CN107655745A - 一种耐火材料试验用自动加荷装置及加卸荷方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐火材料试验用自动加荷装置及加卸荷方法，所述装置包括升降机、配重砣、钢丝绳、滑轮、加荷砣、球形支座、上加压棒和下加压棒；下加压棒的上端和上加压棒的下段分别置于加热炉内，试样装载在上加压棒和下加压棒之间；上加压棒的顶部设球形支座；可转动机架顶部设滑轮，配重砣和加荷砣通过钢丝绳吊挂在滑轮两侧；配重砣的底端通过钢丝绳连接升降机，升降机、配重砣及加荷砣可整体绕可转动机架轴线水平转动；加荷砣可转动到球形支座的正上方，并可在升降机和钢丝绳的带动下竖直升降。本发明利用升降机按钮即可实现加荷砣的自动升降，加卸荷过程平稳，并可保证荷重均匀施加在试样上，从而大大提高了耐火材料试验的准确性。

Description

一种耐火材料试验用自动加荷装置及加卸荷方法

技术领域

本发明涉及耐火材料试验技术领域，尤其涉及一种耐火材料压蠕变或荷重软化温度试验用的自动加荷装置及加卸荷方法。

背景技术

耐火材料因其良好的耐高温性能而广泛应用于钢铁、冶金、石油、化工等行业，耐火材料的压蠕变和荷重软化温度即是用来表征其耐高温性能的两个重要指标。耐火材料的压蠕变是指试样在恒定的压应力下随着时间而发生的等温形变，荷重软化温度是指耐火材料在规定的升温条件下，试样承受恒定载荷产生规定变形时的温度。这两个表征量的定义均要求有恒定的载荷作用，其检测设备中一个重要的组成部分即是加荷装置。

目前使用较普遍的荷重软化试验炉和蠕变试验炉的加荷装置是将一个加荷砣和一组配重砣设置在定滑轮的两端，试验时通过手动减少配重砣砣片使加荷砣下降后压在试样上，从而给试样施加一个符合标准要求重量的荷重，试验完毕后再通过手动增加配重砣砣片使加荷砣上升后脱离试样，从而给试样撤掉荷重；为防止试样与垫片因受压在炉膛冷却后发生粘连，试验完毕后再通过手动增加配重砣砣片使加荷砣上升后脱离试样，从而给试样撤掉荷重；采用这种形式的加荷装置，每次试验时均需要手动加减配重砣的砣片，在检测过程中极为不便。另外，这种加荷装置加荷时自下向上为下加压棒、下垫片、试样、上垫片、上加压棒和加荷砣，各件之间接触面的不平整及试样在加热过程中各方向变形不均等因素均会导致加荷砣施加的压力偏离上加压棒、试样和下加压棒的公共轴心线，造成检验结果存在一定的偏差。

发明内容

本发明提供了一种耐火材料试验用自动加荷装置及加卸荷方法，利用升降机按钮即可实现加荷砣的自动升降，加卸荷过程平稳，并可保证荷重均匀施加在试样上，从而大大提高了耐火材料试验的准确性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种耐火材料试验用自动加荷装置，包括升降机、配重砣、钢丝绳、滑轮、加荷砣、球形支座、上加压棒和下加压棒；所述上加压棒和下加压棒同轴设置，下加压棒的上端和上加压棒的下段分别置于加热炉内，试样装载在上加压棒和下加压棒之间；上加压棒的顶部设球形支座；加热炉的一侧设可转动机架，可转动机架顶部设滑轮，配重砣和加荷砣通过钢丝绳吊挂在滑轮两侧，两者竖直运动方向相反；配重砣的重量可调节，其底端通过钢丝绳连接升降机，升降机、配重砣及加荷砣可整体绕可转动机架轴线水平转动；加荷砣可转动到球形支座的正上方，并可在升降机和钢丝绳的带动下竖直升降。

一种耐火材料试验用自动加荷装置还包括底座；底座的底部设多个可调地脚，加热炉通过加热炉支架固定在底座上，下加压棒通过加压棒固定架固定在底座上；底座上还设有水平轴承，水平轴承的顶面设立柱与可转动机架底端连接，立柱与可转动机架之间设有机架转动锁止机构；可转动机架上设有升降机按钮。

所述升降机固定在可转动机架的下部，其上方通过钢丝绳连接配重砣，配重砣由数量可加减的多个砣片组成；连接配重砣顶部的钢丝绳绕过滑轮后连接加荷砣；加荷砣顶部设金属滑杆，金属滑杆与固定在可转动机架上的滑动轴套滑动连接，金属滑杆顶部设限位环。

所述加荷砣底部设垂直于轴线的平面与球形支座顶部的平面相配合。

所述试样的底部可移动地设有下垫片，试样的顶部可移动地设有上垫片。

一种基于所述装置的自动加卸荷方法，包括如下步骤：

1)调整荷重：进行耐火材料压蠕变或荷重软化温度试验前，先通过加减配重砣上砣片数量的方式调整加荷砣的荷重，使其符合应施加给试样的规定荷重；若与前一次试验所加的荷重相同，则省略该步骤；

