CN210665326U - 一种机械式高温持久蠕变试验机 - Google Patents

Abstract

一种机械式高温持久蠕变试验机，包括机架；高温炉，设置于机架内；杠杆，横向设置于机架的上部，杠杆包括第一力臂和第二力臂；第一传动装置，设置于机架的下部，第一传动装置包括第一升降杆和第一动力源；第二传动装置，设置于机架的下部，第二传动装置包括第二升降杆和第二动力源；缓冲机构，包括缓冲器、缓冲连杆和缓冲托盘，缓冲连杆竖向贯穿加载托盘。本实用新型采用横向布局，对试样的试验力位于机架的中心，结构更合理，且试样的安装、配重物的装卸均在同一面进行，操作更加方便，另外采用缓冲器对配重物的下落冲击进行缓冲，具有缓冲平稳、免维护、无需加油、无泄漏的优点，从而解决现有设备存在漏油、试样断裂冲击力大，噪声大等弊端。

Description

一种机械式高温持久蠕变试验机

技术领域

本实用新型涉及力学试验机领域，具体涉及一种机械式高温持久蠕变试验机，以对高温合金、钛合金、黑色金属、有色金属的棒材及板材试样进行高温持久的蠕变试验。

背景技术

蠕变实验是测定金属材料在长时间的恒温和恒应力作用下，发生缓慢的塑性变形现象的一种材料机械性能试验。该试验中，温度越高或应力越大，蠕变现象则越显著。蠕变可在单一应力(拉力、压力或扭力)，也可在复合应力下发生，然而，通常的蠕变试验是在单向拉伸条件下进行的，而影响蠕变试验结果的主要因素是温度稳定性、形变测量精度和试样加工工艺。

现有技术的高温持久蠕变试验机，其一般采用纵向布局，主轴不在机架的中心，这样不仅导致受力不均，而且高温炉操作、试样装夹、配置物装卸都有不同的操作面，导致操作麻烦，不便于操作。另外，采用液压油缸进行缓冲，而液压缓冲效果较差，且需要向油缸里面注液压油，不仅需要长期维护，而且油缸容易造成液压油泄漏，后期维护也很复杂。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种机械式高温持久蠕变试验机，以解决现有设备存在漏油、试样断裂冲击力大，噪声大等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种机械式高温持久蠕变试验机，包括：

机架；

高温炉，设置于所述机架内以用于对试样进行预加热处理；

杠杆，横向设置于所述机架的上部，所述杠杆包括第一力臂和第二力臂，所述第一力臂和所述第二力臂的连接处铰接于机架，所述第一力臂的末端连接有竖直向下设置的上连杆，所述上连杆的下端用于与位于所述高温炉内的试样的上端连接，所述第二力臂延伸至所述机架外侧，所述第二力臂的末端通过吊具向下挂连有配重物；

第一传动装置，设置于所述机架的下部，所述第一传动装置包括第一升降杆和第一动力源，所述第一升降杆竖向设置并在所述第一动力源的驱动下可上下升降，所述第一升降杆的上端连接有竖直向上设置的下连杆，所述下连杆的上端用于与位于所述高温炉内的试样的下端连接；

第二传动装置，设置于所述机架的下部，所述第二传动装置包括第二升降杆和第二动力源，所述第二升降杆竖向设置并在所述第二动力源的驱动下可上下升降，所述第二升降杆的顶端连接有位于所述配重物下方的加载托盘，当所述加载托盘随所述第二升降杆上升至设定位置时以用于顶托住所述配重物；

