CN109406326A - 磨损试验装置以及机械部件的检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械零部件性能检测设备领域,提供了一种磨损试验装置以及机械部件的检测系统。该磨损试验装置包括磨损试验室、加热颗粒供给机构、加热空气供给机构以及合流室,磨损试验室内设置有加热试样检测机构,合流室设置有颗粒进口、空气进口以及混合物排出口,颗粒进口与加热颗粒供给机构连通,空气进口与加热空气供给机构连通,混合物排出口设置于磨损试验室内且位于加热试样检测机构的上方。该磨损试验装置能够非常接近实际工况条件的情况下做磨损试验,能正确的评价在实际的暴露在含颗粒的高温流体环境下使用的机械零部件的磨损特性,准确度高。此外,该机械部件的检测系统,其能够对机械部件的各种性能进行检测,检测更加全面。
Description
技术领域
本发明涉及机械零部件性能检测设备领域,具体而言,涉及一种磨损试验装置以及机械部件的检测系统。
背景技术
需要在含有颗粒的高温流体(空气)环境下使用的机械零部件有:航空发动机涡轮盘及叶片、燃气轮机叶片、风扇叶片、叶轮、螺旋桨、旋风分离器、喷砂、喷嘴等热端部件。这些部件不仅要求其高的力学强度,而且更要求其能够抵抗由于苛刻环境引起的高温冲蚀磨损的性能,但是现有磨损检测装置无法完全反应其应用环境,因此得到的各种磨损部件的磨损特性,与实际使用条件下的各种磨损部件的磨损特性不一致。
发明内容
本发明的目的,例如包括提供一种磨损试验装置,其能够测量暴露在包含粉体的高温气体环境下使用的机械部件的准确的磨损特性。
本发明的目的还包括提供一种机械部件的检测系统,其能够对机械部件的各种性能例如磨损特性进行检测。
为了实现上述至少一种目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种磨损试验装置,其包括磨损试验室、加热颗粒供给机构、加热空气供给机构以及合流室,磨损试验室内设置有加热试样检测机构,合流室设置有颗粒进口、空气进口以及混合物排出口,颗粒进口与加热颗粒供给机构连通,空气进口与加热空气供给机构连通,混合物排出口设置于磨损试验室内且位于加热试样检测机构的上方。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述加热试样检测机构包括机架、试样台和第一加热器,试样台和第一加热器均安装于机架,第一加热器环设于试样台的外周。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述试样台可转动地安装于机架上以调整试样台与混合物排出口的相对位置。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述加热颗粒供给机构包括储存室、第二加热器以及搅拌器,第二加热器围绕于储存室的外侧,搅拌器伸入储存室。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述加热颗粒供给机构包括加热颗粒通道,加热颗粒通道的两端分别与储存室和颗粒进口连通,加热颗粒通道垂直设置。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述加热空气供给机构包括第三加热器、储气罐、空气压缩机以及加热空气通道,空气压缩机与储气罐连通,储气罐与第三加热器连通,第三加热器与加热空气通道连通,加热空气通道远离第三加热器的一端与空气进口连通。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述加热空气通道上设置有压力调节器和流量计。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述合流室位于混合物排出口的位置设置有喷嘴。
可选地,在本发明的优选实施方式中,上述磨损试验室内设置有用于收集使用后的颗粒的托盘,托盘设置于加热试样检测机构的下方且沿着加热试样检测机构的水平方向凸出于加热试样检测机构。
一种机械部件的检测系统,其包括上述磨损试验装置。
本发明实施例的有益效果例如包括:本发明实施例提供的磨损试验装置通过将试样放置于位于磨损试验室内的加热试样检测机构上,加热试验检测机构能够对试样进行加热,同时,通过加热颗粒供给机构和加热空气供给机构分别提供加热颗粒和加热空气,并且通过合流室使加热颗粒和加热空气混合,并从试样的上方喷射,从而使得该混合物与加热后的试样接触以测量试样在包含有颗粒的高温条件下的磨损程度,该磨损试验装置能够非常接近实际工况条件的情况下做磨损试验,其磨损试验数据的准确度很高,能正确的评价在实际的暴露在含颗粒的高温流体环境下使用的机械零部件的磨损特性。此外,该机械部件的检测系统,其能够对机械部件的各种性能例如力学强度、磨损特性等进行检测,检测更加全面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的磨损试验装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的加热试样检测机构的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的加热颗粒供给机构的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的合流室的结构示意图。