2)装载试样：在下加压棒的顶部依次装载下垫片、试样、上垫片、上加压棒和球形支座；松开机架转动锁止机构，用手推动加荷砣，可转动机架随之转动，将加荷砣转动到球形支座的正上方，且其底部压头对准球形支座的顶面中心后，锁紧机架转动锁止机构；

3)加荷：按下升降机按钮中的“下降”按钮，升降机放绳，钢丝绳带动配重砣上升，滑轮另一侧的加荷砣由钢丝绳带动向下移动，当加荷砣的底部平面与球形支座的顶部平面接触后，开始给试样施加荷重；升降机继续放绳至配重砣下方的钢丝绳完全松弛后，加荷砣的重量全部施加给试样，加荷完成，升降机停止动作；

4)加热：按设定升温曲线对试样进行加热；

5)卸荷：按下升降机按钮中的“升起”按钮，升降机收绳，配重砣下方的钢丝绳逐渐紧绷，随后钢丝绳带动配重砣向下移动，滑轮另一侧的加荷砣由钢丝绳带动向上移动，脱离球形支座回到初始高度后升降机停止动作；松开机架转动锁止机构，用手推动加荷砣，使其转动到加热炉一侧的初始位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过升降机带动加荷砣移动完成试样的加荷和卸荷过程，当试样所需施加的荷重与前一次试验相同时，只需按两次升降机按钮就可完成加荷和卸荷；若试样所需施加的荷重与前一次试验不同，也只需在试验前加减配重砣砣片以调节荷重；从而解决了现有加荷装置需手动调整配重砣才能实现加卸荷过程的不便；

2)利用滑动轴套对加荷砣的运动方向进行约束，使其重心在试验过程中始终指向试样与上、下加压棒的共轴线，保证加荷砣沿该共轴线竖直施加压力，减小检验结果的偏差；

3)在上加压棒与加荷砣之间设置了一个球形支座，球形支座上的球面具有自动对中找正的作用，能够使试样与上、下垫片之间，上、下垫片与上、下加压棒之间，加荷砣与球形支座之间的接触面完全贴合，避免了应力集中，进一步减小检验结果的偏差。

附图说明

图1是本发明所述一种耐火材料试验用自动加荷装置的结构示意图。

图中：1.可调地脚 2.底座 3.水平轴承 4.立柱 5.机架转动锁止机构 6.升降机7.可转动机架 8.配重砣 9.升降机按钮 10.钢丝绳 11.滑轮 12.限位环 13.滑动轴套14.金属滑杆 15.加荷砣 16.球形支座 17.上加压棒 18.加热炉 19.上垫片 20.试样 21.下垫片 22.下加压棒 23.下加压棒固定架

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种耐火材料试验用自动加荷装置，包括升降机6、配重砣8、钢丝绳10、滑轮11、加荷砣15、球形支座16、上加压棒17和下加压棒22；所述上加压棒17和下加压棒22同轴设置，下加压棒22的上端和上加压棒17的下段分别置于加热炉18内，试样20装载在上加压棒17和下加压棒22之间；上加压棒17的顶部设球形支座16；加热炉18的一侧设可转动机架7，可转动机架7顶部设滑轮11，配重砣8和加荷砣15通过钢丝绳10吊挂在滑轮11两侧，两者竖直运动方向相反；配重砣8的重量可调节，其底端通过钢丝绳10连接升降机6，升降机6、配重砣8及加荷砣15可整体绕可转动机架7轴线水平转动；加荷砣8可转动到球形支座16的正上方，并可在升降机6和钢丝绳10的带动下竖直升降。

一种耐火材料试验用自动加荷装置还包括底座2；底座2的底部设多个可调地脚1，加热炉18通过加热炉支架固定在底座2上，下加压棒22通过加压棒固定架23固定在底座2上；底座2上还设有水平轴承3，水平轴承3的顶面设立柱4与可转动机架7底端连接，立柱4与可转动机架7之间设有机架转动锁止机构5；可转动机架7上设有升降机按钮9。

所述升降机6固定在可转动机架7的下部，其上方通过钢丝绳10连接配重砣8，配重砣8由数量可加减的多个砣片组成；连接配重砣8顶部的钢丝绳10绕过滑轮11后连接加荷砣15；加荷砣15顶部设金属滑杆14，金属滑杆14与固定在可转动机架7上的滑动轴套13滑动连接，金属滑杆14顶部设限位环12。

所述加荷砣8底部设垂直于轴线的平面与球形支座16顶部的平面相配合。

所述试样20的底部可移动地设有下垫片21，试样20的顶部可移动地设有上垫片19。

一种基于所述装置的自动加卸荷方法，包括如下步骤：

1)调整荷重：进行耐火材料压蠕变或荷重软化温度试验前，先通过加减配重砣8上砣片数量的方式调整加荷砣15的荷重，使其符合应施加给试样的规定荷重；若与前一次试验所加的荷重相同，则省略该步骤；

