CN110470557A - 一种冲击滑移复合微动磨损实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冲击滑移复合微动磨损实验装置，包括底盘，底盘上固定安装有支撑组件、样品夹持组件、第一激振器和第二激振器，支撑组件包括与底盘固定连接的支撑杆、固定套设在支撑杆顶端的第一支撑盘和固定套设在支撑杆中部的第二支撑盘，第二支撑盘上固定安装有安装盘，安装盘上设置有力传感器和位移传感器，样品夹持组件包括与底盘固定连接的悬臂杆，悬臂杆上自上而下依次套设有激振块、用于夹紧管状试样的上夹块和下夹块，第一激振器通过第一传动机构与激振块连接，第二激振器通过第二传动机构与激振块连接。本发明能够研究滑移、冲击以及冲击滑移复合形式的微动磨损，还能研究水环境下的微动磨损。

Description

一种冲击滑移复合微动磨损实验装置

技术领域

本发明涉及微小运动的磨损实验技术领域，更具体地，涉及一种冲击滑移复合微动磨损实验装置。

背景技术

工业设备往往同时受到冲击磨损和滑移磨损，例如，核电用蒸汽发生器中，换热管、支撑板与防振条等构件的微动磨损以及在万向节等松支撑条件下的磨损状况复杂，难以预测，研究冲击滑移复合的微动磨损有极其重要的意义。

然而，目前国内外研究微动磨损的实验装置主要考虑是滑移磨损，不能很好的研究在实际工况下冲击滑移复合的微动磨损。加拿大的Chalk River实验室曾经制造管束微动磨损实验装置，但是其装置的激振控制无法实现多个方向准确的控制。国内的西南交通大学和上海交通大学采用纯冲击或者纯滑移装置对微小运动的磨损进行机理研究，但是均无法对冲击和滑移复合磨损进行充分的研究。因此，现有技术中急需研究与开发模拟工件在运行况下的冲击滑移微动磨损的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种能够同时模拟滑移和冲击造成的微动磨损，还能够研究水环境下复合微动磨损的冲击滑移复合微动磨损实验装置。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种冲击滑移复合微动磨损实验装置，包括底盘，所述底盘上固定安装有支撑组件、样品夹持组件、第一激振器和第二激振器，所述支撑组件包括与所述底盘固定连接的支撑杆、固定套设在所述支撑杆顶端的第一支撑盘和固定套设在所述支撑杆中部的第二支撑盘，所述第二支撑盘上固定安装有安装盘，所述安装盘上设置有力传感器和位移传感器，所述第二支撑盘中部开设有用于盘状试样嵌入的通孔，所述安装盘中部开设有用于管状试样贯穿的中心孔，所述样品夹持组件包括与所述底盘固定连接的悬臂杆，所述悬臂杆上自上而下依次套设有激振块、用于夹紧管状试样的上夹块和下夹块，所述第一激振器通过第一传动机构与所述激振块连接，所述第二激振器通过第二传动机构与所述激振块连接。

所述第一传动机构由依次连接的第一金属杆、第一万向节和第二金属杆构成，所述第二传动机构由依次连接的第三金属杆、第二万向节和第四金属杆构成。

所述第二金属杆与所述第四金属杆相互垂直。

所述底盘上还设置有液体循环系统，所述液体循环系统包括供水槽、设置在所述供水槽中的水泵、设置在所述安装盘上的分液环、两端分别与所述水泵和所述分液环连接的进水管、设置在所述第二支撑盘下方的集水槽和两端分别与所述集水槽的底部和所述供水槽的顶端连接的排水管，所述悬臂杆贯穿于所述集水槽中且接触处密封。

所述力传感器沿所述第二金属杆和所述第四金属杆所在直线设置，所述位移传感器与所述第二金属杆和所述第四金属杆所在直线呈45°角设置。

本发明与现有技术相比的有益效果是：通过设置两个互相垂直的激振器来控制垂直方向载荷的控制加载，从而实现研究滑移、冲击以及冲击滑移复合形式的微动磨损；通过力传感器和位移传感器同时记录微小运动产生的力和位移，来计算冲击滑移复合微动磨损结果，来研究和防治松支撑下的微动磨损；通过设置液体循环系统，还能够研究水环境下的微动磨损。

附图说明

图1是实施例一的主视图。

图2是图1的A-A截面的俯视图。

图3是实施例二的主视图。

图4是图3的B-B截面的俯视图。

附图标记：1-底盘，201-第一激振器，202-第二激振器，301-第一金属杆，302-第一万向节，303-第二金属杆，304-第三金属杆，305-第二万向节，306-第四金属杆，401-激振块，402-上夹块，403-下夹块，404-悬臂杆，501-第一支撑盘，502-支撑杆，503-第二支撑盘，6-安装盘，701-力传感器，702-位移传感器，8-管状试样，9-盘状试样，1001-进水管，1002-水泵，1003-供水槽，1004-排水管，1005-集水槽，1006-分液环。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例一

如图1-2所示的冲击滑移复合微动磨损实验装置，包括底盘1，底盘1上固定安装有支撑组件、样品夹持组件、第一激振器201和第二激振器202，支撑组件包括与底盘1固定连接的支撑杆502、固定套设在支撑杆502顶端的第一支撑盘501和固定套设在支撑杆502中部的第二支撑盘503，第二支撑盘503上固定安装有安装盘6，安装盘6上设置有力传感器701和位移传感器702，第二支撑盘503中部开设有用于盘状试样9嵌入的通孔，安装盘6中部开设有用于管状试样8贯穿的中心孔，样品夹持组件包括与底盘1固定连接的悬臂杆404，悬臂杆404上自上而下依次套设有激振块401、用于夹紧管状试样8的上夹块402和下夹块403，第一激振器201通过第一传动机构与激振块401连接，第二激振器202通过第二传动机构与激振块401连接。第一传动机构由依次连接的第一金属杆301、第一万向节302和第二金属杆303构成，第二传动机构由依次连接的第三金属杆304、第二万向节305和第四金属杆306构成。第二金属杆303与第四金属杆306相互垂直。力传感器701沿第二金属杆303和第四金属杆306所在直线设置，位移传感器702与第二金属杆303和第四金属杆306所在直线呈45°角设置。

