CN202814807U - 一种蠕变测试设备 - Google Patents

Abstract

一种蠕变测试设备，包括：底座；高温炉，其固定于底座，用于容纳并加热工件；支撑支架，其固定于底座，其上形成有支撑表面；竖直轨道，其固定于底座；下固定杆，其下端固定于底座，上端用于进入高温炉内从而枢接工件的底部；上加载杆，可移动地定位在竖直轨道上，上加载杆的下端用于进入高温炉内从而枢接工件的顶部；杠杆，其第一端用于枢接上加载杆的上端；砝码，其悬挂在杠杆的第二端；支座，枢接到杠杆上的第一端和第二端之间的预定位置处以支撑杠杆，其可移动地位于支撑表面上。

Description

一种蠕变测试设备

技术领域

本发明涉及蠕变测试设备。 

背景技术

现代航空涡轮发动机的高温部件承受着较高的工作温度和机械载荷，蠕变是一种常见的损伤形式。在一种材料投入使用之前，必须进行足够的蠕变试验测试，获得材料的蠕变力学性能。蠕变试验的目的是在恒温恒力的条件下，获得材料的变形量与时间之间的关系。目前常见的高温蠕变持久强度试验机有杠杆式和电子液压式。电子液压式较杠杆式操作方便、易于控制等优点；杠杆式较电子液压式加载装置具有结构简单、成本低廉等优点。当蠕变持久试验时间较长时，杠杆式加载装置的节能优点尤为显著，因此杠杆式试验装置在长蠕变寿命的蠕变性能试验中获得了广泛应用。 

图1示出了杠杆式蠕变持久试验设备10，其中，工件11的下端与下固定支座12铰链连接，工件11安装初始时杠杆13为水平状态，杠杆13的长度为L1的短力臂端与工件11的上端连接，杠杆13的长度为L2的长力臂端受恒力即砝码锤14的重力G，杠杆13的支点为固定铰支座15，此时，工件11的对称轴线与杠杆13垂直。则预定加载恒力T＝L2×G/L1。随着加载时间的变化，工件11发生蠕变伸长变形，杠杆系统不再水平，工件11的对称轴线与杠杆13之间的夹角发生变化，从而工件11的加载力T发生变化，从图2中可以看出，此时，杠杆13与水平线的夹角为α，工件11的对称轴线与竖直线的夹角为θ，短臂拉力T’在水平方向的分量为T’_x在竖直方向的分量为T’_y，则短臂拉力T’＝G×L2/(L1×cosθ)。然而，这会带来以下问题： 

随着加载时间的变化，工件11发生变形，工件11的加载力发生变化，无法保证蠕变试验的“恒力”条件，对长时间大变形的情况显得尤为突出； 

加载力与工件11的伸长量存在非线性关系，在试验过程中需不断进行修正，修正量的计算和控制也较为复杂； 

工件11的对称轴线发生偏转，不易于蠕变变形量的测量。 

因此，需要设计一种改进的杠杆加载装置，它既能保持原有杠杆系统加载简单、试验成本低的优点，又能克服现有杠杆加载系统在试验程中工件发生偏转且加载力非线性变化的问题。 

实用新型内容

为此，本实用新型针对以上问题，对杠杆加载系统进行了改进，具体地，为保证加载力大小和方向的恒定，配置了滑轨支撑结构，实现上加载杆垂直移动；同时，还设计了杠杆的可移动支座，实现加载力的持续恒定。 

通过上加载杆加上滑轨支撑结构的结构，实现了工件在蠕变试验过程中，工件的加载方向保持不变，从而使得变形量的测量较为方便。 

通过将支座设计成水平上可移动，实现了工件在蠕变试验过程中，工件的加载力保持不变，试验过程中无需进行修正处理。 

本实用新型公开了一种蠕变测试设备，包括：底座；高温炉，其固定于底座，用于容纳并加热工件；支撑支架，其固定于底座，其上形成有支撑表面；竖直轨道，其固定于底座；下固定杆，其下端固定于底座，上端用于进入高温炉内从而枢接工件的底部；上加载杆，可移动地定位在竖直轨道上，上加载杆的下端用于进入高温炉内从而枢接工件的顶部；杠杆，其第一端用于枢接上加载杆的上端；砝码，其悬挂在杠杆的第二端；支座，枢接到杠杆上的第一端和第二端之间的预定位置处以支撑所述杠杆，其可移动地位于支撑表面上。 

