CN206756567U - 高通量持久蠕变试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高通量持久蠕变试验机，包括机架，加载***及加热装置，其中：二套及二套以上加载***共用一套加热装置；升降调平机构包括第一升降丝杆机构和防震机构，其中：第一升降丝杆机构的第一丝杆向上穿过机架底座的面板，上端安装下拉杆机构，面板底部的第一丝杆上设置连接板；防震机构包括固定安装在面板底部的两根导向柱，导向柱向下穿过连接板并依次串联直线轴承和第一缓冲器，直线轴承嵌设于连接板两端的第一通孔内并与连接板的底部固定，第一缓冲器下方的导向柱上安装限位件，直线轴承和连接板沿着导向柱上下运动。本实用新型不仅能够提高试验机的试验效率，还能减少机架的振动，保证试验数据的准确性且可降低能耗及试验成本。

Description

高通量持久蠕变试验机

技术领域

本实用新型属于材料试验机领域，具体地说，是关于一种高通量持久蠕变试验机。

背景技术

机械式高温蠕变持久强度试验机，由机架、加载***、测温***、变形测量***、加热装置、测量及控制***和软件***等组成。机架通常包括底座、由底座固定支承的上横板，加载***通常包括安装在上横板上的杠杆机构，安装在底座中的升降调平机构和砝码加卸载机构，与杠杆机构联接的上拉杆机构及与升降调平机构联接的下拉杆机构，所述上拉杆机构和下拉杆机构同轴，二者之间安装试样。在恒定的载荷和温度条件下，蠕变试验测量记录试样变形量随时间变化的数据，因此需要启用变形测量***，持久试验测定试样达到断裂的持续时间，因此不启用变形测量***。

现有技术中的机械式高温蠕变持久强度试验机存在如下弊端：

一方面，高温蠕变和持久强度试验的周期长，现有的机械式高温蠕变持久强度试验机，试样数量为一件，导致试验效率低，且热能利用率低，能耗大。如果同一个机架上安装多个试样，多个试样同时进行试验时，若其中的一个或几个试样发生断裂，则产生的振动会直接传递给整个机架，从而传递给其他试样，影响其他试样的测试，降低了试验数据的准确性。

另一方面，现有的多试样机械式高温蠕变持久强度试验机，每个试样独立使用一个加热炉或者加热空间，使得加热炉数量较多，结构也较复杂，直接导致试验成本增加。

因此，有必要研发一种新型的多试样机械式高温蠕变持久强度试验机，不仅能够提高试验机的试验效率，还能减少机架的振动，保证试验数据的准确性且降低能耗及试验成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高通量持久蠕变试验机，以克服现有技术中的上述问题，不仅能够提高试验机的试验效率，还能减少机架的振动，保证试验数据的准确性且降低能耗及试验成本。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

高通量持久蠕变试验机，包括机架，设置于机架内的加载***及加热装置，所述加载***包括杠杆机构、上拉杆机构、下拉杆机构、升降调平机构和砝码加卸载机构，其中：

所述机架包括底座，所述底座包括底板，设置于底板上的第一支承件及由第一支承件支承的面板，二套及二套以上的所述加载***共用一套加热装置；

所述升降调平机构包括第一升降丝杆机构和防震机构，其中：所述第一升降丝杆机构包括向上穿过面板的第一丝杆，所述面板底部的第一丝杆上设置连接板；所述防震机构包括固定安装在面板底部的两根导向柱，所述导向柱向下穿过连接板并依次串联直线轴承和第一缓冲器，所述直线轴承嵌设于连接板两端的第一通孔内并与连接板的底部固定，所述第一缓冲器下方的导向柱上安装限位件，所述直线轴承与连接板沿着导向柱上下运动。

根据本实用新型，所述导向柱的下端向下延伸至底板。

根据本实用新型，所述导向柱的下端向下穿过底板并延伸至地面。

根据本实用新型，所述底板下安装防震调节脚。

根据本实用新型，所述第一缓冲器的上、下表面装有垫板。

根据本实用新型，所述机架还包括固定于所述面板上的第二支承件和固定于所述第二支承件顶端的上横板；

所述杠杆机构包括设置于上横板上的杠杆和悬吊于杠杆末端的砝码支承机构，所述杠杆的首端装有平衡丝杆和平衡砣，所述杠杆后端的上横板上设有第二缓冲器和开关支架，所述开关支架上设有水平控制感应开关；

