CN203069469U - 切向和径向复合微动腐蚀磨损试验设备 - Google Patents

切向和径向复合微动腐蚀磨损试验设备 Download PDF

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张晓宇
任平弟
郭洪
李放
蔡振兵
朱旻昊
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Abstract

本实用新型公开了一种切向和径向复合微动腐蚀磨损试验设备，其主要组成是：下夹具固定在试验介质腔的底部；试验介质腔底部通过摩擦力变形支架固定在机架上，摩擦力变形支架还与机架上的摩擦力/位移传感器相连；上夹具的顶部依次通过压力传感器；激振器与机架的顶板相连；上夹具的一侧与横向液压活塞相连；实验介质腔的两侧分别插入辅助电极和盐桥；辅助电极和盐桥的另一端与电化学工作站连接；上试样通过导线与电化学工作站的工作电极端口相连。该设备能较真实模拟材料在腐蚀环境下的复合微动腐蚀磨损过程；能为相关零部件的抗复合微动腐蚀磨损的设计、制造以及维护提供准确的试验参考数据。

Description

切向和径向复合微动腐蚀磨损试验设备
技术领域
本实用新型涉及机械工程领域的微动磨损和微动腐蚀的试验装置，尤其涉及一种切向和径向复合微动腐蚀磨损的实验设备。 
背景技术
微动(Fretting)是指在机械振动、疲劳载荷、电磁振动或热循环等交变载荷作用下，名义上静止的接触表面间发生的振幅极小的相对运动(位移幅度一般为微米量级)，即微动发生在“紧固”配合的机械部件中。微动可导致机械零部件接触表面损伤即微动磨损。而微动腐蚀则是在电解质(腐蚀性介质)中，零部件在微动过程中发生的腐蚀。切向和径向复合微动是同时存在切向和径向微动的一种微动模式。切向和径向复合微动腐蚀磨损普遍存在于人体植入件、石油工程、核电系统等领域，因此，开发腐蚀环境下的复合微动腐蚀磨损试验装置，对减缓工程实际中的微动腐蚀磨损，延长相关零部件的使用寿命，提高相关设备的可靠性件具有重要的意义。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种切向和径向复合微动腐蚀磨损的试验设备，该设备能较真实模拟材料在腐蚀环境下的复合微动腐蚀磨损过程；能为相关零部件的抗复合微动腐蚀磨损的设计、制造以及维护提供准确的试验参考数据。 
本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是，一种切向和径向复合微动腐蚀磨损的试验设备，其组成是： 
夹持下试样的下夹具固定在底板上，底板固定在试验介质腔底部上；试验介质腔底部通过螺钉连接固定摩擦力变形支架上，摩擦力变形支架通过螺钉紧固在机架上，摩擦力变形支架还与机架上的摩擦力/位移传感器相连；夹持上试样的上夹具的顶部依次通过压力传感器；激振器与机架的顶板相连；上夹具的一侧经穿过试验介质腔的横杆与竖向的连杆上端相连，横向液压活塞的活塞杆与连杆中上部的铰轴相连，连杆的下端设有配重； 
所述的试验介质腔的一侧插入辅助电极的尖端，辅助电极的另一端通过导线与电化学工作站的辅助电极端口连接；所述的试验介质腔的另一侧插入盐桥的一端，盐桥的另一端连接到电解质溶液瓶，电解质溶液瓶与参比电极连接， 参比电极的尾部通过导线与电化学工作站的参比电极端口相连；所述的上试样通过导线与电化学工作站的工作电极端口相连； 
所述的摩擦力/位移传感器、压力传感器和电化学工作站均与数据采集及控制系统相连。 
本实用新型的工作过程和原理 
将下试件固定在下夹具上，上试件固定在上夹具上；再调节横向液压活塞使上、下试件对中；然后向上试件施加设定的载荷，上、下试件接触。 
再在试验介质腔中注入试验介质，使试验介质淹没上、下试件，辅助电极的尖端，从而使上、下试件处于设定的腐蚀环境中。 
然后由横向液压活塞通过连杆、横杆、上夹具驱动上试件在水平方向往复运动；同时，由顶板上的激振器通过压力传感器、上夹具驱动上试件在垂直方向往复运动。从而使上试件、下试件在腐蚀环境中发生切向(水平)和径向(垂直)复合微动腐蚀磨损。 
在复合微动腐蚀磨损过程中，摩擦力/位移传感器通过监测摩擦力支架的形变实时监测出切向和径向复合微动时的切向力(摩擦力)，与激振器相连的压力传感器实时监测出激振力，送数据采集及控制系统处理；同时，电化学工作站也将电化学腐蚀数据送数据采集及控制系统处理。分析得出腐蚀环境下微动磨损的数据与规律。 
更换试验介质、电解质溶液，给定不同的复合微动参数，即可进行不同工况下的切向和径向复合微动腐蚀磨损试验。进而得出在腐蚀环境下微动磨损与腐蚀的交互作用。对于不同形状和尺寸的上、下试件，采用相应的上、下夹具即可完成试验。 
与现有技术相比，本实实用新型的有益效果是： 
本设备可以实现上、下试件在不同腐蚀环境中的切向和径向复合微动，且切向微动和径向微动的参数能各自设定；从而可以更加真实有效地进行各种工况下的复合微动腐蚀磨损试验。进而得出在腐蚀环境下微动磨损与腐蚀的交互作用。能为在腐蚀环境下运行的相关零部件的抗复合微动腐蚀磨损设计、制造以及维护提供准确的试验参考数据。 
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。 
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。 
具体实施方式
实施例 
图1示出，本实用新型的一种具体实施方式是，一种切向和径向复合微动腐蚀磨损试验设备，其组成是： 
夹持下试样6的下夹具5固定在底板9上，底板9固定在试验介质腔4底部上；试验介质腔4底部通过螺钉连接固定摩擦力变形支架3上，摩擦力变形支架3通过螺钉紧固在机架1上，摩擦力变形支架3还与机架1上的摩擦力/位移传感器2相连；夹持上试样7的上夹具8的顶部依次通过压力传感器17；激振器18与机架1的顶板19相连；上夹具8的一侧经穿过试验介质腔4的横杆10与竖向的连杆11上端相连，横向液压活塞13的活塞杆与连杆11中上部的铰轴相连，连杆11的下端设有配重12； 
所述的试验介质腔4的一侧插入辅助电极22的尖端，辅助电极22的另一端通过导线与电化学工作站27的辅助电极端口RE连接；所述的试验介质腔4的另一侧插入盐桥23的一端，盐桥23的另一端连接到电解质溶液瓶26，电解质溶液瓶26与参比电极25连接，参比电极25的尾部通过导线与电化学工作站27的参比电极端口CE相连；所述的上试样7通过导线与电化学工作站27的工作电极端口WE相连； 
所述的摩擦力/位移传感器2、压力传感器17和电化学工作站27均与数据采集及控制系统相连。 

