CN212180491U - 变温加压试验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种变温加压试验设备，包括：基座、承载组件、加热组件和力加载组件。承载组件安装在基座上，承载组件承载试样。加热组件安装在承载组件上，加热组件对试样加热。力加载组件安装在基座上，力加载组件与试样接触并对试样施加压力。该变温加压试验设备将加热和加压集成到一起，加热过程和加压过程同时实施，不但能够实现常温及高温下定载荷持续加压，同样能实现不同温度下变载荷持续加压。同时，整个试验装置结构简单、操作便利，成本低廉。本装置小巧，移动性强，不受场地限制。

Description

变温加压试验设备

技术领域

本实用新型涉及汽车测试技术领域，更具体地说，涉及汽车承压零部件的测试技术领域。

背景技术

在汽车零部件中，有部分零部件的工作环境是高压环境，需要在承载较高挤压力的情况下长时间工作，并且工作环境还存在较大的温度变化。为了测试该部分零部件的性能，需要对这些零部件进行多种温度下的持续加压时效试验。

比如钢基PTFE复合材料通常用于制作汽车用自润滑衬套，衬套在使用过程中时刻承载挤压，其承载压力的能力决定了其功能的正常使用。为模拟衬套的实际使用条件，针对钢基PTFE复合材料，要求对试样做室温和高温下的持续加压时效试验。该项试验涉及多个温度和载荷条件，要求小试样，高精度、长时间试验。

目前使用的试验设备，采用加压和加热分离的方法，先将试样加到额定的载荷，然后利用自锁保压的方式将整个装置放入加热炉中以实现高温下的持续加压试验。这种方法存在三个问题：1)载荷无法调节，只能实现固定载荷下的持续加热试验。2)自锁结构在试样出现蠕变变形时会导致力值出现衰减，对试验精度存在影响。3)每次试验整个装置都需要放入加热炉中，升温和降温都需要时间，对精度存在影响。

实用新型内容

本实用新型提出一种集成加热和加压的试验设备。

根据本实用新型的一实施例，提出一种变温加压试验设备，包括：基座、承载组件、加热组件和力加载组件。承载组件安装在基座上，承载组件承载试样。加热组件安装在承载组件上，加热组件对试样加热。力加载组件安装在基座上，力加载组件与试样接触并对试样施加压力。

在一个实施例中，基座包括：底座、立柱和上模块。底座上开有导向槽，承载组件放置在导向槽中。立柱安装在底座上。上模块安装在立柱上，上模块上开有导向孔，力加载组件设置在导向孔中。

在一个实施例中，底座和上模块上在相对应的位置开设有立柱孔，立柱的两端分别安装在底座和上模块上对应的立柱孔中，并由螺栓锁紧。

在一个实施例中，力加载组件包括：加载端头和压头。加载端头的顶部形成向外扩展的平台，平台顶面平整，平台与力加载装置接触以承载载荷，加载端头的本体穿过上模块上的导向孔。压头安装在加载端头的本体的底部，压头的底部与试样接触，加载端头承载的载荷通过压头施加于试样。

在一个实施例中，加载端头与压头通过螺纹连接。上模块上的导向孔、加载端头、压头、试样、底座上的导向槽的中心均对齐。

在一个实施例中，承载组件包括：支撑底座、支撑柱和支撑平台。支撑底座固定在底座上。支撑柱固定在支撑底座上。支撑平台固定在支撑柱上，支撑平台的顶面上具有定位柱和镊子孔，试样放置在支撑平台上，定位柱定位试样，通过镊子孔取下试样。

在一个实施例中，支撑底座通过螺栓和螺孔连接固定在底座上，支撑杆通过螺栓和螺孔连接固定在支撑底座上，支撑平台通过螺栓和螺孔连接固定在支撑杆上。

在一个实施例中，加热组件包括：加热管、热电偶和温度控制器。加热管设置在支撑平台上，加热管位于试样的下方，加热管对试样加热。热电偶设置在支撑平台上，热电偶位于试样的中心的下方，热电偶测量试样的温度。温度控制器连接到加热管和热电偶，温度控制器根据热电偶的反馈信号控制加热管。