所述砝码支承机构包括连杆支承座，安装于所述连杆支承座下端的连杆，安装于所述连杆底端的砝码盘，所述砝码盘上装有砝码。

根据本实用新型，所述砝码加卸载机构包括安装于所述面板下的第二升降丝杆机构，所述第二升降丝杆机构的第二丝杆向上穿过面板，所述第二丝杆的上端安装第三缓冲器。

根据本实用新型，所述上拉杆机构包括安装在所述杠杆前端内部的上拉杆支承机构，所述上拉杆支承机构的下端装有第一自动调心装置，所述第一自动调心装置的下端装有上拉杆；

所述下拉杆机构包括安装在所述第一丝杆上端的力传感器，所述力传感器的上端装有第二自动调心装置，所述第二自动调心装置的上端装有下拉杆，所述下拉杆和上拉杆之间安装试样。

根据本实用新型，所述加热装置包括高温炉、高温炉升降机构和定位导向机构，其中：

所述高温炉升降机构包括与高温炉固定连接的一对钢丝绳，固定在上横板顶部前端的两个钢丝绳转向机构和后端的两个钢丝绳缠绕机构；

所述定位导向机构包括固定在第二支承件上的固定座，上下两端由固定座固定的导向杆和固定在高温炉两侧壁上的导向座，所述导向座由导向杆导向。

根据本实用新型，所述试验机还包括测温***、变形测量***和测量及控制***，其中:

所述测温***包括固定在试样表面的热电偶，所述热电偶将温度转换为电信号，输入测量及控制***；

所述变形测量***包括夹持在试样上下两端的引伸计，所述引伸计上装有位移传感器，所述位移传感器将信号输送给测量及控制***。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

1)本实用新型的高通量持久蠕变试验机，多个试样同时进行试验，且多件试样均布，共用一套加热装置，试验效率和热利用率成倍提高，能耗大幅度减小，减少了设备的占地面积，极大地提高了经济效益。

2)升降调平机构结合安装防震机构，试样断裂后产生的振动能够通过防震机构有效地吸收，而不是直接传递给面板，进而通过面板传递给其他的试样，极大地减少了一个试样断裂对其他试样的影响，提高了测试数据的准确性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图右视图。

图2是本实用新型结构示意图主视图。

图3是本实用新型的结构示意图俯视图。

图4是机架的结构示意图主视图。

图5是加载***的结构示意图主视图，其中双点划线表示机架。

图6是升降调平机构的结构示意图主视图，其中双点划线表示面板。

图7是图6中A部分的放大图。

图8是升降调平机构的结构示意图仰视图，其中双点划线表示面板。

图9是升降调平机构的结构示意图俯视图，其中双点划线表示面板。

图10是杠杆机构的结构示意图主视图，其中双点划线表示上横板。

图11是砝码支承机构的结构示意图主视图。

图12是砝码加卸载机构的结构示意图右视图，其中双点划线表示面板。

图13是砝码加卸载机构的结构示意图主视图，其中双点划线表示面板。

图14是上拉杆机构、下拉杆机构及试样安装示意图，其中双点划线表示面板。

图15是上拉杆机构的结构示意图主视图。

图16是下拉杆机构的结构示意图主视图。

图17是试样及测温***、测量形变***(引伸计)的结构示意图主视图。

图18是加热装置的结构示意图右视图，其中双点划线表示机架。

图19是加热装置的结构示意图主视图，其中双点划线表示机架。

图20是加热装置的结构示意图俯视图，其中双点划线表示机架。

图中：1-机架、2-加载***、3-加热装置、4-测温***、5-测量及控制***、6-变形测量***、7-试样、8-第一螺栓、9-第二螺栓、10-第一防松螺母、101-第二防松螺母、11-底座、12-立柱、13-上横板、14-开关支架、15-水平控制感应开关、16-第二缓冲器、111-底板、112-联接柱、113-面板、114-防震调节脚、21-上拉杆机构、22-杠杆机构、23-下拉杆机构、24-升降调平机构、25-砝码加卸载机构、26-调平电机减速机、27-第一升降丝杆机构、28-防震机构、29-同步带传动机构、271-第一丝杆、272-连接板、273-第一通孔、281-导向柱、282-直线轴承、283-第一缓冲器、284-限位件、285-垫板、221-杠杆、222-砝码支承机构、223-杠杆支承机构、224-平衡丝杆、225-平衡砣、226-连杆支承座、227-连杆、228-砝码、229-砝码盘、251-第二升降丝杆机构、252-第二丝杆、253-第三缓冲器、211-上拉杆支承机构、212-第一自动调心装置、213-上拉杆、231-力传感器、232-第二自动调心装置、233-下拉杆、31-高温炉、32-高温炉升降机构、33-定位导向机构、321-钢丝绳、322-钢丝绳转向机构、323-钢丝绳缠绕机构、324-升降电机减速机、325-传动轴、331-固定座、332-导向杆、311-导向座、61-引伸计、62-位移传感器

