法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-10-28
授权
授权
2014-02-26
实质审查的生效 IPC(主分类):G01N3/56 申请日:20131018
实质审查的生效
2014-01-22
公开
公开
技术领域
本发明涉及材料性能试验领域,具体是一种冲击磨损试验机及其制造冲击磨损的方法。
背景技术
冲击磨损是很多设备和部件失效的主要原因,因此,对易受冲击磨损的设备和部件的材料进行冲击磨损试验尤为必要。现有冲击磨损试验机普遍采用电机带动冲锤,并由冲锤带动试样来实现试样间的冲击磨损试验。很多易发生冲击磨损的设备和部件长期处于高温高压环境中,如核电厂控制棒驱动机构的勾爪和丝杠。采用现有冲击磨损试验机在高温高压下对设备或部件进行试验时,会遇到高温高压下高速运动下的动密封难题。
发明内容
本发明目的在于解决现有冲击磨损试验机在高温高压下进行试验时不便于实现动密封的问题,提供了一种冲击磨损试验机,其在高温高压下应用时能避免高温高压下高速运动的动密封,具有广泛的市场应用前景。本发明还公开了上述冲击磨损试验机制造冲击磨损的方法。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现:一种冲击磨损试验机,包括高温高压釜、直线电机、外磁体、内磁体及驱动杆,所述直线电机和外磁体均位于高温高压釜外,且直线电机与外磁体连接;所述内磁体和驱动杆均位于高温高压釜内,内磁体与外磁体的位置对应,驱动杆上端连接于内磁体下端面。其中,高温高压釜采用无磁性材料制造,本发明应用时在高温高压釜内设置两块试样,一块试样连接在驱动杆下端,另一试样位于驱动杆连接的试样正下方且与驱动杆连接的试样存在一定的间距,直线电机作为动力部件,直线电机带动外磁体做上下的直线运动,外磁体依靠磁力带动内磁体做上下的直线运动,两块试样之间的间距不大于内磁体移动至最上端和内磁体移动至最下端之间的间距,内磁体上下的直线运动实现了试样间的冲击磨损。外磁体与内磁体之间产生的磁力应保证驱动杆下端连接试样后,不会因内磁体、驱动杆及试样的重力而导致驱动杆及驱动杆连接的内磁体和试样三者直接掉落在高温高压釜体内。
所述外磁体构成圆筒状,所述高温高压釜穿过外磁体中央的通孔。因内磁体与外磁体位置对应且两者之间会产生作用力,在外磁体构成圆筒状时内磁体位于外磁体的中央,如此,能避免外磁体与内磁体之间产生相互作用力时内磁体碰撞高温高压釜的釜体内壁。
所述高温高压釜釜体的上端构成外径小于外磁体圆筒直径的进出口管,高温高压釜通过其进出口管穿过外磁体中央的通孔;所述内磁体构成圆柱状,且内磁体位于进出口管内。因试验用的试样体积和重量一般较小,试验过程中对外磁体与内磁体之间的磁力需求也不是很大,本发明通过增设进出口管,可减小外磁体和内磁体的体积,节省成本,且能保证外磁体与内磁体处于适当的间距。
所述高温高压釜外设有水冷装置。其中,水冷装置用于对内磁体进行冷却,避免因内磁体温度过高而影响内磁体与外磁体之间的作用力。
所述高温高压釜内连接有轴承,所述驱动杆穿过轴承。本发明应用时驱动杆在内磁体的带动作用下会上下移动,通过增设轴承可对驱动杆的移动实现定位作用。
为了便于对驱动杆连接的试样正下方的试样进行固定,作为优选,所述高温高压釜内设有位于驱动杆下方的试样架。
一种冲击磨损试验机制造冲击磨损的方法,包括以下步骤:
步骤一、在高温高压釜内安装两块试样,一块试样连接于驱动杆下端,另一块试样安装于驱动杆连接的试样正下方;
步骤二、加入试验介质,然后密封高温高压釜;
步骤三、将高温高压釜加热到试验温度;
步骤四、启动直线电机,直线电机带动外磁体做上下的直线运动,外磁体依靠磁力带动内磁体做上下的直线运动,进而实现高温高压釜内两块试样间的冲击磨损。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:(1)本发明的试验机包括高温高压釜、直线电机、外磁体、内磁体及驱动杆,整体结构简单,便于实现,成本低,本发明应用时高温高压釜提供高温高压环境,直线电机带动外磁体上下直线运动,而内磁体与外磁体依靠磁力进行传动,能避免在高温高压下实现动密封的难题,具有良好的经济性。