图标:100-磨损试验装置;110-磨损试验室;111-加热试样检测机构;112-机架;113-试样台;114-第一加热器;115-托盘;120-加热颗粒供给机构;121-储存室;122-第二加热器;123-搅拌器;124-加热颗粒通道;130-加热空气供给机构;131-第三加热器;132-储气罐;133-空气压缩机;134-加热空气通道;135-调节器;136-流量计;140-合流室;141-颗粒进口;142-空气进口;143-混合物排出口;144-喷嘴。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1,本实施例提供一种磨损试验装置100,其包括磨损试验室110、加热颗粒供给机构120、加热空气供给机构130以及合流室140。
其中,请参阅图1和图4,磨损实验室内设置有加热试样检测机构111,合流室140设置有颗粒进口141、空气进口142以及混合物排出口143,颗粒进口141与加热颗粒供给机构120连通,空气进口142与加热空气供给机构130连通,混合物排出口143设置于磨损试验室110内且位于加热试样检测机构111的上方,合流室140位于混合物排出口143的位置设置有喷嘴144,喷嘴144能够将加热颗粒和加热空气的混合物喷出并作用于加热试样检测机构111上的试样。
合流室140为加热颗粒和加热空气合流的地方,合流部的内部结构大致结构为Y形,加热颗粒和加热空气排出至合流室140内时在合流室140内自行混合,因此无需混合加热颗粒和加热空气的专用设备。混合后的加热颗粒和加热气孔被喷射至试样的表面,然后测量试样的磨损量。
请参阅图1和图2,加热试样检测机构111用于对试样进行加热,并用于检测试样在包含颗粒的高温气体环境下的磨损量。加热试样检测机构111包括机架112、试样台113和第一加热器114,试样台113和第一加热器114均安装于机架112,第一加热器114环设于试样台113的外周。试样台113用于防止试样,以便与加热颗粒供给机构120和加热空气供给机构130中排出的加热颗粒和加热空气接触。
为了使试样全方位的与合流室140内排出的加热颗粒和加热气体的混合物全方位的充分接触,需调节试样台113与合流室140的相对角度,在本实施例中,优选试样台113可转动地安装于机架112上以调整试样台113与混合物排出口143的相对位置(例如10-90°)。试样台113与机架112可转动连接的方式有多种,例如球铰连接、杆转动连接或其他常规的转动连接方式均可。然后利用定位销等定位装置实现调整后的角度不发生改变。在本发明的其他实施方式中,也可以将喷嘴144与合流室140实现转动连接,同样可以实现调整试样台113和混合物排出口143的喷嘴144的位置。
可选地,在本发明的其他实施方式中,上述磨损试验室110内设置有用于收集使用后的颗粒的托盘115,托盘115设置于加热试样检测机构111的下方且沿着加热试样检测机构111的水平方向凸出于加热试样检测机构111。托盘115能够将使用完成后的颗粒收集并再次使用。
请参阅图1和图3,加热颗粒供给机构120用于将颗粒加热并排出,本实施例中,加热颗粒供给机构120包括储存室121、第二加热器122、搅拌器123以及加热颗粒通道124,第二加热器122围绕于储存室121的外侧,搅拌器123伸入储存室121,加热颗粒通道124的两端分别与储存室121和颗粒进口141连通。储存室121用于容纳颗粒,第二加热器122为电线圈,通过缠绕至储存室121的外侧并通过感应加热储存室121,从而达到加热储存室121内部颗粒的目的。电线圈可以控制发热量,能够保证颗粒的温度在700-1100℃之内。储存室121中为了保证颗粒温度的均匀性安装了搅拌器123。
为了操作方便和均匀加热的目的,储存室121大致为圆筒状。进一步地,储存室121中安装储存筒,且储存筒可以自由设置,这样可以在远离试验装置的地方很方便地将颗粒装入储存筒(图未示)。储存室121可以为卧式或立式,本实施例中,优选为立式设置,能够利用加热颗粒的重力作用,使得加热颗粒容易往下流动。在储存室121和储存筒的下方的加热颗粒通道124的连接部中设置能让通道开闭自由的开关(图未示)。开关的大小可以调整,以便可以调整供给通道的加热颗粒的量。
加热颗粒通道124是垂直设置在装置中。加热颗粒通道124中供给的加热颗粒,当开关打开时,重力落下。颗粒一般为实际工况中的石英砂,各种陶瓷粉体(氧化铝、氧化锆等)等。低温时,可以使用钢球,钢球由于在高温下可能溶解,所以不太适合作为高温冲蚀颗粒。加热颗粒通道124中设置有热电偶可以实时监控流动颗粒的温度变化。