2)装载试样：在下加压棒22的顶部依次装载下垫片21、试样20、上垫片19、上加压棒17和球形支座16；松开机架转动锁止机构5，用手推动加荷砣15，可转动机架7随之转动，将加荷砣15转动到球形支座16的正上方，且其底部压头对准球形支座16的顶面中心后，锁紧机架转动锁止机构5；

3)加荷：按下升降机按钮9中的“下降”按钮，升降机6放绳，钢丝绳10带动配重砣8上升，滑轮11另一侧的加荷砣15由钢丝绳10带动向下移动，当加荷砣15的底部平面与球形支座16的顶部平面接触后，开始给试样20施加荷重；升降机6继续放绳至配重砣8下方的钢丝绳10完全松弛后，加荷砣15的重量全部施加给试样20，加荷完成，升降机6停止动作；

4)加热：按设定升温曲线对试样20进行加热；

5)卸荷：按下升降机按钮9中的“升起”按钮，升降机6收绳，配重砣8下方的钢丝绳10逐渐紧绷，随后钢丝绳10带动配重砣8向下移动，滑轮11另一侧的加荷砣15由钢丝绳10带动向上移动，脱离球形支座16回到初始高度后升降机6停止动作；松开机架转动锁止机构5，用手推动加荷砣15，使其转动到加热炉18一侧的初始位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐火材料试验用自动加荷装置，其特征在于，包括升降机、配重砣、钢丝绳、滑轮、加荷砣、球形支座、上加压棒和下加压棒；所述上加压棒和下加压棒同轴设置，下加压棒的上端和上加压棒的下段分别置于加热炉内，试样装载在上加压棒和下加压棒之间；上加压棒的顶部设球形支座；加热炉的一侧设可转动机架，可转动机架顶部设滑轮，配重砣和加荷砣通过钢丝绳吊挂在滑轮两侧，两者竖直运动方向相反；配重砣的重量可调节，其底端通过钢丝绳连接升降机，升降机、配重砣及加荷砣可整体绕可转动机架轴线水平转动；加荷砣可转动到球形支座的正上方，并可在升降机和钢丝绳的带动下竖直升降。

2.根据权利要求1所述的一种耐火材料试验用自动加荷装置，其特征在于，还包括底座；底座的底部设多个可调地脚，加热炉通过加热炉支架固定在底座上，下加压棒通过加压棒固定架固定在底座上；底座上还设有水平轴承，水平轴承的顶面设立柱与可转动机架底端连接，立柱与可转动机架之间设有机架转动锁止机构；可转动机架上设有升降机按钮。

3.根据权利要求1所述的一种耐火材料试验用自动加荷装置，其特征在于，所述升降机固定在可转动机架的下部，其上方通过钢丝绳连接配重砣，配重砣由数量可加减的多个砣片组成；连接配重砣顶部的钢丝绳绕过滑轮后连接加荷砣；加荷砣顶部设金属滑杆，金属滑杆与固定在可转动机架上的滑动轴套滑动连接，金属滑杆顶部设限位环。

4.根据权利要求1所述的一种耐火材料试验用自动加荷装置，其特征在于，所述加荷砣底部设垂直于轴线的平面与球形支座顶部的平面相配合。

5.根据权利要求1所述的一种耐火材料试验用自动加荷装置，其特征在于，所述试样的底部可移动地设有下垫片，试样的顶部可移动地设有上垫片。

6.一种基于权利要求1所述装置的自动加卸荷方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)调整荷重：进行耐火材料压蠕变或荷重软化温度试验前，先通过加减配重砣上砣片数量的方式调整加荷砣的荷重，使其符合应施加给试样的规定荷重；若与前一次试验所加的荷重相同，则省略该步骤；

2)装载试样：在下加压棒的顶部依次装载下垫片、试样、上垫片、上加压棒和球形支座；松开机架转动锁止机构，用手推动加荷砣，可转动机架随之转动，将加荷砣转动到球形支座的正上方，且其底部压头对准球形支座的顶面中心后，锁紧机架转动锁止机构；

3)加荷：按下升降机按钮中的“下降”按钮，升降机放绳，钢丝绳带动配重砣上升，滑轮另一侧的加荷砣由钢丝绳带动向下移动，当加荷砣的底部平面与球形支座的顶部平面接触后，开始给试样施加荷重；升降机继续放绳至配重砣下方的钢丝绳完全松弛后，加荷砣的重量全部施加给试样，加荷完成，升降机停止动作；

4)加热：按设定升温曲线对试样进行加热；

5)卸荷：按下升降机按钮中的“升起”按钮，升降机收绳，配重砣下方的钢丝绳逐渐紧绷，随后钢丝绳带动配重砣向下移动，滑轮另一侧的加荷砣由钢丝绳带动向上移动，脱离球形支座回到初始高度后升降机停止动作；松开机架转动锁止机构，用手推动加荷砣，使其转动到加热炉一侧的初始位置。