一種沖擊磨損試驗機及其制造沖擊磨損的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沖擊磨損試驗機，包括高溫高壓釜（1）、直線電機（2）、外磁體（3）、內(nèi)磁體（4）及驅(qū)動桿（7），其中，直線電機（2）和外磁體（3）均位于高溫高壓釜（1）外，且直線電機（2）與外磁體（3）連接。內(nèi)磁體（4）和驅(qū)動桿（7）均位于高溫高壓釜（1）內(nèi)，內(nèi)磁體（4）與外磁體（3）的位置對應(yīng)，驅(qū)動桿（7）上端連接于內(nèi)磁體（4）下端面。本發(fā)明還公開了上試驗機制造沖擊磨損的方法。本發(fā)明的試驗機整體結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)，本發(fā)明的試驗機在高溫高壓下制造沖擊磨損時能避免實現(xiàn)高溫高壓下高速運動的動密封，性價比高，具有好的市場應(yīng)用前景。
【專利說明】一種沖擊磨損試驗機及其制造沖擊磨損的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料性能試驗領(lǐng)域，具體是一種沖擊磨損試驗機及其制造沖擊磨損的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊磨損是很多設(shè)備和部件失效的主要原因，因此，對易受沖擊磨損的設(shè)備和部件的材料進行沖擊磨損試驗尤為必要?，F(xiàn)有沖擊磨損試驗機普遍采用電機帶動沖錘，并由沖錘帶動試樣來實現(xiàn)試樣間的沖擊磨損試驗。很多易發(fā)生沖擊磨損的設(shè)備和部件長期處于高溫高壓環(huán)境中，如核電廠控制棒驅(qū)動機構(gòu)的勾爪和絲杠。采用現(xiàn)有沖擊磨損試驗機在高溫高壓下對設(shè)備或部件進行試驗時，會遇到高溫高壓下高速運動下的動密封難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有沖擊磨損試驗機在高溫高壓下進行試驗時不便于實現(xiàn)動密封的問題，提供了一種沖擊磨損試驗機，其在高溫高壓下應(yīng)用時能避免高溫高壓下高速運動的動密封，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。本發(fā)明還公開了上述沖擊磨損試驗機制造沖擊磨損的方法。
[0004]本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種沖擊磨損試驗機，包括高溫高壓釜、直線電機、外磁體、內(nèi)磁體及驅(qū)動桿，所述直線電機和外磁體均位于高溫高壓釜外，且直線電機與外磁體連接；所述內(nèi)磁體和驅(qū)動桿均位于高溫高壓釜內(nèi)，內(nèi)磁體與外磁體的位置對應(yīng)，驅(qū)動桿上端連接于內(nèi)磁體下端面。其中，高溫高壓釜采用無磁性材料制造，本發(fā)明應(yīng)用時在高溫高壓釜內(nèi)設(shè)置兩塊試樣，一塊試樣連接在驅(qū)動桿下端，另一試樣位于驅(qū)動桿連接的試樣正下方且與驅(qū)動桿連接的試樣存在一定的間距，直線電機作為動力部件，直線電機帶動外磁體做上下的直線運動，外磁體依靠磁力帶動內(nèi)磁體做上下的直線運動，兩塊試樣之間的間距不大于內(nèi)磁體移動至最上端和內(nèi)磁體移動至最下端之間的間距，內(nèi)磁體上下的直線運動實現(xiàn)了試樣間的沖擊磨損。外磁體與內(nèi)磁體之間產(chǎn)生的磁力應(yīng)保證驅(qū)動桿下端連接試樣后，不會因內(nèi)磁體、驅(qū)動桿及試樣的重力而導(dǎo)致驅(qū)動桿及驅(qū)動桿連接的內(nèi)磁體和試樣三者直接掉落在高溫高壓釜體內(nèi)。
[0005]所述外磁體構(gòu)成圓筒狀，所述高溫高壓釜穿過外磁體中央的通孔。因內(nèi)磁體與外磁體位置對應(yīng)且兩者之間會產(chǎn)生作用力，在外磁體構(gòu)成圓筒狀時內(nèi)磁體位于外磁體的中央,如此,能避免外磁體與內(nèi)磁體之間產(chǎn)生相互作用力時內(nèi)磁體碰撞高溫高壓釜的釜體內(nèi)壁。
[0006]所述高溫高壓釜釜體的上端構(gòu)成外徑小于外磁體圓筒直徑的進出口管，高溫高壓釜通過其進出口管穿過外磁體中央的通孔；所述內(nèi)磁體構(gòu)成圓柱狀，且內(nèi)磁體位于進出口管內(nèi)。因試驗用的試樣體積和重量一般較小,試驗過程中對外磁體與內(nèi)磁體之間的磁力需求也不是很大，本發(fā)明通過增設(shè)進出口管，可減小外磁體和內(nèi)磁體的體積，節(jié)省成本，且能保證外磁體與內(nèi)磁體處于適當?shù)拈g距。[0007]所述高溫高壓釜外設(shè)有水冷裝置。其中，水冷裝置用于對內(nèi)磁體進行冷卻，避免因內(nèi)磁體溫度過高而影響內(nèi)磁體與外磁體之間的作用力。
[0008]所述高溫高壓釜內(nèi)連接有軸承，所述驅(qū)動桿穿過軸承。本發(fā)明應(yīng)用時驅(qū)動桿在內(nèi)磁體的帶動作用下會上下移動，通過增設(shè)軸承可對驅(qū)動桿的移動實現(xiàn)定位作用。