优选地，蠕变测试设备还包括蠕变长度测量装置，其用于测量工件在竖直方向上的蠕变变形量。 

具体地，蠕变长度测量装置包括第一引伸杆和标尺，其中，第一引伸杆的一端进入所述高温炉内并水平连接到工件的顶部，标尺竖直地定位到底座上以使第一引伸杆的另一端与标尺上的刻度对齐。 

更具体地，蠕变长度测量装置还包括第二引伸杆，其中，第二引伸杆与第一引伸杆平行，其一端进入高温炉内并水平连接到工件的底部，另一端与标尺上的刻度对齐。 

优选地，竖直轨道包括滑轨支撑箱以及定位在滑轨支撑箱的两侧的滑轨。 

更优选地，竖直轨道经由一轨道固定支架固定在底座上，其中，高温炉也固定在轨道固定支架上。 

优选地，滑轨支撑箱上覆盖有可变折密封窗，杠杆穿过可变折密封窗连接到上加载杆的上端；藉此，当上加载杆沿竖直轨道移动时，可变折密封窗允许杠杆上下移动。 

优选地，下固定杆通过销栓枢接到工件的底部，上加载杆通过销栓枢接到工件的顶部。 

附图说明

为了解释本实用新型，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中： 

图1示意性地示出了现有技术中的杠杆式蠕变持久试验设备的示意图； 

图2示意性地示出了图1中的工件蠕变变形后的受力状况； 

图3示意性地示出了本实用新型的较优实施方式的蠕变测试设备。 

不同图中的相似特征由相似的附图标记指示，其中： 

10杠杆式蠕变持久试验设备

11工件    12下固定支座    13杠杆 

14砝码锤 

100蠕变测试设备 

101底座        102高温炉            103工件 

104支撑支架    105竖直轨道          106下固定杆 

107上加载杆    108杠杆              109砝码锤 

110支座        111蠕变长度测量装置  112第一引伸杆 

113标尺        114第二引伸杆        115滑轨支撑箱 

116滑轨        117轨道固定支架      118钢索 

119可变折密封窗 

具体实施方式

如图3所示，其示出了一种新型的蠕变测试设备的示意图。 

该蠕变测试设备100，包括： 

底座101； 

高温炉102，其固定于底座101，用于容纳并加热工件103； 

第一支架104，其固定于底座101，其上形成有支撑表面； 

竖直轨道105，其固定于底座101； 

下固定杆106，其下端固定于底座101，上端用于进入高温炉102内从而枢接工件103的底部； 

上加载杆107，可移动地定位在竖直轨道105上，上加载杆107的下端用于进入高温炉102内从而枢接工件103的顶部； 

杠杆108，其第一端用于枢接上加载杆107的上端； 

砝码锤109，其通过钢索118悬挂在杠杆108的第二端； 

支座110，枢接到杠杆108上的第一端和第二端之间的预定位置处以支撑杠杆108，其可移动地位于支撑表面上。

具体地，高温炉102通过高温炉支架118固定于底座101，蠕变测试设备100还包括蠕变长度测量装置111，其用于测量工件103在竖直方向上的蠕变变形量。 

该蠕变长度测量装置110包括第一引伸杆112和标尺113，其中，第一引伸杆112的一端进入高温炉102内并水平连接到工件103的顶部，标尺113竖直地定位到底座101上以使第一引伸杆112的另一端与标尺113上的刻度对齐。 

该蠕变长度测量装置110还包括第二引伸杆114，其中，第二引伸杆114与第一引伸杆112平行，其一端进入高温炉102内并水平连接到工件103的底部，另一端与标尺113上的刻度对齐。 