缓冲机构，包括缓冲器、缓冲连杆和缓冲托盘，所述缓冲连杆竖向贯穿所述加载托盘，所述缓冲托盘位于所述加载托盘的盘内并与所述缓冲连杆的顶端连接，且当所述加载托盘上升至上述设定位置时加载托盘的外缘高于所述加载托盘的上表面，所述缓冲器连接于所述缓冲连杆的底端以用于承受向下的冲击力。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述机架由基座、顶板，以及竖向连接在所述基座与所述顶板之间的多根立柱组成，所述高温炉围设在多根所述立柱之间，所述配重物位于由多根所述立柱所围设空间的外侧。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述配重物由形成预负荷的固定配重块和形成主负荷的活动配重块组成，所述活动配重块为砝码。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述顶板的上部还设有顶盖，所述杠杆位于所述顶板与所述顶盖所围合的空间中，所述杠杆的铰接处位于顶板上。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述顶板上设有用于对杠杆的平衡状态进行检测的光电开关，所述杠杆的第一力臂或第二力臂上设有与所述光电开关配合的感应片。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述杠杆的第一力臂或第二力臂末端的上限处设置有用于上限检测的接近开关，所述杠杆的第一力臂或第二力臂末端的下限处设置有用于下限检测的接近开关。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述基座呈柜体结构，所述第一传动装置、第二传动装置和缓冲机构分别位于所述基座内。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述第一升降杆为第一滚珠丝杠的滚珠螺杆，所述第一动力源包括第一电机和减速机，所述第一电机通过V带与减速机传动连接，所述减速机通过同步带与第一滚珠丝杠的滚珠螺母传动连接，所述第一滚珠丝杠的滚珠螺杆向上穿过基座的上表面与下连杆连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述第二升降杆为第二滚珠丝杠的滚珠螺杆，所述第二动力源包括第二电机，所述第二电机通过齿轮与第二滚珠丝杠的滚珠螺母传动连接，所述第二滚珠丝杠的滚珠螺杆向上穿过基座的上表面与加载托盘的底部连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述第一电机和第二电机均为伺服电机。

本实用新型的机械式高温持久蠕变试验机，采用横向布局，对试样的试验力位于机架的中心，结构更合理，且试样的安装、配重物的装卸均在同一面进行，操作更加方便，另外采用缓冲器对配重物的下落冲击进行缓冲，具有缓冲平稳、免维护、无需加油、无泄漏的优点，从而解决了现有设备存在漏油、试样断裂冲击力大，噪声大等技术问题。

附图说明

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说明。

图1为本实用新型机械式高温持久蠕变试验机提供的一实例的结构示意图；

图2为机械式高温持久蠕变试验机的局部剖视图；

图3为第二传动装置与为缓冲机构的结构示意图；

图4为机械式高温持久蠕变试验机的结构简图。

图中：1、机架，11、基座，12、立柱，13、顶板，14、顶盖，2、高温炉，21、上连杆，22、下连杆，3、杠杆，31、光电开关，32、感应片，33、接近开关，4、吊具，5、配重物，51、固定配重块，52、活动配重块，6、第一传动装置，61、第一电机，62、V带，63、减速机，64、同步带，65、第一滚珠丝杠，7、第二传动装置，71、第二电机，72、齿轮，73、第二滚珠丝杠，74、加载托盘，8、缓冲机构，81、缓冲托盘，82、缓冲连杆，83、缓冲器，100试样，200、蠕变测量装置。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图4所示，机械式高温持久蠕变试验机包括：

机架1；

高温炉2，设置于机架1内以用于对试样100进行预加热处理，高温炉2的下方还设有蠕变量测量装置200以用于对试样100的拉伸形变进行测量，由于蠕变量测量装置200的具体设置方式为现有技术，因此在此不做详细描述；

杠杆3，横向设置于机架1的上部，杠杆3包括第一力臂和第二力臂，第一力臂和第二力臂的连接处铰接于机架1，第一力臂的末端连接有竖直向下设置的上连杆21，上连杆21的下端用于与位于高温炉2内的试样100的上端连接，第二力臂延伸至机架1外侧，第二力臂的末端通过吊具4向下挂连有配重物5，配重物5经过杠杆3放大后把力值加载到试样100上(天平原理)；

第一传动装置6，设置于机架1的下部，第一传动装置6包括第一升降杆和第一动力源，第一升降杆竖向设置并在第一动力源的驱动下可上下升降，第一升降杆的上端连接有竖直向上设置的下连杆22，下连杆22的上端用于与位于高温炉2内的试样100的下端连接；

第二传动装置7，设置于机架1的下部，第二传动装置7包括第二升降杆和第二动力源，第二升降杆竖向设置并在第二动力源的驱动下可上下升降，第二升降杆的顶端连接有位于配重物5下方的加载托盘74，当加载托盘74随第二升降杆上升至设定位置时以用于顶托住配重物5，在试样100装夹时，通过加载托盘74上升并顶托住配重物5可使杠杆3平衡，当装夹完成后且高温炉2到达目标温度后，加载托盘74下降并由第一传动装置6施加外力至杠杆3，从而对试样100的加荷；

