CN204461904U - 一种隔膜压缩机金属薄膜片弯曲疲劳测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隔膜压缩机金属膜片弯曲疲劳测量装置，为小于1mm厚度金属膜片提供简单易行的弯曲疲劳测量仪器，实现金属膜片在拉压疲劳试验机上进行弯曲疲劳试验的目标。试验夹持装置由底座、夹块、夹头组成。底座与夹块固定样品，夹头在样品中部夹持，样品加工为中间圆弧状，保证样品于中部断裂。此试验装置设计简单，使用方便，用于测试隔膜压缩机金属膜片抗疲劳性能。

Description

一种隔膜压缩机金属薄膜片弯曲疲劳测量装置

技术领域

本实用新型属于实用金属材料疲劳试验技术领域，具体是一种隔膜压缩机金属薄膜片弯曲疲劳测量装置。

背景技术

隔膜式压缩机又称膜式压缩机，是容积式压缩机中往复压缩机的一种类型，采用液力驱动膜片。由液压系统和气体压缩系统组成，正向移动的活塞使液压油对膜片底部产生冲击，挤压空腔，排出工艺气体。金属膜片被夹在两个精度高的夹具之间，周围是密封卷并用螺栓紧固，具有良好的密封性；膜腔中的气腔部分无需润滑，从而使被压缩气体不受污染；且可以实现高压压缩。现已被广泛应用在实验室研究、石油和气体工业、化学工业、冶金行业、制药行业和电力行业。其中的金属膜片是易损零件，其疲劳性能是决定膜片使用寿命的关键因素。膜片选材时，为了测试金属膜片的可靠性需要对其进行周期载荷试验。膜片在受到弯曲循环载荷时，表层为拉压循环载荷，但是拉压疲劳试验并不能替代弯曲疲劳。材料在受到弯曲载荷时应力随厚度变化，表层有着最大的应力；较厚弯曲的厚度方向有一定的切应力，膜片厚度较薄时，膜片应力状态为平面应力状态（上下表层为无应力的自由表面）。为了最大限度的模拟压缩机实际服役中的受力状态，有必要对金属膜片进行对称弯曲疲劳试验，利用弹性力学计算材料试验中应力状态，结合疲劳周次得到S-N曲线。

目前关于金属材料弯曲疲劳试验有三点、四点弯曲以及超声弯曲等。三点及四点相应的适用参考标准见GBT 232-1999、GBT 4337-2008，超声疲劳则是利用压电致伸原理高能超声波谐振技术的一种加速共振式的疲劳试样方法，测试评论远超常规测试。常规疲劳试验中三点弯曲试验不能实现R=-1的对称弯曲载荷，而使用万能疲劳试样机进行的弯曲疲劳试验所使用的试样为圆柱试样；超声疲劳试样对样品尺寸也有着一定的要求，过薄的样品无法实现共振。对于薄膜片这样的特型材进行对称弯曲疲劳试验并没有现成的试验仪器。

实用新型内容

为了有效解决上述问题，本实用新型提供一种隔膜压缩机金属薄膜片弯曲疲劳测量装置。

一种隔膜压缩机金属膜片弯曲疲劳测量装置，所述测量装置包括试验测量部分、夹持部分及金属磨片试样，所述试验测量部分为拉压疲劳试验机，所述夹持部分包括上夹头及基座两个部分，所述上夹头固定在拉压疲劳试验机内部上端，所述基座固定在拉压疲劳试验机内部下端，所述金属磨片样品两端通过夹块固定在基座上部，所述金属磨片试样中部通过上夹头凸伸出的圆棒夹持。

进一步地，所述上夹头凸伸出的圆棒分为两部分。

进一步地，所述上夹头凸伸出的两部分圆棒通过弹簧垫片夹持于金属磨片样品中部两侧。

进一步地，所述两部分圆棒与金属磨片样品接触的界面具有圆倒角。

本实用新型的有益效果为：填补了金属薄膜片弯曲疲劳性能试验装置的空白；并且提高了疲劳试验数据的稳定性。

附图说明

图1为夹具安装示意图；

图2为上夹头示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。

本实用新型提供一种隔膜压缩机金属膜片弯曲疲劳测量装置，如图1-2所示，所述测量装置包括夹持装置和试验测量装置，所述试验测量装置为拉压疲劳试验机1，所述夹持装置分上夹头2及基座5两部分固定于拉压疲劳试验机1两端，所述上夹头2固定在拉压疲劳试验机1内侧上端，所述基座5固定在拉压疲劳试验机1内侧下端，金属膜片样品4放置在基座5上，具有一定粗糙度的夹块3通过配相应尺寸弹性垫片的四个螺钉将金属磨片样品4固定，上夹头2分为两部分，通过螺栓固定，并夹持金属膜片样品4中心，与金属膜片样品4接触的界面均为一定的圆倒角。

金属膜片样品4圆弧段长度为a，金属膜片样品4中部用上夹头2上凸伸出的R=5的圆棒夹持，两圆棒通过螺钉固定（图2），圆棒上端在试验机上夹持；金属膜片样品4两端通过螺钉固定在基座5与夹块3之间，基座5下端固定在拉压疲劳试验机1上。这样就把拉压载荷转换成金属膜片样品4的对称弯曲载荷。金属膜片样品4设计为中间圆弧形，确保断裂发生在金属膜片样品4中心。螺母配备弹簧垫片以防止震动而导致螺母松弛，为了消除夹持样品中夹持力的影响，加工样品的同时切割出带孔的圆垫片，圆垫片放置在上夹头两端螺栓处与样品一同夹持。

使用疲劳试验机1能够通过计算机记录瞬时拉压力f，与瞬时位移u值，通过设置固定最大位移U或固定最大力F即能分别达到应变控制及应力控制疲劳的目的。

Claims (5)

1.一种隔膜压缩机金属膜片弯曲疲劳测量装置，其特征在于，所述测量装置包括试验测量部分、夹持部分及金属磨片试样，所述试验测量部分为拉压疲劳试验机，所述夹持部分包括上夹头及基座两个部分，所述上夹头固定在拉压疲劳试验机内部上端，所述基座固定在拉压疲劳试验机内部下端，所述金属磨片样品两端通过夹块固定在基座上部，所述金属磨片试样中部通过上夹头凸伸出的圆棒夹持。

2.根据权利要求1所述的疲劳测量装置，其特征在于，所述金属膜片样品设计为中间圆弧形。

3.根据权利要求1所述的疲劳测量装置，其特征在于，所述上夹头凸伸出的圆棒分为两部分。

4.根据权利要求3所述的疲劳测量装置，其特征在于，所述上夹头凸伸出的两部分圆棒通过弹簧垫片夹持于金属磨片样品中部两侧。

5.根据权利要求4所述的疲劳测量装置，其特征在于，所述两部分圆棒与金属磨片样品接触的界面具有圆倒角。