向釜盖21的轴端底部连通；釜盖21上还开设有用于安装电极的电极孔213、用于安装测温计的测温孔214等。釜盖21与釜体22之间通过釜体法兰26密封连接。

本实施例中，竖直轴4沿轴向穿入轴穿孔211而***高压釜2的内腔中，水平轴4’沿其轴向***其中一个釜支臂222的轴通孔223中，拎一个釜支臂222的轴通孔223则封闭设置。

第一夹具8和第二夹具9的设置结构如下：

参见图11至图16所示，第一夹具8呈方块状，其上开设有供竖直轴4配合地穿入的第一穿孔81，第一夹具8上还开设有沿上下方向贯穿的开口槽82，该开口槽82的槽腔与第一穿孔81的孔腔相连通，第一夹具8上还设有用于驱使开口槽82上相对的两侧槽壁相对靠近的紧固组件。此处，第一夹具8上开设有两个紧固螺栓孔83，紧固组件采用的为紧固螺栓。在将第一夹具8安装至竖直轴4上时，先将竖直轴4沿轴向穿入第一穿孔81中，并使得第一夹具8位于竖直轴4上的设定位置处，然后将紧固螺栓分别穿入两个紧固螺栓孔83而使得开口槽82的两侧槽壁相对靠拢，从而使得第一穿孔82的开口缩小而使得第一夹具8紧紧地卡在竖直轴4上。本实施例中，第一试样11采用的为板状试样，第一夹具8上朝向水平轴4’的端面上开设有多个螺纹盲孔84，第一试样11则通过多个螺钉与上述螺纹盲孔84的配合而固定在第一夹具8上。

第二夹具9包括呈方块状的夹具体91、固设于夹具体91一侧端面上的挡块92，以及可拆卸地连接在夹具体91上以用于将第二试样12固定地抵压在挡块92上的压板93。水平轴4’的轴端部上设有外螺纹，第二夹具9的夹具体91上背离挡块92的端部上开设有螺纹盲孔911，水平轴4’的轴端部螺纹配合地连接在上述螺纹盲孔911中，实现第二夹具9与水平轴4’之间的固定安装连接。

在本实施例中，第二试样12采用的为中空圆柱筒状试样。挡块92上开设有沿竖直方向延伸的第一圆弧面921与沿水平方向延伸的第二圆弧面922，该第一圆弧面921与第二圆弧面922相交错设置，且该第一圆弧面921、第二圆弧面922的弧形轮廓与第二试样12的外侧面的弧形轮廓为相同地设置，安装时可根据第二试样12的安装方向要求来选择使用第一圆弧面921或第二圆弧面922。挡块92可拆卸地安装在夹具体91上，这样可根据第二试样12的形状来选择不同的挡块92。

参图16所示，压板93呈半柱型，其具有圆弧状的抵靠面931，该抵靠面931的弧形轮廓与第二试样12的内孔轮廓相一致。在将第二试样12安装至第二夹具9上时，将第二试样12抵靠在第一圆弧面921或第二圆弧面922上，然后将压板93穿入第二试样12中，并使其抵靠面931贴紧在第二试样12的内侧周壁上，然后通过螺栓将压板93固定至夹具体91上，使得第二试样12被夹紧在压板93与挡块92之间。

参见图1、图2所示，该试验机还包括用于测量高压釜2的环境腔室中环境信息的环境传感器6，该环境传感器6通过电缆密封装置7连接在高压釜2上。具体地，参见图1、图2、图17、图18所示，环境传感器6包括电缆61、固设于电缆61下端部并插设在环境腔室中的探测头62、固设于电缆61上端部并位于环境腔室外的输出端子63。该电缆密封装置7的具体结构如下：

基体71，基体71的下端部固定地连接在高压釜2的釜盖21上，基体71上开设有沿上下方向贯穿延伸的基体通孔，该基体通孔包括可供输出端子63穿出的第一孔711、与第一孔711相连通并位于第一孔711上方的第二孔712，该第二孔712的孔径大于第一孔711，基体71上位于第一孔711与第二孔712相接处形成限位面714；

第一垫片72，其由多个第一垫片体720沿周向拼接而成，此处采用的为如图19所示的两个均呈半圆形的第一垫片体720。两个第一垫片体720上均开设有第一弧形槽721，两个第一垫片体720相拼接时上述的两个第一弧形槽721对应地形成可供电缆61穿过的第一通孔，该第一垫片72配合地设于第二孔712中并位于限位面714上；

密封套73，如图18、图20所示，该密封套73由密封材料制成，其包括可沿轴向固定地插设在第二孔712中并抵压在第一垫片72上的套本体731、位于套本体731上端部的限位凸缘732，套本体731上具有可供输出端子63穿出的密封套孔733。在本实施例中，第二孔712设置为螺纹孔，套本体731螺纹配合地连接在第二孔712上并向下压紧在第一垫片72上，限位凸缘732则抵压在基体71的上端面上，且限位凸缘732的下端面与基体71的上端面之间通过密封件密封连接；