在一个实施例中，加热组件还包括保护桶，保护桶固定在支撑底座上，保护桶遮蔽加热管。

本实用新型的变温加压试验设备具有如下的优势：

1)将加热和加压集成到一起，加热过程和加压过程同时实施，不但能够实现常温及高温下定载荷持续加压，同样能实现不同温度下变载荷持续加压。

2)小范围定向试样加热，加热几乎完全集中在试样上，温度能精准控制。

3)整套系统同轴对称，定位柱和镊子孔的存在可以方便进行不同尺寸及不同形状样块的快速居中定位和装载拆卸，保证样块受力均匀。

4)装置的加载可以通过拉力机或者其他加压装设备，适应性强，并可以通过计算机编程控制力值加载装置以实现定载荷或变载荷加压。

5)整个装置简单轻巧，移动方便；整个装置可以独立拆卸换装，方便维护维修。

附图说明

图1揭示了根据本实用新型的一实施例的变温加压试验设备的结构示意图。

图2a和图2b揭示了根据本实用新型的一实施例的变温加压试验设备中底座和上模块的结构示意图。

图3a和图3b揭示了根据本实用新型的一实施例的变温加压试验设备中承载组件和加热组件的结构示意图。

具体实施方式

图1揭示了根据本实用新型的一实施例的变温加压试验设备的结构示意图。参考图1所示，该变温加压试验设备包括：基座、承载组件、加热组件和力加载组件。承载组件安装在基座上，承载组件承载试样。加热组件安装在承载组件上，加热组件对试样加热。力加载组件安装在基座上，力加载组件与试样接触并对试样施加压力。

基座包括：底座107、立柱106和上模块104。底座107上开有导向槽 171，承载组件放置在导向槽171中。立柱106安装在底座107上。上模块 104安装在立柱106上，上模块104上开有导向孔141，力加载组件设置在导向孔141中。图2a揭示了根据本实用新型的一实施例的变温加压试验设备中底座的结构示意图，图2b揭示了根据本实用新型的一实施例的变温加压试验设备中上模块的结构示意图。在图示的实施例中，导向槽171呈圆形，导向槽171的尺寸与加热组件中保护桶的尺寸相匹配。导向孔141也呈圆形，导向孔141的尺寸与力加载组件中的加载端头的本体部分的尺寸相匹配。底座107和上模块104上在相对应的位置开设有立柱孔，立柱106的两端分别安装在底座107和上模块104上对应的立柱孔中。在图示的实施例中，螺栓 108从侧向将立柱106与底座107以及上模块104分别锁紧。

力加载组件包括：加载端头102和压头103。加载端头102的顶部形成向外扩展的平台，平台顶面平整，平台与力加载装置101接触以承载载荷。平台的顶面平整使得平台能够均匀受力。加载端头102的本体穿过上模块104 上的导向孔141。压头103安装在加载端头102的本体的底部，压头103的底部与试样105接触。加载端头102承载的载荷通过压头103施加于试样105。压头103通过机加工保持较高的加工精度和表面粗糙度，在一个实施例中，压头103会经过淬火工艺和渗氮处理，以保证其高强度和好的耐磨性。由于压头在使用过程中损耗较大，即使获得了好的耐磨性依旧是需要定期更换的。为了便于更换压头，压头103被设计成与加载端头102可拆卸地连接。在一个实施例中，加载端头102与压头103通过螺纹连接。在一个实施例中，压头103的顶部有螺纹，通过螺纹拧紧安装在加载端头102底部的中心位置，压头103对准试样105的中心。在一个实施例中，为了使得对于试样施加的压力位置的准确，上模块上的导向孔141、加载端头102、压头103、试样 105、底座上的导向槽171的中心均对齐。如果上述的部件是圆形，那就是这些部件的圆心都在一直线上。

承载组件109安装在基座上并承载试样。图3a和图3b揭示了根据本实用新型的一实施例的变温加压试验设备中承载组件和加热组件的结构示意图。在图示的实施例中，承载组件109包括：支撑底座116、支撑柱115和支撑平台111。支撑底116座固定在底座107上。在图示的实施例中，支撑底座 116位于底座上的导向槽171中，支撑底座116位于导向槽171的中心位置。支撑底座116通过螺栓和螺孔连接固定在底座107上。支撑柱115固定在支撑底座116上。在图示的实施例中，支撑杆115通过螺栓117和螺孔连接固定在支撑底座116上。支撑平台111固定在支撑柱115上。支撑平台115的顶面上具有定位柱112和镊子孔120。试样105放置在支撑平台111上，定位柱112定位试样，通过镊子孔120取下试样。参考图3b所示，通过四个定位柱112可以实现试样105的快速定位和居中，定位柱112的而为之可以调节，以适应不同形状尺寸试样105的快速定位居中。镊子孔120设置在试样105边缘的位置，镊子孔120的存在可以方便试样的取放。在一个实施例中，支撑平台111也是通过螺栓和螺孔连接固定在支撑杆115上。

