專(zhuān)利名稱(chēng)：一種熱疲勞試驗(yàn)用的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及材料試驗(yàn)技術(shù)，尤其是材料疲勞試驗(yàn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
熱疲勞是指溫度變化引起的材料自由膨脹或收縮受到約束，其結(jié)果是在材料內(nèi)部因變形受限制產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)溫度反復(fù)變化時(shí)，這種熱應(yīng)力也反復(fù)變化，因而使材料受到損傷。高溫合金主要用于制造航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件和航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)各種高溫部件，是現(xiàn)代航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)必不可少的關(guān)鍵部件。在航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金在600～1200℃高溫和復(fù)雜應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作，條件比較惡劣。尤其當(dāng)燃燒室內(nèi)燃燒不均勻，工作不良時(shí)，作為導(dǎo)向葉片的合金受熱負(fù)荷更大，在這種情況下，易產(chǎn)生疲勞裂紋。因此熱疲勞為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)向葉片提前破壞的主要原因。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的葉片和輪盤(pán)也常發(fā)生熱疲勞裂紋，并且也大大限制了它們的使用壽命。葉片的裂紋多產(chǎn)生在進(jìn)排氣邊，呈多條細(xì)小的裂紋。輪盤(pán)由于輪轂和輪緣沿徑向產(chǎn)生很大的溫差，因此在輪緣外引起周向熱應(yīng)力，導(dǎo)致輪盤(pán)槽底裂紋。從以上各零件產(chǎn)生熱疲勞裂紋的過(guò)程可知，熱疲勞是高溫合金零部件在高溫時(shí)常見(jiàn)的一種破壞形式，特別是那些受沖擊較大的零部件，如導(dǎo)向葉片等。許多高溫工作的零件，往往不是受力過(guò)大而損壞，而是由于不斷受冷受熱而損壞。如火焰筒、汽缸、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣管道，以及鍛模、軋輥等，在交變溫度的作用下也經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生熱疲勞裂紋，以及發(fā)生破壞。因此，對(duì)溫度起伏變化條件下工作的零件，必須考慮材料的熱疲勞性能指標(biāo)。雖然熱疲勞現(xiàn)象受到普遍關(guān)注，國(guó)內(nèi)外對(duì)熱疲勞試驗(yàn)方法作了不少研究，已制定了一些試驗(yàn)規(guī)范，但到目前為止還沒(méi)有國(guó)際上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。在我國(guó)，也沒(méi)有熱疲勞試驗(yàn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)熱疲勞的研究也有很多方法，但都沒(méi)得到一致認(rèn)可。現(xiàn)在比較常用的方法是定性比較法。以主裂紋發(fā)展到某一長(zhǎng)度的循環(huán)次數(shù)或某規(guī)定循環(huán)次數(shù)下產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度作為材料熱疲勞抗力的標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)外，比較常用的設(shè)備是流態(tài)化床裝置。但在國(guó)內(nèi)，對(duì)熱疲勞研究得比較少。試驗(yàn)方法和設(shè)備也不一樣，有的在爐中加熱后取出直接放在水中冷卻，這種方法人為因素較多，難以保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。有的采用熱疲勞試驗(yàn)機(jī)，用觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制來(lái)完成電機(jī)的停止，一般情況下，電機(jī)在觸點(diǎn)觸發(fā)后由于慣性還需要運(yùn)轉(zhuǎn)一點(diǎn)時(shí)間，而使試樣在加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)中的位置出現(xiàn)偏差，當(dāng)這些偏差累積時(shí)會(huì)出現(xiàn)很大的偏差，且觸點(diǎn)在接觸次數(shù)多了以后，其靈敏度也會(huì)降低，滯后現(xiàn)象比較嚴(yán)重，從而使定位偏差增大。這就對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種完全自動(dòng)化的、運(yùn)行靈活、定位準(zhǔn)確可靠的熱疲勞試驗(yàn)用的控制系統(tǒng)本實(shí)用新型提供一種熱疲勞試驗(yàn)用的控制系統(tǒng)，其特征在于主要由電機(jī)上升時(shí)間控制線路、保溫時(shí)間控制線路、電機(jī)下降時(shí)間控制線路、冷卻時(shí)間控制線路、滑門(mén)控制線路和循環(huán)計(jì)數(shù)線路組成電機(jī)上升時(shí)間控制線路中的時(shí)間繼電器KT1的接點(diǎn)在保溫時(shí)間控制線路和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5的供電線路中，
