專(zhuān)利名稱(chēng)：微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種試驗(yàn)機(jī)，具體地說(shuō)是一種主要用于帶冠渦輪葉片等微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)研究的磨損試驗(yàn)機(jī)。
(二)
背景技術(shù)：
現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)(航空、船舶、工業(yè))和蒸汽輪機(jī)(工業(yè)、船用)等動(dòng)力機(jī)械裝置中大量采用帶冠渦輪葉片、帶各種中間阻尼臺(tái)的葉片(渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片、后風(fēng)扇葉片、船舶燃?xì)廨啓C(jī)倒車(chē)渦輪葉片等)和各種形式的葉片振動(dòng)阻尼裝置，以改變?nèi)~片的振動(dòng)特性，提高其工作可靠性，或提高其氣動(dòng)性能。
在上述諸多葉片中，有一類(lèi)葉片它在工作條件下其葉冠阻尼面間或阻尼臺(tái)工作面間是處于有接觸，擠壓應(yīng)力的狀態(tài)，由于葉片振動(dòng)則阻尼面就處于微動(dòng)磨損狀態(tài)。葉片的自振頻率通常很高，且又在高溫條件下長(zhǎng)期工作，磨損會(huì)使阻尼面的"緊度"變小，甚至出現(xiàn)間隙，從而影響葉片的工作可靠性。為此，需要一種能反映上述工作特征的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)來(lái)進(jìn)行研究。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種表征航空、船舶、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)，蒸汽輪機(jī)等動(dòng)力機(jī)械裝置中的"帶冠渦輪葉片"、"帶各種中間阻尼臺(tái)的葉片"和"葉片振動(dòng)阻尼裝置"等的微動(dòng)腐蝕磨損工作特性的試驗(yàn)機(jī)。并能適用于類(lèi)似機(jī)械的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
它是由主機(jī)和系統(tǒng)兩個(gè)部分組成主機(jī)的組成包括裝置底座、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、偏心輪機(jī)構(gòu)、杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)、電加熱爐、試驗(yàn)件夾具和加載機(jī)構(gòu)；系統(tǒng)包括測(cè)控系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，測(cè)控系統(tǒng)的組成包括電機(jī)變頻控制、加載系統(tǒng)測(cè)控、加熱爐溫度測(cè)控、電機(jī)扭矩測(cè)量和微機(jī)系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)采用氣冷或水冷，變頻電機(jī)通過(guò)軸端安裝的偏心輪撥動(dòng)杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)，使處于高溫爐內(nèi)的試驗(yàn)段在加載裝置產(chǎn)生的垂向力作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在規(guī)定的擠壓應(yīng)力、溫度、頻率和位移幅度下，上下試件作微幅相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而模擬了葉片微動(dòng)腐蝕磨損的工作條件。
本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征
1. 所述的杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)以帶滾動(dòng)軸承的軸銷(xiāo)作為旋轉(zhuǎn)中心，并通過(guò)前后兩個(gè)帶滾珠的托架安裝在底座上。上述各處均有潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。
2. 所述的變頻電機(jī)軸端安裝的偏心輪，易于更換不同偏心量的偏心輪，以實(shí)現(xiàn)所需的試驗(yàn)段的位移量；
33. 所述的杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)的撥叉中設(shè)有潤(rùn)滑脂儲(chǔ)腔，在撥叉與電機(jī)驅(qū)動(dòng)的偏心輪接觸面上有潤(rùn)滑脂溢出孔；
4. 所述的加載機(jī)構(gòu)可以是砝碼加載、杠桿-砝碼加載、伺服電機(jī)加載、液壓加載等；
5. 所述的電加熱爐是一個(gè)帶鉸鏈和快裝扣的可分式結(jié)構(gòu)，由安裝在底座上的定位塊定位，加熱爐一側(cè)下部設(shè)置有一個(gè)異形孔，孔為杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)穿越處；加熱爐頂部設(shè)置有一圓孔，為加載機(jī)構(gòu)穿越處；加熱爐底部的孔使杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)的下部可以支托在滾柱托架上;孔與穿越件間均有柔性密封套密封；
6. 所述的試驗(yàn)件采用易于換裝的裝夾結(jié)構(gòu)；
7. 所述的擺臂中心銷(xiāo)、滾柱托架以及加載導(dǎo)向支架處均有冷卻介質(zhì)(氣或水)在附近流
過(guò)；