密封圈74，此处采用的为O型密封圈，其套设在电缆61的外侧周部上并位于密封套孔733中；

第二垫片75，其由多个第二垫片体750沿周向拼接而成，本实施例中采用的为如图21所示的两个第二垫片体750，每个第二垫片体750上均开设有第二弧形槽753，两个第二垫片体750相拼接时上述的两个第二弧形槽753对应地形成可供电缆61穿过的第二通孔。该第二垫片75包括配合地插设在密封套孔733中的安装套751、位于安装套751上端部的压紧凸缘752；

卡圈76，其由多个卡圈体760沿周向拼接而成，本实施例中采用的为如图22所示的两个卡圈体760，每个卡圈体760上均开设有第三弧形槽761，两个卡圈体760相拼接时上述两个第三弧形槽761对应地形成可供电缆61穿过的第三通孔。该卡圈76呈上小下大的锥台状结构，其外侧周面为锥面762，且卡圈76的下端部支撑在第二垫片75的压紧凸缘752上；

压紧螺帽77，该压紧螺帽77具有罩设在基体71上端部上的帽腔771，该压紧螺帽77的上端部开设有可供输出端子63穿出的第四通孔，该第四通孔的孔径大于卡圈76上端直径且小于卡圈76下端直径，卡圈76的上端部插设在第四通孔中。该压紧螺帽77套设在基体71的上端部上并与基体71的上端部螺纹连接。

通过不断地旋转压紧螺帽77，便可使其向下挤压卡圈76，从而推动第二垫片75下行而压紧O型密封圈74，使得O型密封圈74被挤压在第一垫片72与第二垫片75之间而与电缆61及密封套73之间相密封连接。设置时，当O型密封圈74被压紧实现密封时，第二垫片75的压紧凸缘752与密封套73的限位凸缘732之间应具有间距，以保证对O型密封圈74的压紧。

参见图17至图18所示，该电缆密封装置还包括套设在基体71外侧周部上的基体冷却水套78，该基体冷却水套78与基体71之间形成基体冷却水腔781，基体冷却水套78上还具有与基体冷却水腔781相连通的进、出水通道782。具体地，基体71的外侧周部上设有沿轴向间隔分布的两个环状凸缘713，基体冷却水套78呈中空筒状并密封地套设在上述的两个环状凸缘713上，两个环状凸缘713之间及基体冷却水套78的内侧周壁、基体71的外侧周壁之间便形成了基体冷却水腔781。通过往上述的基体冷却水腔781中持续地通入冷却循环水，便可对基体71的相应位置进行降温，使得第一孔711中的环境温度降低。设置时，冷却水套78设置于O型密封圈74的下方，这样可使得O型密封圈74的工作环境温度保持在较低温度下，从而延长其使用寿命。

在本实施例中，上述的基体冷却水腔781与力测量装置5中的主冷却水腔531相连通地设置，可以使用同一循环水装置对两者同时进行冷却。

该试验机还包括向高压釜2的环境腔室内提供高温高压循环水的高温高压水循环***、提供主冷却水套53与基体冷却水套78以循环冷却水的水循环***、监控与记录***以及其他试验辅助***。

本实施例的试验机具有如下特点：

（1）可以在模拟核电站一、二回路温度、压力、水化学条件下，进行微小位移幅值、较高振动频率微动摩擦磨损测试；

（2）采用该试验机可以进行滑移磨损试验或冲击—磨损试验，摩擦副之间的接触方式可以是点、线、面接触，测量可以得到摩擦副之间的摩擦系数和磨损系数；

（3）设备的垂直度、水平度方便调节，保证加载装置的同轴度、垂直度；

（4）采用了压力自平衡拉伸轴设计，可以实现抵消高压釜2内外压差，消除压差产生推力。只需选用小载荷作动器便可以实现激振，可以提高载荷控制和测量精度，定量获得摩擦副之间的摩擦力；

（5）合理的压力自平衡拉伸轴设计，以及密封圈材料的选择，可以实现试验机在高频、小振幅往复运动条件下长期运行而不发生泄漏问题，且滑动摩擦力小于200 N，保证设备的长期可靠运行。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高温高压环境冲击磨损试验机，用于多个试样之间的磨损试验，所述试验机包括机架，设于所述机架上且具有用于***述试样的密闭环境腔室的高压容器，用于伸入所述环境腔室中的拉伸轴，设于所述机架上用于驱使所述拉伸轴往复运动的作动装置，其特征在于，所述作动装置包括电磁激振作动器，安装在所述电磁激振作动器输出端上的自平衡拉伸轴，所述试验机还包括设于所述作动装置与所述拉伸轴之间的力测量装置，所述力测量装置包括：

连接套，所述连接套的一端部与所述高压容器相固定且密封连接，所述连接套上具有沿轴向贯穿且与所述环境腔室相连通的导向通孔；

安装套，其固设于所述连接套的另一端部上，所述安装套上具有密闭的收容腔，所述收容腔与所述导向通孔相连通，所述自平衡拉伸轴的输出端与所述安装套相动密封连接并穿设在所述收容腔中，所述安装套上具有与所述连接套固定连接的接头部，所述接头部上开设有可供所述拉伸轴沿轴向对应穿过的第二导向通孔，所述第二导向通孔连通所述收容腔与所述导向通孔，所述拉伸轴间隙配合地插设在所述导向通孔与所述第二导向通孔中；