请参阅图1,加热空气供给机构130用于对空气进行加热,加热空气供给机构130包括第三加热器131、储气罐132、空气压缩机133以及加热空气通道134,其中,储气罐132能够储存一定压力的气体。空气压缩机133与储气罐132通过管道连通,储气罐132与第三加热器131通过管道连通,第三加热器131与加热空气通道134连通,加热空气通道134远离第三加热器131的一端与空气进口142连通。加热空气通道134上设置有压力调节器135、流量计136以及开关(图未示),以方便调整输出的空气的压力和流量。本实施例中,第三加热器131的发热量可以控制在500-1000℃范围之内。
请参阅图1,磨损试验装置100的工作原理是:向加热颗粒供给机构120的储存室121内装入颗粒,在试样台113上安装试样,接着转动试样台113至所需角度后利用定位销固定。接着利用第一加热器114对试样进行加热,使用第二加热器122对颗粒进行加热,接着空气经压缩后进入储气罐132,储气罐132向加热空气通道134内输出常温的具有一定压力的空气时,该空气被第三加热器131通电加热,从而使得进入加热空气通道134内的压缩空气达到所需温度。接着被压缩的加热空气通过加热空气通道134流向合流室140,此时,打开储存室121的开关使加热后的颗粒通过加热颗粒通道124流向合流室140,加热空气和加热颗粒在合流室140内混合,混合后的混合物通过喷嘴144喷射在试样的表面,这时的加热颗粒的流量、压力分别在加热空气供给机构130中安装的流量计136和压力表中读取。本实施例提供的磨损试验装置100能够非常接近实际工况条件的情况下做磨损试验,其磨损试验数据的准确度很高。
一种机械部件的检测系统,其包括上述磨损试验装置100。其能够对机械部件的各种性能例如磨损特性进行检测。
综上所述,本发明实施例提供的磨损试验装置100通过将试样放置于位于磨损试验室110内的加热试样检测机构111上,加热试验检测机构能够对试样进行加热,同时,通过加热颗粒供给机构120和加热空气供给机构130分别提供加热颗粒和加热空气,并且通过合流室140使加热颗粒和加热空气混合,并从试样的上方喷射,从而使得该混合物与加热后的试样接触以测量试样在包含有颗粒的高温条件下的磨损程度,该磨损试验装置100能够非常接近实际工况条件的情况下做磨损试验,其磨损试验数据的准确度很高,能正确的评价在实际的暴露在含颗粒的高温流体环境下使用的机械零部件的磨损特性。此外,该机械部件的检测系统,其能够对机械部件的各种性能例如力学强度、磨损特性等进行检测,检测更加全面。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种磨损试验装置,其特征在于,其包括磨损试验室、加热颗粒供给机构、加热空气供给机构以及合流室,所述磨损试验室内设置有加热试样检测机构,所述合流室设置有颗粒进口、空气进口以及混合物排出口,所述颗粒进口与所述加热颗粒供给机构连通,所述空气进口与所述加热空气供给机构连通,所述混合物排出口设置于所述磨损试验室内且位于所述加热试样检测机构的上方。
2.根据权利要求1所述的磨损试验装置,其特征在于,所述加热试样检测机构包括机架、试样台和第一加热器,所述试样台和所述第一加热器均安装于所述机架,所述第一加热器环设于所述试样台的外周。
3.根据权利要求2所述的磨损试验装置,其特征在于,所述试样台可转动地安装于所述机架上以调整所述试样台与所述混合物排出口的相对位置。
4.根据权利要求1所述的磨损试验装置,其特征在于,所述加热颗粒供给机构包括储存室、第二加热器以及搅拌器,所述第二加热器围绕于所述储存室的外侧,所述搅拌器伸入所述储存室。
5.根据权利要求4所述的磨损试验装置,其特征在于,所述加热颗粒供给机构包括加热颗粒通道,所述加热颗粒通道的两端分别与所述储存室和所述颗粒进口连通,所述加热颗粒通道垂直设置。
6.根据权利要求1所述的磨损试验装置,其特征在于,所述加热空气供给机构包括第三加热器、储气罐、空气压缩机以及加热空气通道,所述空气压缩机与所述储气罐连通,所述储气罐与所述第三加热器连通,所述第三加热器与所述加热空气通道连通,所述加热空气通道远离所述第三加热器的一端与所述空气进口连通。
7.根据权利要求6所述的磨损试验装置,其特征在于,所述加热空气通道上设置有压力调节器和流量计。
8.根据权利要求1所述的磨损试验装置,其特征在于,所述合流室位于所述混合物排出口的位置设置有喷嘴。
9.根据权利要求1所述的磨损试验装置,其特征在于,所述磨损试验室内设置有用于收集使用后的颗粒的托盘,所述托盘设置于所述加热试样检测机构的下方且沿着所述加热试样检测机构的水平方向凸出于所述加热试样检测机构。
10.一种机械部件的检测系统,其特征在于,其包括如权利要求1-9任一项所述的磨损试验装置。
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