(2)本发明的试验机应用时不局限于用于高温高压环境,也可在常温高压环境下进行应用,具有广泛的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明试验机的结构示意图。
附图中附图标记所对应的名称为:1、高温高压釜,2、直线电机,3、外磁体,4、内磁体,5、水冷装置,6、轴承,7、驱动杆,8、试样架,9、支承座。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示,一种冲击磨损试验机,包括高温高压釜1、设置在高温高压釜1外的直线电机2和外磁体3、设置在高温高压釜1内的内磁体4和驱动杆7,其中,高温高压釜1优选采用S31608Ⅲ不锈钢制造。直线电机2与外磁体3连接,驱动杆7上端连接于内磁体4下端面,内磁体4与外磁体3的位置对应且外磁体3与内磁体4之间会产生相互作用力,该作用力应保证驱动杆7下端连接试样后内磁体4、驱动杆7及试样三者不会因为重力而直接掉落在高温高压釜1的釜体内,即外磁体3与内磁体4的作用力应保证内磁体4、驱动杆7及试样处于悬空状态。本实施例应用时高温高压釜1内设置试样的数量为两块,一块试样连接于驱动杆7下端,另一块试样安装在驱动杆7连接的试样正下方,两块试样之间的间距不大于内磁体4能上下移动的活动间距。本实施例的试验机可调冲击频率为0.5 HZ~5HZ,两块试样间的冲击能量为5×10-3J~25J,试验温度为0℃~350℃,试验压力为0MPa~17.5MPa。其中,试验参数是根据材料具体的设计或服役工况来选择。
实施例2
为了保证内磁体4受力分布均匀,本实用例在实施例1的基础上进行了如下改进:本实施例的外磁体3构成圆筒状,高温高压釜1穿过外磁体3中央的通孔,而内磁体4也位于外磁体3中央部位。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上进行了如下改进:本实施例的高温高压釜1釜体的上端构成外径小于外磁体3圆筒直径的进出口管,高温高压釜1通过其进出口管设穿过外磁体1中央的通孔,内磁体4构成圆柱状,且内磁体4位于进出口管内。
实施例4
本实施例在实施例1~3中任意一个实施例的基础上进行了如下改进:为了避免高温环境影响外磁体与内磁体4之间的相互作用力,本实施例的高温高压釜外设有水冷装置5,在本实施例应用时,水冷装置5用于对内磁体4进行冷却,水冷装置5通过循环冷却水对内磁体4所处的高温高压釜1内空间进行冷却,确保内磁体4的工作温度稳定在200℃以下。
实施例5
本实施例在实施例1~4中任意一个实施例的基础上进行了如下改进:本实施例的高温高压釜1内连接有轴承6,驱动杆7穿过轴承6。如此,本实施例应用时采用轴承6来实现定位。
实施例6
本实施例在实施例1~5中任意一个实施例的基础上进行了如下改进:为了便于驱动杆7连接的试样正下方的试样进行固定,高温高压釜1内设有试样架8及支承试样架8的支承座9,试样架8位于驱动杆7下方,且试样架8上设有与驱动杆7下端位置对应的试样定位口。
实施例7
一种冲击磨损试验机制造冲击磨损的方法,包括以下步骤:步骤一、在高温高压釜1内安装两块试样,一块试样连接于驱动杆7下端,另一块试样安装于驱动杆7连接的试样正下方,两块试样之间的间距不大于内磁体4能上下移动的活动间距;步骤二、加入试验介质,然后密封高温高压釜1;步骤三、将高温高压釜1加热到试验温度;步骤四、启动直线电机2,直线电机2带动外磁体3做上下的直线运动,外磁体3依靠磁力带动内磁体4做上下的直线运动,进而实现高温高压釜1内两块试样间的冲击磨损。其中,试验温度优选为350℃,试验压力优选为17.5MPa。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。
机译: 弯曲加工性和耐冲击磨损性优异的耐磨钢板及其制造方法
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