竖直轨道105包括滑轨支撑箱115以及定位在滑轨支撑箱115的两侧的滑轨116。竖直轨道105经由一轨道固定支架117固定在底座101上，其中，高温炉102也固定在轨道固定支架117上。 

滑轨支撑箱115上覆盖有可变折密封窗119，杠杆108穿过可变折密封窗119连接到上加载杆107的上端；藉此，当上加载杆107沿竖直轨道105移动时，可变折密封窗119允许杠杆108上下移动。 

下固定杆106通过销栓枢接到工件103的底部，上加载杆107通过销栓枢接到工件103的顶部。 

本领域技术人员应当可以了解，砝码锤109可以以其他重物替代。 

藉此，通过固定的滑轨支撑箱115、滑轨116等，可以保证上加载杆107在试验过程中保持垂直移动；上加载杆107与杠杆108的短臂端头铰链，杠杆108穿过滑轨支撑箱115的可变折密封窗119；杠杆108的支座110可随工件103的变形而水平滑动；杠杆108的长臂端通过钢索118与砝码锤109相连；第一和第二引伸杆112、114引出高温炉102外，从高精度标尺113上可以方便的读出蠕变变形量。 

本实用新型不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式(的部分)的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本实用新型的范围内。而且，在如权利要求书概括的本实用新型的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为 限制本实用新型的范围。 

Claims (8)

1.一种蠕变测试设备，其特征在于，所述蠕变测试设备包括：

底座；

高温炉，其固定于所述底座，用于容纳并加热工件；

支撑支架，其固定于所述底座，其上形成有支撑表面；

竖直轨道，其固定于所述底座；

下固定杆，其下端固定于所述底座，上端用于进入所述高温炉内从而枢接工件的底部；

上加载杆，可移动地定位在所述竖直轨道上，所述上加载杆的下端用于进入所述高温炉内从而枢接工件的顶部；

杠杆，其第一端用于枢接所述上加载杆的上端；

砝码，其悬挂在所述杠杆的第二端；

支座，枢接到所述杠杆上的第一端和第二端之间的预定位置处以支撑所述杠杆，其可移动地位于所述支撑表面上。

2.根据权利要求1所述的蠕变测试设备，其特征在于，所述蠕变测试设备还包括蠕变长度测量装置，其用于测量工件在竖直方向上的蠕变变形量。

3.根据权利要求2所述的蠕变测试设备，其特征在于，所述蠕变长度测量装置包括第一引伸杆和标尺，其中，所述第一引伸杆的一端进入所述高温炉内并水平连接到工件的顶部，所述标尺竖直地定位到所述底座上以使所述第一引伸杆的另一端与所述标尺上的刻度对齐。

4.根据权利要求3所述的蠕变测试设备，其特征在于，所述蠕变长度测量装置还包括第二引伸杆，其中，所述第二引伸杆与所述第一引伸杆平行，其一端进入所述高温炉内并水平连接到工件的底部，另一端与所述标尺上的刻度对齐。

5.根据权利要求1所述的蠕变测试设备，其特征在于，所述竖直轨道包括滑轨支撑箱以及定位在所述滑轨支撑箱的两侧的滑轨。

6.根据权利要求5所述的蠕变测试设备，其特征在于，所述竖直轨道经由一轨道固定支架固定在所述底座上，其中，所述高温炉也固定在所述轨道固定支架上。

7.根据权利要求5所述的蠕变测试设备，其特征在于，所述滑轨支撑箱上覆盖有可变折密封窗，所述杠杆穿过所述可变折密封窗连接到所述上加载杆的上端；藉此，当所述上加载杆沿所述竖直轨道移动时，所述可变折密封窗允许所述杠杆上下移动。

8.根据权利要求1所述的蠕变测试设备，其特征在于，所述下固定杆通过销栓枢接到所述工件的底部，所述上加载杆通过销栓枢接到所述工件的顶部。

Images