具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图3所示，根据本实用新型的一个实施例，本实用新型的高通量持久蠕变试验机，包括机架1、安装于机架中的六套加载***2和供六套加载***2共用的加热装置3，六套各自独立的测量及控制***5，试样7安装在所述加载***2中，测温***4和变形测量***6安装在所述试样7上，其中：

如图4所示，所述机架1包括底座11，所述底座11包括底板111、联接柱112和面板113，所述联接柱112通过第一螺栓8固定于所述底板111上，所述面板113通过第二螺栓9固定于所述联接柱112的顶端。

上述固定方式还可采用现有技术中的其他方式，如榫槽连接、焊接等方式。所述联接柱112也可以用支承板代替，只要能够固定在底板111上，且能够起到稳定支承面板113的第一支承件均可以实现所述联接柱112的功能。

如图2和图3所示，所述加载***2对中均匀分布，各自独立运行。如图5所示，所述加载***2包括安装在机架上的杠杆机构22，安装在底座11中的升降调平机构24和砝码加卸载机构25，与杠杆机构22联接的上拉杆机构21及与升降调平机构24联接的下拉杆机构23，所述上拉杆机构21和下拉杆机构23同轴，二者之间安装试样7。

如图5至图9所示，所述升降调平机构24包括第一升降丝杆机构27和防震机构28，其中：所述第一升降丝杆机构27包括向上穿过面板113的第一丝杆271，所述面板113底部的第一丝杆271处设置连接板272，所述第一丝杆271由固定安装在面板113下的调平电机减速机26通过同步带传动机构29驱动上下运动。

如图5至图9所示，所述防震机构28包括固定安装在面板113底部的两根导向柱281，所述导向柱281向下穿过所述连接板272并依次串联直线轴承282和第一缓冲器283，所述直线轴承282嵌设于所述连接板272两端的第一通孔273内并与连接板272的底部固定连接，所述第一缓冲器283下方的导向柱281上安装预紧螺母284，所述直线轴承282和连接板272沿着导向柱281上下运动。多个试样同时试验时，如果其中的一个试样断裂，产生的振动通过第一丝杆271向下传递给第一升降丝杆机构27，带动连接板272和直线轴承282上下运动，并将振动传递给第一缓冲器283，由第一缓冲器吸收。

本实施例中，预紧螺母还可以是现有技术中可固定于导向柱281起到防止第一缓冲器283下落的限位件，所述第一缓冲器283为聚氨酯缓冲器。

整个试验机通过设置于控制室中的软件***控制，前为工作人员装拆试样工作区，后为工作人员装卸砝码工作区。

根据本实用新型，所述导向柱281的下端向下延伸至底板。当第一缓冲器283不足以将试样断裂产生的振动吸收，影响其他试样的试验时，将所述导向柱281的下端向下延伸至底板111，使不能被第一缓冲器283吸收的振动能传递至底板111，被机架1吸收，从而进一步减少振动对试样7的影响。

根据本实用新型，所述导向柱281的下端向下穿过底板111并延伸至地面。当导向柱281的下端将不能被第一缓冲器283吸收的振动能传递至底板111还不能完全吸收振动能，还会影响其他试样7的试验时，将所述导向柱281的下端向下穿过底板111并延伸至地面，将振动传递给地面，从而进一步减少振动对试样7的影响。

如图4所示，根据本实用新型，所述底板111的下表面安装防震调节脚114。所述防震调节脚114可以为包胶的调节脚，进一步减少试样断裂产生的振动对其他试样的影响。

如图6所示，根据本实用新型，所述第一缓冲器283的上、下表面均安装有垫板285。

如图4所示，根据本实用新型，所述机架1还包括由第一防松螺母10固定于所述底座11上的立柱12和用第二防松螺母101固定于所述立柱12上端面的上横板13。

上述固定方式还可采用现有技术中的其他方式，如榫槽连接、焊接等方式。所述立柱12也可以用支承板代替，只要能够固定在底座11上，且能够起到稳定支承上横板13的第二支承件均可以实现所述立柱12的功能。

