CN112556427A - 一种高温材料力学试验用高温炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温材料力学试验用高温炉系统，至少包括高温炉结构、支架结构、升降装置和对正装置；其中高温炉结构以支架结构的支撑轴为轴心支撑安装；支架结构底部设置升降装置，升降装置与高温炉结构连接，根据需要调节高温炉结构的试验高度；支架结构上下两端均设置有对正装置，调整高温炉结构的试验位置和方向，且保障高温炉结构在使用过程中不发生偏移，影响试验结果。通过该高温炉系统大大提高了高温测试系统的工作效率，改善操作者的调节难度，方便调节，提高试验数据的准确性。

Description

一种高温材料力学试验用高温炉系统

技术领域

本发明涉及一种试验设备，尤其涉及一种应用于高温材料力学试验中的旋转高温炉系统。

背景技术

高温材料力学试验是在室温以上的高温下进行的拉伸试验。高温材料力学试验时，除考虑应力和应变外，还要考虑温度和时间两个参量。温度对高温拉伸性能影响很大，因此对温度的控制要求很严格，一般采用高温炉进行加热。目前，在高温材料力学试验中，普遍使用的是单高温炉系统，对试样提供高温环境，进行高温环境下的材料力学试验。但在具体试验过程中，单高温炉系统存在以下缺点：

（1）高温试验一般的过程都是经历安装试样、对试样加温、达到温度后进行试验试验结束后降温、降温后取出试样、装夹新的试样这样的流程，在这一过程中，由于升温过程和降温过程，占整个试验过程的大部分时间，这样就导致了在大部分时间内，试验机和人员无法进行满负荷的工作，造成设备和人力的巨大浪费，严重影响了试验的效率；

（2）现有的单高温炉系统采用的是摆臂式固定高度结构，每次更换高温炉的高度，会浪费大量的人力，由于采用的是人力抬起的升降方式，导致很难将高温炉定位到理想的高度位置，从而影响实验数据的准确性；这也造成无法方便的适应多种长度的试样的测试；

（3）现有的单高温炉系统采用的是摆臂式结构，每次炉子回到试验位置时，位置就无法进行便捷的调整，导致高温炉偏离理想试验位置，从而影响了试验结果的准确性。

因此，针对上述缺陷，需要对现有技术进行改进。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种高温材料力学试验用高温炉系统，以解决上述背景技术中的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种高温材料力学试验用高温炉系统，至少包括高温炉结构、支架结构、升降装置和对正装置；其中所述高温炉结构以所述支架结构的支撑轴为轴心支撑安装；所述支架结构底部设置升降装置，所述升降装置与所述高温炉结构连接，根据需要调节所述高温炉结构的试验高度；所述支架结构上下两端均设置有对正装置，调整所述高温炉结构的试验位置和方向，且保障所述高温炉结构在使用过程中不发生偏移，影响试验结果。

进一步的，所述高温炉结构至少包括两只及两只以上高温炉体，所述高温炉体中任一只作为试样炉体时，其余所述高温炉体作为装配试样、预先加热或冷却炉体，以节约高温材料拉力试验的试验周期。

进一步的，所述支架结构至少包括所述支撑轴、底板和平衡支撑柱三部分，所述支撑轴为该高温炉系统的主干支撑结构，其上设置有支撑架，所述支撑架与所述支撑轴之间安装有旋转体，所述支撑架通过所述旋转体可围绕所述支撑轴旋转，所述支撑架上安装所述高温炉结构，所述高温炉结构可依托所述支撑架围绕所述支撑轴旋转；所述底板与试验机的下梁连接，承载整个支架结构；所述平衡支撑柱设置在所述支架结构底部一侧，用于保证整个支架结构不会由于中心偏移导致失稳。

进一步的，所述支撑架包括上下两个，上下两个所述支撑架分别与所述高温炉体的上下两端连接，保障安装稳定性；所述支撑架根据所述高温炉体的数量设置不同的形状，且该形状为正多边形；例如采用三只所述高温炉体时，所述支撑架整体为等边三角形结构，三只所述高温炉体安装在三角形结构的三个角的部分；若采用四只所述高温炉体时，所述支撑架整体为正方形，四只所述高温炉体安装在正方形的四个角的部分；依次类推。

进一步的，所述对正装置至少包括上导轨组件、下导轨组件和炉体对正结构，其中所述上导轨组件至少包括上导轨和上滑块，所述上导轨固定在试验机上，所述上滑块安装在所述上导轨上，所述上滑块上连接所述支撑轴上端，以实现所述支撑结构沿所述上导轨水平方向的平稳移动；所述下导轨组件为直线导轨传动，至少包括下导轨和下滑块，所述下导轨一侧与所述底板连接，所述下导轨另一侧下方安装所述平衡支撑柱，所述下滑块上方安装所述支撑轴，以实现所述支撑结构沿所述下滑轨水平方向的平稳移动；所述炉体对正结构设置在所述高温炉体与所述支撑架之间，用于保障所述高温炉体位置的准确性。