缓冲机构8，包括缓冲器83、缓冲连杆82和缓冲托盘81，缓冲连杆82竖向贯穿加载托盘74，缓冲托盘81位于加载托盘74的盘内与缓冲连杆82的顶端连接，且当加载托盘74上升至上述设定位置时加载托盘74的外缘高于加载托盘74的上表面，缓冲器83连接于缓冲连杆82的底端以用于承受向下的冲击力，当试样100在试验过程中断裂后杠杆3失去平衡，配重物5由于重力作用向下掉，砸到缓冲托盘81并向下经缓冲连杆82传动到缓冲器83，完成剩余能量缓冲，从而保护杠杆3。

采用杠杆3结构可实现横向布局，使得高温炉2与第一传动装置6位于杠杆3的一侧，配重物5与第二传动装置7位于杠杆3的另一侧，更加方便试样100的安装和配重物5的装卸均可在同一面进行，更加方便操作。

具体实施中，机架1由基座11、顶板13，以及竖向连接在基座11与顶板13之间的多根立柱12组成，高温炉2围设在多根立柱12之间，配重物5位于由多根立柱12所围设空间的外侧。配重物5由形成预负荷的固定配重块51和形成主负荷的活动配重块52组成，活动配重块52为砝码，砝码可根据试验需求进行装卸，而且位于机架1的侧面，便于操作。

具体实施中，顶板13的上部还设有顶盖14，杠杆3位于顶板13与顶盖14所围合的空间中，杠杆3的铰接处位于顶板13上。顶板13上设有用于对杠杆3的平衡状态进行检测的光电开关31，杠杆3的第一力臂或第二力臂上设有与光电开关31配合的感应片32，即光电开关31感应到感应片32时，杠杆3平衡。杠杆3的第一力臂或第二力臂末端的上限处设置有用于上限检测的接近开关33，杠杆3的第一力臂或第二力臂末端的下限处设置有用于下限检测的接近开关33，两个接近开关33分别对杠杆3倾斜时的两种状态进行检测，以使操作人员直观的了解当前的受力情况。

具体实施中，基座11呈柜体结构，第一传动装置6、第二传动装置7和缓冲机构8分别位于基座11内。

具体实施中，第一升降杆为第一滚珠丝杠65的滚珠螺杆，第一动力源包括第一电机61和减速机63，第一电机61通过V带62与减速机63传动连接，减速机63通过同步带64与第一滚珠丝杠65的滚珠螺母传动连接，第一滚珠丝杠65的滚珠螺杆向上穿过基座11的上表面与下连杆22连接。

具体实施中，第二升降杆为第二滚珠丝杠73的滚珠螺杆，第二动力源包括第二电机71，第二电机71通过齿轮72与第二滚珠丝杠73的滚珠螺母传动连接，第二滚珠丝杠73的滚珠螺杆向上穿过基座11的上表面与加载托盘74的底部连接。

具体实施中，第一电机61和第二电机71均为伺服电机，采用伺服电机，具有调平频率高、响应速度快、可根据试样100情况设置上下调平间隔，可有效避免由于试样100蠕变过快，调平不及时误触碰到断裂开关，导致试验失败的弊端。当然，在具体实施中，第一61和第二电机71可分别为不同的电机，例如第一电机61可为伺服电机，而第二电机71为现有技术的普通电机，在此不做一一例举。

本实施例的工作原理如下：

参阅图4，试验进行中，高温炉2内的试样100在砝码力的作用下逐渐伸长，使本来水平的杠杆3失去水平，第二力臂的尾部向下偏转，当试样100的伸长足够大，杠杆3偏转足够大，杠杆3上的检测片触发光电开关31，作为第一动力源的伺服电机启动，经减速机63、同步带传动，带动滚珠丝杠的滚珠螺母转动，从而使滚珠螺杆带着下连杆22和试样100向下移动，最终使得杠杆3重新回到水平状态。