如图10所示，所述杠杆机构22包括设置于上横板13上的杠杆221和设置于杠杆221末端的砝码支承机构222，所述杠杆221前端的两侧的上横板13上固定设置两个具有刀刃刀承结构的杠杆支承机构223，所述杠杆221的前端装有平衡丝杆224，所述平衡丝杆224上装有平衡砣225，所述杠杆221后端的上横板13上安装有门型的开关支架14，所述杠杆221的后端穿过门型的开关支架14，所述开关支架14的两侧分别安装水平控制感应开关15，所述杠杆后端的上横板13上设有第二缓冲器16。本实施例中，所述第二缓冲器16为聚氨酯缓冲器。

如图11所示，所述砝码支承机构222包括连杆支承座226，安装于所述连杆支承座226下端的连杆227，安装于所述连杆227底端的砝码盘228，所述砝码盘229上装有砝码228。

通过杠杆机构22给试样7施加加载力，可以以较轻的砝码获得较大的试验载荷。试验中，水平控制感应开关15感应到杠杆221后端的具***置，升降调平机构24通过水平控制感应开关15的反馈，调节并控制杠杆221的水平状态在许可的范围内，从而保证加载力的稳定。当某个试样7断裂时，杠杆221的末端在砝码重力(加载力)的作用下快速下降，但可以得到其下方的第二缓冲器16的支承和缓冲，因而可减少对机架的冲击而产生的振动。

如图12和图13所示，根据本实用新型，所述砝码加卸载机构25包括安装于面板113下表面的第二升降丝杆机构251，所述第二升降丝杆机构251的第二丝杆252向上穿过面板113，其上端安装第三缓冲器253，所述第二升降丝杆机构251由电机驱动。

试验过程中，当某个试样7断裂时，杠杆221后端在砝码支承机构222快速下降，砝码盘228以较大的冲量撞击到第三缓冲器253上，经过第三缓冲器253的支承和缓冲作用，减少了冲击和机架的振动。

如图14和图15所示，根据本实用新型，所述上拉杆机构21包括安装在所述杠杆221前端内部的上拉杆支承机构211，所述上拉杆支承机构211的下端装有第一自动调心装置212，所述第一自动调心装置212的下端装有上拉杆213；

如图14和图16所示，所述下拉杆机构23包括安装在所述第一丝杆271上端的力传感器231，所述力传感器231的上端装有第二自动调心装置232，所述第二自动调心装置232的上端装有下拉杆233，所述下拉杆233和上拉杆223之间安装试样7。

如图18至20所示，根据本实用新型，所述加热装置3包括高温炉31、高温炉升降机构32和定位导向机构33，其中：

所述高温炉升降机构32包括与高温炉31的顶部固定连接的一对钢丝绳321，固定在所述上横板13顶部前端的两个钢丝绳转向机构322和后端的两个钢丝绳缠绕机构323，所述钢丝绳缠绕机构323由安装在升降电机减速机324的传动轴325驱动，所述升降电机减速机324安装在上横板13上，所述钢丝绳321由所述高温炉升降机构32实现上下运动。

如图19所示，所述定位导向机构33包括固定在立柱12上的固定座331，上下两端由固定座331固定的导向杆332和固定在高温炉31的两侧壁上的导向座311，所述高温炉31通过导向座311由导向杆332导向。

现有的机械式高温蠕变持久强度试验机的高温炉通常固定在机架上，在高温炉31的正面开设炉门，安装和拆卸试件时均需要打开炉门，在较小的空间内进行操作，操作很不方便，因此会影响试件的安装精度，进而影响后续试验的准确性。另外，试验结束后，试件和加载试件的上拉杆213及下拉杆233均在高温炉31内降温，由于高温炉具有保温效果，导致降温时间长，进一步降低了试验效率。

本实用新型的高温炉31通过钢丝绳321与高温炉升降机构32连接，可实现自由上升和下降，试样的安装和拆卸空间大，方便操作，提高了试样的安装精确性，进而保证了试验数据的准确性，且高温炉通过导向杆332导向，结构的安装稳定性好。多个试样同时进行试验，且多件试样均布，共用一个高温炉，工作效率和热利用率成倍提高，能耗大幅度减小，减少了设备的占地面积，提高了经济效益。

如图1、图2、图14和图17所示，根据本实用新型，所述测温***4包括固定在试样7表面的热电偶，所述热电偶将温度转换为电信号，输入测量及控制***5；所述变形测量***6包括夹持在试样上下两端的引伸计61，所述引伸计61上装有位移传感器62，所述位移传感器62将信号输送给测量及控制***5。