8. 所述的在高溫段工作的零件，均是用高溫合金制成的。本發(fā)明的裝置可以實(shí)現(xiàn)以下功能l.在常溫或高溫下進(jìn)行不同頻率的微動(dòng)磨損試驗(yàn)；
2. 在常溫或高溫下進(jìn)行不同載荷的微動(dòng)磨損試驗(yàn)；
3. 在常溫或高溫下進(jìn)行不同周次的微動(dòng)磨損試驗(yàn)；
4. 在常溫或高溫下進(jìn)行不同位移的微動(dòng)磨損試驗(yàn)；
5. 在常溫或高溫下進(jìn)行各種材料的微動(dòng)磨損試驗(yàn)；本發(fā)明裝置主要適用于
1. 燃?xì)廨啓C(jī)(航空、船舶、工業(yè))和蒸汽輪機(jī)(工業(yè)、船用)帶冠渦輪葉片、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片、后風(fēng)扇葉片、船舶燃?xì)廨啓C(jī)倒車(chē)渦輪葉片，各種形式的葉片振動(dòng)阻尼裝置的微動(dòng)磨損試驗(yàn)研究；
2. 微動(dòng)磨損面的修復(fù)工藝研究(材料、涂層工藝)；
3. 類(lèi)似機(jī)械的微動(dòng)磨損試驗(yàn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在
1. 采用杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)，可以保證試驗(yàn)段要求"微幅"位移時(shí)的精度。此外，也使驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的作用力大大減小，從而使摩擦力減??；
2. 換裝不同偏心量的偏心輪，即可快速實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)段所需的位移量(從微幅至毫米級(jí))；
3. 以一種較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，模擬了研究對(duì)象發(fā)生微動(dòng)腐蝕磨損時(shí)的主要工作特征，頻率、載荷、位移量、溫度均可控、可調(diào)。
4. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、顯示，試驗(yàn)裝置自動(dòng)控制。 四)


圖1-2是本發(fā)明的模型圖；圖3是試驗(yàn)機(jī)組成示意圖；圖4-6是微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是試驗(yàn)件安裝示意圖；圖8-9是加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述
結(jié)合圖1-2，依靠葉片預(yù)扭及在工作條件下的彈性扭轉(zhuǎn)，使葉冠阻尼面間產(chǎn)生"緊度"并聯(lián)成整圈，以控制葉片工作狀態(tài)下的動(dòng)應(yīng)力的渦輪帶冠葉片等葉片裝置，其典型的物理模型如圖l。 M代表由安裝預(yù)扭和彈性扭轉(zhuǎn)在葉冠處產(chǎn)生的扭矩，F(xiàn)為由扭矩M在葉冠阻尼面上產(chǎn)
生的法向力。葉片振動(dòng)時(shí)，葉冠阻尼面間即在有擠壓應(yīng)力的條件下作微動(dòng)。而本試驗(yàn)裝置即是此模型的具體體現(xiàn)。
結(jié)合圖3，試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)1和系統(tǒng)2兩個(gè)部分組成，系統(tǒng)包括測(cè)控系統(tǒng)(電機(jī)變頻控制、爐溫控制、電機(jī)扭矩測(cè)量、加載控制、微機(jī)系統(tǒng))和冷卻系統(tǒng)；
結(jié)合圖4-6，主機(jī)的組成包括裝置底座3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)8、偏心輪機(jī)構(gòu)9、杠桿擺臂機(jī)構(gòu)6、電加熱爐4，變頻電機(jī)通過(guò)軸端安裝的帶滾動(dòng)軸承的偏心輪，以杠桿擺臂機(jī)構(gòu)的軸銷(xiāo)5為中心，以滾珠托架7、 11為支承平面產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)，上述各處均有潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。加熱爐4是一個(gè)帶鉸鏈和快裝扣的可分式結(jié)構(gòu)，以便易于更換試驗(yàn)件，加熱器一側(cè)下部有一個(gè)異形孔，孔為擺臂穿越處，孔與穿越件間有柔性密封套10密封，加熱爐底部的孔使擺臂試驗(yàn)段的下部可以支托在滾柱托架ll上，孔與穿越件間亦有柔性密封12，滾柱托架有冷卻介質(zhì)冷卻。
結(jié)合圖7，擺臂中心銷(xiāo)5處有潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，其前并有冷卻介質(zhì)經(jīng)接入口 13流入冷卻，加熱爐由安裝在底座上的定位塊14定位；
結(jié)合圖8-9，作為舉例，加載機(jī)構(gòu)是杠桿-砝碼加載，通過(guò)加載支架15安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，在加載桿處有冷卻介質(zhì)流入冷卻。試驗(yàn)件夾具16是一種快裝結(jié)構(gòu)，將試驗(yàn)件插入配合精密的孔中用螺帽壓緊鎖定。
權(quán)利要求