当试样100断裂后杠杆3失去平衡砝码由于重力作用向下掉，砸到缓冲机构8的缓冲托盘81上，完成剩余能量缓冲。

本实施例的机械式高温持久蠕变试验机，采用横向布局，对试样100的试验力位于机架1的中心，结构更合理，且试样100的安装、配重物5的装卸均在同一面进行，操作更加方便，另外采用缓冲器83对配重物5的下落冲击进行缓冲，具有缓冲平稳、免维护、无需加油、无泄漏的优点，从而解决了现有设备存在漏油、试样100断裂冲击力大，噪声大等技术问题。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，包括：

机架；

高温炉，设置于所述机架内以用于对试样进行预加热处理；

杠杆，横向设置于所述机架的上部，所述杠杆包括第一力臂和第二力臂，所述第一力臂和所述第二力臂的连接处铰接于机架，所述第一力臂的末端连接有竖直向下设置的上连杆，所述上连杆的下端用于与位于所述高温炉内的试样的上端连接，所述第二力臂延伸至所述机架外侧，所述第二力臂的末端通过吊具向下挂连有配重物；

第一传动装置，设置于所述机架的下部，所述第一传动装置包括第一升降杆和第一动力源，所述第一升降杆竖向设置并在所述第一动力源的驱动下可上下升降，所述第一升降杆的上端连接有竖直向上设置的下连杆，所述下连杆的上端用于与位于所述高温炉内的试样的下端连接；

第二传动装置，设置于所述机架的下部，所述第二传动装置包括第二升降杆和第二动力源，所述第二升降杆竖向设置并在所述第二动力源的驱动下可上下升降，所述第二升降杆的顶端连接有位于所述配重物下方的加载托盘，当所述加载托盘随所述第二升降杆上升至设定位置时以用于顶托住所述配重物；

缓冲机构，包括缓冲器、缓冲连杆和缓冲托盘，所述缓冲连杆竖向贯穿所述加载托盘，所述缓冲托盘位于所述加载托盘的盘内并与所述缓冲连杆的顶端连接，且当所述加载托盘上升至上述设定位置时加载托盘的外缘高于所述加载托盘的上表面，所述缓冲器连接于所述缓冲连杆的底端以用于承受向下的冲击力。

2.根据权利要求1所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述机架由基座、顶板，以及竖向连接在所述基座与所述顶板之间的多根立柱组成，所述高温炉围设在多根所述立柱之间，所述配重物位于由多根所述立柱所围设空间的外侧。

3.根据权利要求1或2所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述配重物由形成预负荷的固定配重块和形成主负荷的活动配重块组成，所述活动配重块为砝码。

4.根据权利要求2所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述顶板的上部还设有顶盖，所述杠杆位于所述顶板与所述顶盖所围合的空间中，所述杠杆的铰接处位于顶板上。

5.根据权利要求2所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述顶板上设有用于对杠杆的平衡状态进行检测的光电开关，所述杠杆的第一力臂或第二力臂上设有与所述光电开关配合的感应片。

6.根据权利要求1所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述杠杆的第一力臂或第二力臂末端的上限处设置有用于上限检测的接近开关，所述杠杆的第一力臂或第二力臂末端的下限处设置有用于下限检测的接近开关。

7.根据权利要求2所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述基座呈柜体结构，所述第一传动装置、第二传动装置和缓冲机构分别位于所述基座内。

8.根据权利要求7所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述第一升降杆为第一滚珠丝杠的滚珠螺杆，所述第一动力源包括第一电机和减速机，所述第一电机通过V带与减速机传动连接，所述减速机通过同步带与第一滚珠丝杠的滚珠螺母传动连接，所述第一滚珠丝杠的滚珠螺杆向上穿过基座的上表面与下连杆连接。

9.根据权利要求8所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述第二升降杆为第二滚珠丝杠的滚珠螺杆，所述第二动力源包括第二电机，所述第二电机通过齿轮与第二滚珠丝杠的滚珠螺母传动连接，所述第二滚珠丝杠的滚珠螺杆向上穿过基座的上表面与加载托盘的底部连接。

10.根据权利要求9所述的机械式高温持久蠕变试验机，其特征在于，所述第一电机和第二电机均为伺服电机。

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