上述实施例中，各自独立的加载***2为6套，可根据实际试验需要，设计加载***的数量为二套及二套以上。二套及二套以上各自独立的加载***2共用一套加热装置，即试验时，二套及二套以上各自独立的加载***2中的试样7均处于同一个加热炉内。

本实用新型的高通量持久蠕变试验机使用时，按照如下步骤进行：

启动电源，启动高温炉升降机构32，上升高温炉31到合适位置，调整下拉杆233到适当高度，按照从左到右的顺序安装多个试样7，然后，降下高温炉31；控制炉温达到设计温度，高温炉通过设计保证炉内温度均匀，保证多个试样的加热条件相同。然后通过杠杆机构22给每个试样7施加一个恒定的载荷，在规定的时间内，观测试样7的变形或断裂情况。

试验机通过热电偶测量试样7上的温度，测量及控制***5对温度进行监测和调整。蠕变试验时，通过变形测量***6的引伸计61测量试样7的变形，引伸计61上的位移传感器62将信号输送给测量及控制***5。

试验完成后，关闭高温炉31的电源，提升高温炉31到合适位置，待上、下拉杆和试样降到常温后，取下砝码，拆下试样。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.高通量持久蠕变试验机，包括机架，设置于机架内的加载***及加热装置，所述加载***包括杠杆机构、上拉杆机构、下拉杆机构、升降调平机构和砝码加卸载机构，其特征在于，其中：

所述机架包括底座，所述底座包括底板，设置于底板上的第一支承件及由第一支承件支承的面板，二套及二套以上的所述加载***共用一套加热装置；

所述升降调平机构包括第一升降丝杆机构和防震机构，其中：所述第一升降丝杆机构包括向上穿过面板的第一丝杆，所述面板底部的第一丝杆上设置连接板；所述防震机构包括固定安装在面板底部的两根导向柱，所述导向柱向下穿过连接板并依次串联直线轴承和第一缓冲器，所述直线轴承嵌设于连接板两端的第一通孔内并与连接板的底部固定，所述第一缓冲器下方的导向柱上安装限位件，所述直线轴承与连接板沿着导向柱上下运动。

2.根据权利要求1所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述导向柱的下端向下延伸至底板。

3.根据权利要求1所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述导向柱的下端向下穿过底板并延伸至地面。

4.根据权利要求1所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述底板下安装防震调节脚。

5.根据权利要求1所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述第一缓冲器的上、下表面装有垫板。

6.根据权利要求1所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述机架还包括固定于所述面板上的第二支承件和固定于所述第二支承件顶端的上横板；

所述杠杆机构包括设置于上横板上的杠杆和悬吊于杠杆末端的砝码支承机构，所述杠杆的首端装有平衡丝杆和平衡砣，所述杠杆后端的上横板上设有第二缓冲器和开关支架，所述开关支架上设有水平控制感应开关；

所述砝码支承机构包括连杆支承座，安装于所述连杆支承座下端的连杆，安装于所述连杆底端的砝码盘，所述砝码盘上装有砝码。

7.根据权利要求1所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述砝码加卸载机构包括安装于所述面板下的第二升降丝杆机构，所述第二升降丝杆机构的第二丝杆向上穿过面板，所述第二丝杆的上端安装第三缓冲器。

8.根据权利要求6所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述上拉杆机构包括安装在所述杠杆前端内部的上拉杆支承机构，所述上拉杆支承机构的下端装有第一自动调心装置，所述第一自动调心装置的下端装有上拉杆；

所述下拉杆机构包括安装在所述第一丝杆上端的力传感器，所述力传感器的上端装有第二自动调心装置，所述第二自动调心装置的上端装有下拉杆，所述下拉杆和上拉杆之间安装试样。

9.根据权利要求6所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述加热装置包括高温炉、高温炉升降机构和定位导向机构，其中：

所述高温炉升降机构包括与高温炉固定连接的一对钢丝绳，固定在上横板顶部前端的两个钢丝绳转向机构和后端的两个钢丝绳缠绕机构；

所述定位导向机构包括固定在第二支承件上的固定座，上下两端由固定座固定的导向杆和固定在高温炉两侧壁上的导向座，所述导向座由导向杆导向。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的高通量持久蠕变试验机，其特征在于，所述试验机还包括测温***、变形测量***和测量及控制***，其中:

所述测温***包括固定在试样表面的热电偶，所述热电偶将温度转换为电信号，输入测量及控制***；

所述变形测量***包括夹持在试样上下两端的引伸计，所述引伸计上装有位移传感器，所述位移传感器将信号输送给测量及控制***。