1、一種微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，它是由主機(jī)和系統(tǒng)兩個(gè)部分組成，其特征在于主機(jī)的組成包括裝置底座、安裝在裝置底座上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、偏心輪機(jī)構(gòu)、杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)、電加熱爐、試驗(yàn)件夾具和加載機(jī)構(gòu)；系統(tǒng)包括設(shè)置在主機(jī)上的測(cè)控系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，測(cè)控系統(tǒng)的組成包括電機(jī)變頻控制、加載系統(tǒng)測(cè)控、加熱爐溫度測(cè)控、電機(jī)扭矩測(cè)量和微機(jī)系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)采用氣冷或水冷，變頻電機(jī)通過(guò)軸端安裝的偏心輪撥動(dòng)杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)，使處于高溫爐內(nèi)的試驗(yàn)段在加載裝置產(chǎn)生的垂向力作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在規(guī)定的擠壓應(yīng)力、溫度、頻率和位移幅度下，上下試件作微幅相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而模擬了葉片微動(dòng)腐蝕磨損的工作條件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的加熱爐是一個(gè)帶鉸鏈和快 裝扣的可分式結(jié)構(gòu)，加熱爐由安裝在底座上的定位塊定位。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的加熱爐一側(cè)下部設(shè)置有一 個(gè)異形孔，孔為杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)穿越處；加熱爐頂部設(shè)置有一圓孔，為加載機(jī)構(gòu)穿越處； 加熱爐底部的孔使杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)的下部可以支托在滾柱托架上；孔與穿越件間均有柔性 密封套密封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)以帶滾動(dòng)軸承的 軸銷(xiāo)作為旋轉(zhuǎn)中心，并通過(guò)前后帶滾珠、滾柱的托架安裝在底座上，上述各處均有潤(rùn)滑脂 潤(rùn)滑。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)的撥叉中 設(shè)有潤(rùn)滑脂儲(chǔ)腔，在撥叉與電機(jī)驅(qū)動(dòng)的偏心輪接觸面上有潤(rùn)滑脂溢出孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的變頻電機(jī)軸端安裝有以實(shí) 現(xiàn)所需的試驗(yàn)段位移量的易于更換不同偏心量的偏心輪。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的試驗(yàn)件夾具是一種快裝結(jié) 構(gòu)，將試驗(yàn)件插入配合精密的孔中用螺帽壓緊鎖定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的加載機(jī)構(gòu)為砝碼加載、杠 桿-砝碼加載、伺服電機(jī)加載或液壓加載。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的擺臂中心銷(xiāo)、滾柱托架以 及加載導(dǎo)向支架處均有冷卻介質(zhì)冷卻。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種微動(dòng)腐蝕磨損試驗(yàn)。它是由主機(jī)和系統(tǒng)兩個(gè)部分組成主機(jī)的組成包括裝置底座、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、偏心輪機(jī)構(gòu)、杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)、電加熱爐、試驗(yàn)件夾具和加載機(jī)構(gòu)；系統(tǒng)包括測(cè)控系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，測(cè)控系統(tǒng)的組成包括電機(jī)變頻控制、加載系統(tǒng)測(cè)控、加熱爐溫度測(cè)控、電機(jī)扭矩測(cè)量和微機(jī)系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)采用氣冷或水冷，變頻電機(jī)通過(guò)軸端安裝的偏心輪撥動(dòng)杠桿式擺臂機(jī)構(gòu)，使處于高溫爐內(nèi)的試驗(yàn)段在加載裝置產(chǎn)生的垂向力作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明適用于表征航空、船舶、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)，蒸汽輪機(jī)等動(dòng)力機(jī)械裝置中的“帶冠渦輪葉片”、“帶各種中間阻尼臺(tái)的葉片”和“葉片振動(dòng)阻尼裝置”等的微動(dòng)腐蝕磨損工作特性的試驗(yàn)機(jī)，并能適用于類(lèi)似機(jī)械。
文檔編號(hào)G01N3/56GK101660989SQ20081013699
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者琦 李, 聞雪友 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○三研究所