进一步的，所述炉体对正结构包括抓托连杆装置，所述抓托连杆装置设置在未测试状态的所述高温炉体与其上方连接的所述支撑架之间，以保证非测试状态的所述高温炉内的连杆处于正确位置，也避免手动操作刚刚做完实验的炽热的连杆组合。

进一步的，所述炉体对正结构包括连杆把持装置，所述连杆把持装置设置在处于测试状态的所述高温炉体与其下方连接的所述支撑架之间，保证处于试验位置的所述高温炉体内部试样被把持在正确位置，避免试样的意外移动。

进一步的，所述下导轨与所述下滑块之间设置有移动手轮，所述下滑块通过所述移动手轮实现沿所述下导轨的移动，避免直接手推作业引起的系统失衡。

进一步的，所述下导轨上具有齿轮齿条组合，所述移动手轮与所述齿轮齿条组合连接，带动所述齿轮齿条组合旋转，从而带动所述下滑块移动。

进一步的，所述对正装置还包括炉体对正结构，所述炉体对正结构设置在所述支撑轴外围，与各所述高温炉体连接，避免所述高温炉体本身过度旋转，导致后续操作困难。

进一步的，所述对正装置还包括前后对正装置，所述前后对正装置采用精确分度结构，以保证每次旋转，都能让所述高温炉体处于理想的实验方向和位置。

进一步的，所述升降装置为螺纹升降装置，至少包括旋转搬把、固定螺母和推力球轴承，所述升降装置设置在所述支撑轴外侧，所述旋转搬把、所述推力球轴承和所述固定螺母依次上下安装，利用螺纹原理，通过旋转所述旋转搬把实现对所述高温炉结构高度的任意调节。

通过实施上述高温材料力学试验用高温炉系统，具有如下有益效果：

（1）本技术方案采用至少三只高温炉结构，几个高温炉可以轮换进行试验，当一台高温炉在进行试验的时候，其他的高温炉可以进行试样的装夹，也可以进行对试样进行冷却，或者进行提前加热，在有足够高温连杆的条件下，基本可以保证试验在很短的时间间隔内进行，基本可以使设备和人员进行满负荷工作，极大提高生产效率；

（2）本技术方案采用螺纹升降装置，采用旋转搬把的方式，通过旋转搬把，利用螺纹的传动原理，可以实现对高温炉的高度进行随意的升降调节以及升降距离的精确可控；同时由于螺纹的自锁原理，可以实现在任意位置停止，该结构对高度的调整可实现随意操作；

（3）本技术方案的下导轨组件采用直线导轨传动，可以轻松实现前后方向的位置平稳快速调整，极大提高高温炉进出的操作效率；

（4）本技术杆的前后对正装置采用精确分度盘原理，对高温炉进行分度定位，保证每个进入试验位置的高温炉都能处在理想的实验位置和方向。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围：其中，

图1为本发明具体实施方式中高温炉系统结构示意图；

图2是图1的测试剖视结构示意图；

图3为图1中齿轮齿条与移动把手结构示意图；

图4为图1中升降结构示意图；

图5为图1中前后对正装置结构示意图；

附图标记：

1、高温炉体；10、连杆；11、夹具；

20、支撑轴；21、支撑架；22、旋转体；23、抓托连杆装置；24、连杆把持装置；25、防脱件；26、底板；27、平衡支撑柱；

30、炉体对正结构；31、上导轨；32、上滑块；33、下导轨；34、下滑块；35、移动手轮；36、齿轮齿条组合；

4、升降装置；40、旋转搬把；41、固定螺母；42、推力球轴承；

5、前后对正装置；50、精确分度块；51、弹性塞头；52、定位插销；

6、测试试样；

7、试验机；70、测试仪器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

下面结合图1-5对于高温材料力学试验用高温炉系统进行详细说明。

如图1所示是一种高温材料力学试验用高温炉系统，至少包括高温炉结构、支架结构、升降装置4和对正装置；其中高温炉结构以支架结构的支撑轴20为轴心支撑安装；支架结构底部设置升降装置4，升降装置4与高温炉结构连接，根据需要调节高温炉结构的试验高度；支架结构上下两端均设置有对正装置，调整高温炉结构的试验位置和方向，且保障高温炉结构在使用过程中不发生偏移，影响试验结果。