Claims (1)

1.一种切向和径向复合微动腐蚀磨损试验设备，其特征在于： 
夹持下试样(6)的下夹具(5)固定在底板(9)上，底板(9)固定在试验介质腔(4)底部上；试验介质腔(4)底部通过螺钉连接固定摩擦力变形支架(3)上，摩擦力变形支架(3)通过螺钉紧固在机架(1)上，摩擦力变形支架(3)还与机架(1)上的摩擦力/位移传感器(2)相连；夹持上试样(7)的上夹具(8)的顶部依次通过压力传感器(17)；激振器(18)与机架(1)的顶板(19)相连；上夹具(8)的一侧经穿过试验介质腔(4)的横杆(10)与竖向的连杆(11)上端相连，横向液压活塞(13)的活塞杆与连杆(11)中上部的铰轴相连，连杆(11)的下端设有配重(12)； 
所述的试验介质腔(4)的一侧插入辅助电极(22)的尖端，辅助电极(22)的另一端通过导线与电化学工作站(27)的辅助电极端口(RE)连接；所述的试验介质腔(4)的另一侧插入盐桥(23)的一端，盐桥(23)的另一端连接到电解质溶液瓶(26)，电解质溶液瓶(26)与参比电极(25)连接，参比电极(25)的尾部通过导线与电化学工作站(27)的参比电极端口(CE)相连；所述的上试样(7)通过导线与电化学工作站(27)的工作电极端口(WE)相连； 
所述的摩擦力/位移传感器(2)、压力传感器(17)和电化学工作站(27)均与数据采集及控制系统相连。 
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