電機(jī)上升時(shí)間控制線路中的電磁繼電器KE1的接點(diǎn)在電機(jī)的電源電路中，使電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)；保溫時(shí)間控制線路的時(shí)間繼電器KT2的接點(diǎn)在電機(jī)下降時(shí)間控制線路和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT6的供電線路中；電機(jī)下降時(shí)間控制線路中的時(shí)間繼電器KT3的接點(diǎn)在冷卻時(shí)間控制線路中，電機(jī)下降時(shí)間控制線路中的電磁繼電器KE2的接點(diǎn)在電機(jī)的電源電路中，使電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)；冷卻時(shí)間控制線路的時(shí)間繼電器KT4的接點(diǎn)在電機(jī)上升時(shí)間控制線路中和循環(huán)計(jì)數(shù)線路中；滑門(mén)控制線路中的電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5和KT6的接點(diǎn)分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中；循環(huán)計(jì)數(shù)線路的計(jì)數(shù)器XK1的接點(diǎn)在控制系統(tǒng)的主回路中。
本實(shí)用新型提供的熱疲勞試驗(yàn)用的控制系統(tǒng)的電源線路L1和L2中設(shè)有電源開(kāi)關(guān)K1和/或K3、熔斷器F1和/或F2，控制電路中設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)K2，電機(jī)電路中設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)K4和K5。
本實(shí)用新型提供的熱疲勞試驗(yàn)用控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于使熱疲勞試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、運(yùn)行靈活、定位準(zhǔn)確可靠，以得到規(guī)范化的試驗(yàn)結(jié)果。


圖1是控制系統(tǒng)電路圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
控制系統(tǒng)的電路圖如圖1所示。控制系統(tǒng)由電機(jī)上升時(shí)間控制線路、保溫時(shí)間控制線路、電機(jī)下降時(shí)間控制線路、冷卻時(shí)間控制線路、滑門(mén)控制線路和循環(huán)計(jì)數(shù)線路組成電機(jī)上升時(shí)間控制線路中的時(shí)間繼電器KT1的接點(diǎn)在保溫時(shí)間控制線路和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5的供電線路中，電機(jī)上升時(shí)間控制線路中的電磁繼電器KE1的接點(diǎn)在電機(jī)的電源電路中，使電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)；保溫時(shí)間控制線路的時(shí)間繼電器KT2的接點(diǎn)在電機(jī)下降時(shí)間控制線路和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT6的供電線路中；電機(jī)下降時(shí)間控制線路中的時(shí)間繼電器KT3的接點(diǎn)在冷卻時(shí)間控制線路中，電機(jī)下降時(shí)間控制線路中的電磁繼電器KE2的接點(diǎn)在電機(jī)的電源電路中，使電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)；冷卻時(shí)間控制線路的時(shí)間繼電器KT4的接點(diǎn)在電機(jī)上升時(shí)間控制線路中和循環(huán)計(jì)數(shù)線路中；滑門(mén)控制線路中的電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5和KT6的接點(diǎn)分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中；循環(huán)計(jì)數(shù)線路的計(jì)數(shù)器XK1的接點(diǎn)在控制系統(tǒng)的主回路中。
工作步驟如下閉合電源開(kāi)關(guān)K1；正向傳動(dòng)時(shí)間繼電器KT1和電磁繼電器KE1接通，電磁繼電器KE1的接點(diǎn)使傳動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，將試樣送入加熱系統(tǒng)，正向傳動(dòng)時(shí)間繼電器KT1達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，其接點(diǎn)斷開(kāi)電磁繼電器KE1，并接通加熱時(shí)間繼電器KT2和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5。電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5使電磁鐵EM1通電，關(guān)閉加熱系統(tǒng)的滑動(dòng)門(mén)。