基于上述框架结构，以如下实施例进行结构的具体表述：

在本实施例的高温炉系统中，高温炉结构至少包括两只及两只以上高温炉体1，高温炉体1与传统的高温炉结构相同，高温炉体1内具有可供拉伸试验的试验空间，每一只高温炉体1两端设置两连杆10，两连杆10在高温炉体1内部连接有夹具11，夹具11上夹持测试试样6；高温炉体1中任一只作为测试试样6炉体时，其余高温炉体1作为装配测试试样6、预先加热或冷却炉体，以节约高温材料拉力试验的试验周期；如图2所示，在本实施例中高温炉体1选择三只，位于图示中左侧的一只高温炉体1为试验中炉体，其余两只用于装配测试试样6、预先加热或冷却；在装配完成后试验机7上连接的测试仪器70与高温炉体1内部的测试试样6接触，进行测试。

每一只高温炉体1上的连杆10突出于高温炉体1的部分连接有连杆抓取机构，连杆抓取机构一端为卡夹式结构，用于夹持连杆10；为防止卡夹滑脱，在连杆10上设置有防脱件；连杆抓取机构的另一端连接在支撑架21上；更具体的，连杆抓取机构可以分为抓托连杆装置23和连杆把持装置24两种作用结构，其中抓托连杆装置23设置在未测试状态的高温炉体1与其上方连接的支撑架21之间，以保证非测试状态的高温炉内的连杆10处于正确位置，也避免手动操作刚刚做完实验的炽热的连杆10组合；连杆把持装置24设置在处于测试状态的高温炉体1与其下方连接的支撑架21之间，保证处于试验位置的高温炉体1内部测试试样6被把持在正确位置，避免测试试样6的意外移动。

支撑架21包括上下两个，上下两个支撑架21通过连杆10抓取机构分别与高温炉体1的上下两端连接，保障安装稳定性；支撑架21根据高温炉体1的数量设置不同的形状，且该形状为正多边形；例如采用三只高温炉体1时，支撑架21整体为等边三角形结构，三只高温炉体1安装在三角形结构的三个角的部分；若采用四只高温炉体1时，支撑架21整体为正方形，四只高温炉体1安装在正方形的四个角的部分；依次类推；在本实施例中，高温炉体1设置三只，则支撑架21采用整体正三角形结构，在三角形结构的每一个角上具有凸起的部分，该凸起的部分与连杆10抓取机构连接，进而实现与高温炉体1的连接。支撑轴20的外围设置有炉体对正结构30，炉体对正结构30与三只高温炉体1连接，避免高温炉体1本身过度旋转，导致后续操作困难。

上下两个支撑架21中心具有套孔，上下两个支撑架21通过套孔套设在支撑轴20外侧，支撑架21与支撑轴20之间设置旋转体22，支撑架21通过旋转体22围绕支撑轴20旋转，从而实现高温炉体1围绕支撑轴20的旋转，以转换三只高温炉体1的作用；例如，当一只高温炉体1正在进行试验，另外两只高温炉体1分别预热和冷却，当正在试验的高温炉体1结束试验，需要将其旋转至冷却部分，已经预热的高温炉体1旋转至进行试验的位置，已经冷却的高温炉体1则需要取出测试试样6重新装配，并旋转至预热部分预热，如此旋转实现预热-试验-冷却的顺序进行，不同试验样本的各个阶段同时进行，大大节省了试验效率。

支撑轴20为柱状支撑结构，作为整个高温炉系统的主干支撑部分，其上下两端分别连接在试验机7上；其中，支撑轴20上端连接上导轨组件，通过上导轨组件连接试验机7，支撑轴20下端连接下导轨组件，通过下导轨组件连接试验机7。

上导轨组件至少包括上导轨31和上滑块32，上导轨31固定在试验机7上，上滑块32安装在上导轨31上，上滑块32上连接支撑轴20上端，以实现支撑结构沿上导轨31水平方向的平稳移动。

下导轨组件为直线导轨传动，至少包括下导轨33和下滑块34，下滑块34上方安装支撑轴20，以实现支撑结构沿下滑轨33水平方向的平稳移动；下导轨33与下滑块34之间设置有移动手轮35，下滑块通过移动手轮35实现沿下导轨33的移动，避免直接手推作业引起的系统失衡；下导轨上具有齿轮齿条组合36（如图3所示），移动手轮35与齿轮齿条组合36连接，带动齿轮齿条组合36旋转，从而带动下滑块34移动。

下导轨一侧连接有底板26连接，底板26与试验机7的下梁连接，承载整个支架结构；下导轨另一侧下方安装平衡支撑柱27，用于保证整个支架结构不会由于中心偏移导致失稳；底板26、平衡支撑柱27结合支撑轴20共同组成了高温炉系统的支架结构。