加热组件设置在承载组件上。在图示的实施例中，加热组件包括：加热管113、热电偶114和温度控制器110。加热管113设置在支撑平台111上，加热管113位于试样105的下方，加热管113对试样105加热。在图示的实施例中，在试样105的下方布置了两根加热管113。热电偶114设置在支撑平台111上。热电偶114位于试样105的中心的下方，热电偶114测量试样105的温度。温度控制器110连接到加热管113和热电偶114，温度控制器 110根据热电偶114的反馈信号控制加热管113的加热时间，以调节试样105 的温度。需要说明的是，温度控制器110不是设置在支撑平台111上，温度控制器110是另外设置并且通过导线与加热管113和热电偶114相连接。在图示的实施例中，加热组件还包括保护桶118，保护桶118固定在支撑底座 116上，保护桶118遮蔽加热管113。在图示的实施例中，保护桶118是通过螺栓119从侧面固定在支撑底座116上。保护桶118主要是将高温的加热管以及其周边的部件遮蔽起来，避免在操作时出现烫伤的情况。在图示的实施例中，保护桶118是圆形，与底座107上的圆形的导向槽的形状相匹配。保护桶118在固定到支撑底座116上后，整体放置到底座的导向槽中，因此导向槽171的尺寸是与保护桶118的尺寸相匹配。

本实用新型的变温加压试验设备的工作过程如下：将承载组件(包括加热组件)安装到基座上。试样105放置支撑平台111，通过定位柱112将试样105装载和居中。然后打开温度控制器110，通过加热管113对试样加热，由热电偶114检测试样105的温度。待温度达到额定值后，开启力值加载装置101。力值加载装置101施加载荷于加载端头102开始加载，加载端头102 运动使压头103接触试样105进行加载。通过控制力值加载装置的工作模式以实现定载荷或变载荷加压。

本实用新型的变温加压试验设备具有如下的优势：

1)将加热和加压集成到一起，加热过程和加压过程同时实施，不但能够实现常温及高温下定载荷持续加压，同样能实现不同温度下变载荷持续加压。

2)小范围定向试样加热，加热几乎完全集中在试样上，温度能精准控制。

3)整套系统同轴对称，定位柱和镊子孔的存在可以方便进行不同尺寸及不同形状样块的快速居中定位和装载拆卸，保证样块受力均匀。

4)装置的加载可以通过拉力机或者其他加压装设备，适应性强，并可以通过计算机编程控制力值加载装置以实现定载荷或变载荷加压。

5)整个装置简单轻巧，移动方便；整个装置可以独立拆卸换装，方便维护维修。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本实用新型的具体实施例。显然本实用新型不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本实用新型公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本实用新型的保护范围。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种变温加压试验设备，其特征在于，包括：

基座；

承载组件，承载组件安装在基座上，承载组件承载试样；

加热组件，加热组件安装在承载组件上，加热组件对试样加热；

力加载组件，力加载组件安装在基座上，力加载组件与试样接触并对试样施加压力。

2.如权利要求1所述的变温加压试验设备，其特征在于，所述基座包括：

底座，底座上开有导向槽，承载组件放置在导向槽中；

立柱，立柱安装在底座上；

上模块，上模块安装在立柱上，上模块上开有导向孔，力加载组件设置在导向孔中。

3.如权利要求2所述的变温加压试验设备，其特征在于，底座和上模块上在相对应的位置开设有立柱孔，立柱的两端分别安装在底座和上模块上对应的立柱孔中，并由螺栓锁紧。

4.如权利要求2所述的变温加压试验设备，其特征在于，所述力加载组件包括：

加载端头，加载端头的顶部形成向外扩展的平台，平台顶面平整，平台与力加载装置接触以承载载荷，加载端头的本体穿过上模块上的导向孔；

压头，压头安装在加载端头的本体的底部，压头的底部与试样接触，加载端头承载的载荷通过压头施加于试样。

5.如权利要求4所述的变温加压试验设备，其特征在于，

加载端头与压头通过螺纹连接；

上模块上的导向孔、加载端头、压头、试样、底座上的导向槽的中心均对齐。

6.如权利要求2所述的变温加压试验设备，其特征在于，所述承载组件包括：

支撑底座，支撑底座固定在底座上；

支撑柱，支撑柱固定在支撑底座上；

支撑平台，支撑平台固定在支撑柱上，支撑平台的顶面上具有定位柱和镊子孔，试样放置在支撑平台上，定位柱定位试样，通过镊子孔取下试样。

7.如权利要求6所述的变温加压试验设备，其特征在于，

支撑底座通过螺栓和螺孔连接固定在底座上；

支撑杆通过螺栓和螺孔连接固定在支撑底座上；

支撑平台通过螺栓和螺孔连接固定在支撑杆上。

8.如权利要求6所述的变温加压试验设备，其特征在于，所述加热组件包括：

加热管，加热管设置在支撑平台上，加热管位于试样的下方，加热管对试样加热；

热电偶，热电偶设置在支撑平台上，热电偶位于试样的中心的下方，热电偶测量试样的温度；

温度控制器，连接到加热管和热电偶，温度控制器根据热电偶的反馈信号控制加热管。

9.如权利要求6所述的变温加压试验设备，其特征在于，所述加热组件还包括保护桶，保护桶固定在支撑底座上，保护桶遮蔽加热管。

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