力传感器，所述力传感器为适用于常温高压环境的水下测力传感器，所述力传感器连接在所述自平衡拉伸轴的所述输出端上并位于所述收容腔中，所述拉伸轴的一侧轴端部固定地连接在所述力传感器上，所述拉伸轴的另一端穿过所述导向通孔而伸入所述环境腔室中；

主冷却水套，其套设在所述连接套上，所述主冷却水套与连接套之间形成主冷却水腔，所述主冷却水套上还具有与所述主冷却水腔相连通的进水通道与出水通道，

所述试样包括第一试样与第二试样，所述第一试样安装在所述拉伸轴的端部上，所述第一试样与所述第二试样均收容在所述环境腔室中，所述第一试样与所述第二试样形成摩擦副，所述拉伸轴沿轴向运动的过程中，所述力传感器所测量获得的数值即为所述第一试样与所述第二试样形成的摩擦副之间的摩擦力，

所述试验机还包括用于测量所述环境腔室中环境信息的环境传感器，所述环境传感器通过电缆密封装置连接在所述高压容器上，所述环境传感器包括电缆，固设于所述电缆下端部并插设在所述环境腔室中的探测头，固设于所述电缆上端部并位于所述环境腔室外的输出端子，所述电缆密封装置包括：

基体，所述基体的下端部固定地连接在所述高压容器上，所述基体上开设有沿上下方向贯穿的基体通孔，所述基体通孔包括可供所述输出端子穿出的第一孔，与所述第一孔相连通并位于所述第一孔上方的第二孔，所述第二孔的孔径大于所述第一孔，所述基体在所述第一孔与第二孔相接处形成限位面；

第一垫片，其由多个第一垫片体沿周向拼接而成，所述第一垫片具有可供所述电缆穿过的第一通孔，所述第一垫片设于所述限位面上；

密封套，其包括可沿轴向固定地插设在所述第二孔中并抵压在所述第一垫片上的套本体，位于所述套本体上端部的限位凸缘，所述套本体上具有可供所述输出端子穿出的密封套孔；

密封圈，其套设在所述电缆的外侧周部上并位于所述密封套孔中；

第二垫片，其由多个第二垫片体沿周向拼接而成，所述第二垫片具有可供所述电缆穿过的第二通孔，所述第二垫片包括配合地插设在所述密封套孔中的安装套，位于所述安装套上端部的压紧凸缘；

卡圈，其由多个卡圈体沿周向拼接而成，所述卡圈上具有可供所述电缆穿过的第三通孔，所述卡圈呈上小下大的锥台状，且所述卡圈支撑在所述压紧凸缘上；

压紧螺帽，所述压紧螺帽具有可供所述输出端子穿出的第四通孔，所述第四通孔的孔径大于所述卡圈的上端直径且小于所述卡圈的下端直径，所述卡圈的上端部插设在所述第四通孔中，所述压紧螺帽套设在所述基体的上端部上并与所述基体的上端部螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的高温高压环境冲击磨损试验机，其特征在于：所述拉伸轴有多根，相应地，所述作动装置，所述力测量装置也有多组。

3.根据权利要求2所述的高温高压环境冲击磨损试验机，其特征在于：所述高压容器为具有釜体和釜盖的高压釜，所述釜体包括呈柱状且具有釜内腔的釜本体，分别自所述釜本体的外侧周部沿径向向外延伸的一个或多个釜支臂，每个所述釜支臂上均开设有沿其长度延伸方向贯穿的轴通孔，所述轴通孔与所述釜内腔相连通设置。

4.根据权利要求3所述的高温高压环境冲击磨损试验机，其特征在于：所述高压釜还包括固定地套设在所述釜本体外侧周部上的加热器，固定地套设在所述加热器外侧周部上的保温套，每个所述釜支臂均沿自身长度方向穿出所述保温套外。

5.根据权利要求2所述的高温高压环境冲击磨损试验机，其特征在于：所述拉伸轴有两组，分别为沿竖直方向延伸的竖直轴和沿水平方向延伸的水平轴，所述竖直轴的下端部与所述水平轴的一轴端部分别地伸入所述环境腔室中；相应地，所述作动装置有两组，分别为用于驱使所述竖直轴上下往复运动的第一作动装置和用于驱使所述水平轴沿其自身轴向往复运动的第二作动装置。

6.根据权利要求5所述的高温高压环境冲击磨损试验机，其特征在于：所述第一试样通过第一夹具安装在所述竖直轴上，所述第二试样通过第二夹具安装在所述水平轴上，所述第一夹具与第二夹具均收容于所述环境腔室中。

7.根据权利要求1所述的高温高压环境冲击磨损试验机，其特征在于：所述电缆密封装置还包括套设在所述基体外侧周部上的基体冷却水套，所述基体冷却水套与所述基体之间形成基体冷却水腔，所述基体冷却水腔与所述主冷却水腔相连通设置，且所述基体冷却水套在所述基体上位于所述密封圈的下方。