在支撑轴20的底部设置有升降装置4，该升降装置4为螺纹升降装置4，如图4所示，至少包括旋转搬把40、固定螺母41和推力球轴承42，升降装置4设置在支撑轴20外侧，旋转搬把40、推力球轴承42和固定螺母41依次上下安装，利用螺纹原理，通过旋转该旋转搬把40实现对高温炉结构高度的任意调节。

在下滑块上设置有前后对正装置5，该前后对正装置5设置于升降装置4一侧，如图5所示，至少包括精确分度块50、弹性塞头51和定位插销52，采用精确分度结构，以保证每次旋转，都能让高温炉体1处于理想的实验方向和位置。

需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”“端”、“侧”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何用途或者适应性变化，这些用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围的前提下进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，至少包括高温炉结构、支架结构、升降装置和对正装置；其中所述高温炉结构以所述支架结构的支撑轴为轴心支撑安装；所述支架结构底部设置升降装置，所述升降装置与所述高温炉结构连接，根据需要调节所述高温炉结构的试验高度；所述支架结构上下两端均设置有对正装置，调整所述高温炉结构的试验位置和方向，且保障所述高温炉结构在使用过程中不发生偏移，影响试验结果。

2.如权利要求1所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述高温炉结构至少包括两只及两只以上高温炉体，所述高温炉体中任一只作为试样炉体时，其余所述高温炉体作为装配试样、预先加热或冷却炉体，以节约高温材料拉力试验的试验周期。

3.如权利要求2所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述支架结构至少包括所述支撑轴、底板和平衡支撑柱三部分，所述支撑轴为该高温炉系统的主干支撑结构，其上设置有支撑架，所述支撑架与所述支撑轴之间安装有旋转体，所述支撑架通过所述旋转体可围绕所述支撑轴旋转，所述支撑架上安装所述高温炉结构，所述高温炉结构可依托所述支撑架围绕所述支撑轴旋转；所述底板与试验机的下梁连接，承载整个支架结构；所述平衡支撑柱设置在所述支架结构底部一侧，用于保证整个支架结构不会由于中心偏移导致失稳。

4.如权利要求3所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述支撑架包括上下两个，上下两个所述支撑架分别与所述高温炉体的上下两端连接，保障安装稳定性；所述支撑架根据所述高温炉体的数量设置不同的形状，且该形状为正多边形。

5.如权利要求4所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述对正装置至少包括上导轨组件、下导轨组件和炉体对正结构，其中所述上导轨组件至少包括上导轨和上滑块，所述上导轨固定在试验机上，所述上滑块安装在所述上导轨上，所述上滑块上连接所述支撑轴上端，以实现所述支撑结构沿所述上导轨水平方向的平稳移动；所述下导轨组件为直线导轨传动，至少包括下导轨和下滑块，所述下导轨一侧与所述底板连接，所述下导轨另一侧下方安装所述平衡支撑柱，所述下滑块上方安装所述支撑轴，以实现所述支撑结构沿所述下滑轨水平方向的平稳移动；所述炉体对正结构设置在所述高温炉体与所述支撑架之间，用于保障所述高温炉体位置的准确性；

所述对正装置还包括炉体对正结构，所述炉体对正结构设置在所述支撑轴外围，与各所述高温炉体连接，避免所述高温炉体本身过度旋转，导致后续操作困难；

所述对正装置还包括前后对正装置，所述前后对正装置采用精确分度结构，以保证每次旋转，都能让所述高温炉体处于理想的实验方向和位置。

6.如权利要求5所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述炉体对正结构包括抓托连杆装置，所述抓托连杆装置设置在未测试状态的所述高温炉体与其上方连接的所述支撑架之间，以保证非测试状态的所述高温炉内的连杆处于正确位置，也避免手动操作刚刚做完实验的炽热的连杆组合。

7.如权利要求6所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述炉体对正结构包括连杆把持装置，所述连杆把持装置设置在处于测试状态的所述高温炉体与其下方连接的所述支撑架之间，保证处于试验位置的所述高温炉体内部试样被把持在正确位置，避免试样的意外移动。

8.如权利要求7所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述下导轨与所述下滑块之间设置有移动手轮，所述下滑块通过所述移动手轮实现沿所述下导轨的移动，避免直接手推作业引起的系统失衡。

9.如权利要求8所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述下导轨上具有齿轮齿条组合，所述移动手轮与所述齿轮齿条组合连接，带动所述齿轮齿条组合旋转，从而带动所述下滑块移动。

10.如权利要求9所述的高温材料力学试验用高温炉系统，其特征在于，所述升降装置为螺纹升降装置，至少包括旋转搬把、固定螺母和推力球轴承，所述升降装置设置在所述支撑轴外侧，所述旋转搬把、所述推力球轴承和所述固定螺母依次上下安装，利用螺纹原理，通过旋转所述旋转搬把实现对所述高温炉结构高度的任意调节。

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