加熱系統(tǒng)在加熱時(shí)間繼電器KT2的控制下對(duì)試樣加熱，在達(dá)到規(guī)定加熱時(shí)間后，加熱時(shí)間繼電器KT2的接點(diǎn)，接通反向傳動(dòng)時(shí)間繼電器KT3和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT6，電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT6使電磁鐵EM2通電，打開(kāi)加熱系統(tǒng)的滑動(dòng)門(mén)，而時(shí)間繼電器KT3接通電磁繼電器KE2；電磁繼電器KE2的接點(diǎn)使傳動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，將試樣送入冷卻系統(tǒng)，反向傳動(dòng)時(shí)間繼電器KT3達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，其接點(diǎn)接通冷卻時(shí)間繼電器KT4，并斷開(kāi)電磁繼電器KE2；冷卻時(shí)間繼電器KT4控制冷卻時(shí)間，在達(dá)到規(guī)定冷卻時(shí)間后，冷卻時(shí)間繼電器KT4使循環(huán)計(jì)數(shù)器XK1計(jì)數(shù)一次，并觸發(fā)正向傳動(dòng)時(shí)間繼電器KT1執(zhí)行下一循環(huán)；滑門(mén)控制線路中的電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5和KT6的接點(diǎn)分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中；當(dāng)循環(huán)計(jì)數(shù)器XK1達(dá)到所規(guī)定的次數(shù)后，循環(huán)計(jì)數(shù)器XK1的接點(diǎn)斷開(kāi)控制系統(tǒng)主回路，整個(gè)試驗(yàn)結(jié)束。
應(yīng)急時(shí)可用手動(dòng)開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)控制系統(tǒng)和電機(jī)M。
電磁鐵EM1和EM2的電源電路中有電源開(kāi)關(guān)K3和熔斷器F2。
手動(dòng)開(kāi)關(guān)K4和K5用于試驗(yàn)開(kāi)始前調(diào)節(jié)試樣的位置。
權(quán)利要求1.一種熱疲勞試驗(yàn)用的控制系統(tǒng)，其特征在于主要由電機(jī)上升時(shí)間控制線路、保溫時(shí)間控制線路、電機(jī)下降時(shí)間控制線路、冷卻時(shí)間控制線路、滑門(mén)控制線路和循環(huán)計(jì)數(shù)線路組成電機(jī)上升時(shí)間控制線路中的時(shí)間繼電器KT1的接點(diǎn)在保溫時(shí)間控制線路和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5的供電線路中，電機(jī)上升時(shí)間控制線路中的電磁繼電器KE1的接點(diǎn)在電機(jī)的電源電路中，使電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)；保溫時(shí)間控制線路的時(shí)間繼電器KT2的接點(diǎn)在電機(jī)下降時(shí)間控制線路和電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT6的供電線路中；電機(jī)下降時(shí)間控制線路中的時(shí)間繼電器KT3的接點(diǎn)在冷卻時(shí)間控制線路中，電機(jī)下降時(shí)間控制線路中的電磁繼電器KE2的接點(diǎn)在電機(jī)的電源電路中，使電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)；冷卻時(shí)間控制線路的時(shí)間繼電器KT4的接點(diǎn)在電機(jī)上升時(shí)間控制線路中和循環(huán)計(jì)數(shù)線路中；滑門(mén)控制線路中的電磁鐵時(shí)間控制繼電器KT5和KT6的接點(diǎn)分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中。循環(huán)計(jì)數(shù)線路的計(jì)數(shù)器XK1的接點(diǎn)在控制系統(tǒng)的主回路中。
2.按照權(quán)利要求1所述的熱疲勞試驗(yàn)用的控制系統(tǒng)，其特征在于在電源線路L1和L2中設(shè)有電源開(kāi)關(guān)K1和/或K3、熔斷器F1和/或F2，控制電路中設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)K2，電機(jī)電路中設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)K4和K5。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種熱疲勞試驗(yàn)用的控制系統(tǒng)，主要由電機(jī)上升、保溫時(shí)間、電機(jī)下降、冷卻時(shí)間、滑門(mén)控制線路和循環(huán)計(jì)數(shù)等線路組成電機(jī)上升線路的時(shí)間繼電器的接點(diǎn)在保溫時(shí)間線路和關(guān)閉滑門(mén)的電磁鐵繼電器供電線路中；保溫時(shí)間線路的時(shí)間繼電器的接點(diǎn)在電機(jī)下降線路和打開(kāi)滑門(mén)電磁鐵繼電器的供電線路中；電機(jī)下降線路的時(shí)間繼電器的接點(diǎn)在冷卻時(shí)間線路中；冷卻時(shí)間線路的時(shí)間繼電器的接點(diǎn)在電機(jī)上升線路中和計(jì)數(shù)線路中；計(jì)數(shù)器的接點(diǎn)在主回路中。本實(shí)用新型提供的熱疲勞試驗(yàn)用控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于使熱疲勞試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、運(yùn)行靈活、定位準(zhǔn)確可靠，以得到規(guī)范化的試驗(yàn)結(jié)果。運(yùn)行靈活、定位準(zhǔn)確可靠。
文檔編號(hào)G01N3/60GK2763796SQ200420120688
公開(kāi)日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者于金江, 夏鵬成, 孫曉峰, 侯貴臣, 劉源, 管恒榮, 胡壯麒 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所