在本实施例中，将盘状试样9嵌入安装盘6中通孔中，使盘状试样刚好能够卡在安装盘6中，盘状试样9中部设有中心孔，管状试样8穿过中心孔并嵌入中心孔中，上夹块402和下夹块403套设在管状试样8中夹紧管状试样8。第一激振器201和第二激振器202分别用立柱固定在底盘1上，四个支撑杆502等间距地围绕悬臂杆404呈圆周布置并固定连接在底盘1上，第一支撑盘501和第二支撑盘503上与支撑杆502相应的位置设置有安装孔，四个支撑杆502穿过四个安装孔并锁紧螺母锁紧。通过万向节连接的两段金属杆形成了对试样的松支撑。

启动第一激振器201，激振通过第一传动机构传动到样品夹持组件上，带动样品夹持组件上的管状试样8进行激振，与安装在安装盘6上的盘状试样9进行冲击，通过力传感器701与位移传感器702实时记录在冲击过程中产生的力和位移，再进行进一步计算，通过以上方式对冲击力为0-20N的冲击磨损的特性进行分析，得到冲击磨损量的结果。

同时启动第一激振器201和第二激振器202，激振信号通过第一传动机构和第二传动机构传动到样品夹持组件4上，带动样品夹持组件上的管状试样8进行激振，与安装在安装盘6上的对磨盘样9进行滑移冲击复合微动，通过力传感器701与位移传感器702实时记录在滑移冲击过程中产生的力和位移，再进行进一步计算，通过以上方式对正压力为0-20N激振力下的冲击滑移符合磨损的特性进行分析，得到冲击滑移磨损量的结果。

实施例二

如图3-4所示的冲击滑移复合微动磨损实验装置，在实施例一的基础上增加了液体循环系统，液体循环系统设置在底盘1上，包括供水槽1003、设置在供水槽1003中的水泵1002、设置在安装盘6上的分液环1006、两端分别与水泵1002和分液环1006连接的进水管1001、设置在第二支撑盘503下方的集水槽1005和两端分别与集水槽1005的底部和供水槽1003的顶端连接的排水管1004，悬臂杆404贯穿于集水槽1005中且接触处密封。

打开所述液体循环系统10的水泵1002开关，水由供水槽1003进入进水管1001，然后再通过分液环1006流向管状试样8的四周，分液环1006是套设在管状试样8上的出水口，从分液环1006流出的水经过进入管状试样8和盘状试样9之间的间隙，最终都进入集水槽1005，并经过集水槽1005底部的排水管1001再次流入供水槽1003，形成一个液体循环系统，启动激振器，并利用该液体循环系统可以完成在20-30℃下的水环境微动磨损实验。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种冲击滑移复合微动磨损实验装置，包括底盘(1)，其特征是，所述底盘(1)上固定安装有支撑组件、样品夹持组件、第一激振器(201)和第二激振器(202)，所述支撑组件包括与所述底盘(1)固定连接的支撑杆(502)、固定套设在所述支撑杆(502)顶端的第一支撑盘(501)和固定套设在所述支撑杆(502)中部的第二支撑盘(503)，所述第二支撑盘(503)上固定安装有安装盘(6)，所述安装盘(6)上设置有力传感器(701)和位移传感器(702)，所述第二支撑盘(503)中部开设有用于盘状试样(9)嵌入的通孔，所述安装盘(6)中部开设有用于管状试样(8)贯穿的中心孔，所述样品夹持组件包括与所述底盘(1)固定连接的悬臂杆(404)，所述悬臂杆(404)上自上而下依次套设有激振块(401)、用于夹紧管状试样(8)的上夹块(402)和下夹块(403)，所述第一激振器(201)通过第一传动机构与所述激振块(401)连接，所述第二激振器(202)通过第二传动机构与所述激振块(401)连接。

2.根据权利要求1所述的冲击滑移复合微动磨损实验装置，其特征是，所述第一传动机构由依次连接的第一金属杆(301)、第一万向节(302)和第二金属杆(303)构成，所述第二传动机构由依次连接的第三金属杆(304)、第二万向节(305)和第四金属杆(306)构成。

3.根据权利要求2所述的冲击滑移复合微动磨损实验装置，其特征是，所述第二金属杆(303)与所述第四金属杆(306)相互垂直。

4.根据权利要求1所述的冲击滑移复合微动磨损实验装置，其特征是，所述底盘(1)上还设置有液体循环系统，所述液体循环系统包括供水槽(1003)、设置在所述供水槽(1003)中的水泵(1002)、设置在所述安装盘(6)上的分液环(1006)、两端分别与所述水泵(1002)和所述分液环(1006)连接的进水管(1001)、设置在所述第二支撑盘(503)下方的集水槽(1005)和两端分别与所述集水槽(1005)的底部和所述供水槽(1003)的顶端连接的排水管(1004)，所述悬臂杆(404)贯穿于所述集水槽(1005)中且接触处密封。

5.根据权利要求1所述的冲击滑移复合微动磨损实验装置，其特征是，所述力传感器(701)沿所述第二金属杆(303)和所述第四金属杆(306)所在直线设置，所述位移传感器(702)与所述第二金属杆(303)和所述第四金属杆(306)所在直线呈45°角设置。