[0009]為了便于對驅(qū)動桿連接的試樣正下方的試樣進行固定，作為優(yōu)選，所述高溫高壓釜內(nèi)設(shè)有位于驅(qū)動桿下方的試樣架。
[0010]一種沖擊磨損試驗機制造沖擊磨損的方法，包括以下步驟:
步驟一、在高溫高壓釜內(nèi)安裝兩塊試樣，一塊試樣連接于驅(qū)動桿下端，另一塊試樣安裝于驅(qū)動桿連接的試樣正下方；
步驟二、加入試驗介質(zhì)，然后密封高溫高壓釜；
步驟三、將高溫高壓釜加熱到試驗溫度；
步驟四、啟動直線電機，直線電機帶動外磁體做上下的直線運動，外磁體依靠磁力帶動內(nèi)磁體做上下的直線運動，進而實現(xiàn)高溫高壓釜內(nèi)兩塊試樣間的沖擊磨損。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:(1)本發(fā)明的試驗機包括高溫高壓釜、直線電機、外磁體、內(nèi)磁體及驅(qū)動桿，整體結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)，成本低，本發(fā)明應(yīng)用時高溫高壓釜提供高溫高壓環(huán)境，直線電機帶動外磁體上下直線運動，而內(nèi)磁體與外磁體依靠磁力進行傳動，能避免在高溫高壓下實現(xiàn)動密封的難題，具有良好的經(jīng)濟性。
[0012]( 2)本發(fā)明的試驗機應(yīng)用時不局限于用于高溫高壓環(huán)境，也可在常溫高壓環(huán)境下進行應(yīng)用，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中附圖標記所對應(yīng)的名稱為:1、高溫高壓釜，2、直線電機，3、外磁體，4、內(nèi)磁體，5、水冷裝置，6、軸承，7、驅(qū)動桿，8、試樣架，9、支承座。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0016]實施例1
如圖1所示，一種沖擊磨損試驗機，包括高溫高壓釜1、設(shè)置在高溫高壓釜I外的直線電機2和外磁體3、設(shè)置在高溫高壓釜I內(nèi)的內(nèi)磁體4和驅(qū)動桿7，其中，高溫高壓釜I優(yōu)選采用S31608 III不銹鋼制造。直線電機2與外磁體3連接，驅(qū)動桿7上端連接于內(nèi)磁體4下端面，內(nèi)磁體4與外磁體3的位置對應(yīng)且外磁體3與內(nèi)磁體4之間會產(chǎn)生相互作用力，該作用力應(yīng)保證驅(qū)動桿7下端連接試樣后內(nèi)磁體4、驅(qū)動桿7及試樣三者不會因為重力而直接掉落在高溫高壓釜I的釜體內(nèi)，即外磁體3與內(nèi)磁體4的作用力應(yīng)保證內(nèi)磁體4、驅(qū)動桿7及試樣處于懸空狀態(tài)。本實施例應(yīng)用時高溫高壓釜I內(nèi)設(shè)置試樣的數(shù)量為兩塊，一塊試樣連接于驅(qū)動桿7下端，另一塊試樣安裝在驅(qū)動桿7連接的試樣正下方，兩塊試樣之間的間距不大于內(nèi)磁體4能上下移動的活動間距。本實施例的試驗機可調(diào)沖擊頻率為0.5 HZ?5HZ，兩塊試樣間的沖擊能量為5X IQ-3J?25J，試驗溫度為0°C?350°C，試驗壓力為OMPa?17.5MPa。其中，試驗參數(shù)是根據(jù)材料具體的設(shè)計或服役工況來選擇。
[0017]實施例2
為了保證內(nèi)磁體4受力分布均勻，本實用例在實施例1的基礎(chǔ)上進行了如下改進:本實施例的外磁體3構(gòu)成圓筒狀，高溫高壓釜I穿過外磁體3中央的通孔，而內(nèi)磁體4也位于外磁體3中央部位。
[0018]實施例3
本實施例在實施例2的基礎(chǔ)上進行了如下改進:本實施例的高溫高壓釜I釜體的上端構(gòu)成外徑小于外磁體3圓筒直徑的進出口管，高溫高壓釜I通過其進出口管設(shè)穿過外磁體I中央的通孔，內(nèi)磁體4構(gòu)成圓柱狀，且內(nèi)磁體4位于進出口管內(nèi)。
[0019]實施例4
本實施例在實施例1?3中任意一個實施例的基礎(chǔ)上進行了如下改進:為了避免高溫環(huán)境影響外磁體與內(nèi)磁體4之間的相互作用力，本實施例的高溫高壓釜外設(shè)有水冷裝置5，在本實施例應(yīng)用時，水冷裝置5用于對內(nèi)磁體4進行冷卻，水冷裝置5通過循環(huán)冷卻水對內(nèi)磁體4所處的高溫高壓釜I內(nèi)空間進行冷卻，確保內(nèi)磁體4的工作溫度穩(wěn)定在200°C以下。
[0020]實施例5
本實施例在實施例1?4中任意一個實施例的基礎(chǔ)上進行了如下改進:本實施例的高溫高壓釜I內(nèi)連接有軸承6，驅(qū)動桿7穿過軸承6。如此，本實施例應(yīng)用時采用軸承6來實現(xiàn)定位。
[0021]實施例6
本實施例在實施例1?5中任意一個實施例的基礎(chǔ)上進行了如下改進:為了便于驅(qū)動桿7連接的試樣正下方的試樣進行固定，高溫高壓釜I內(nèi)設(shè)有試樣架8及支承試樣架8的支承座9，試樣架8位于驅(qū)動桿7下方，且試樣架8上設(shè)有與驅(qū)動桿7下端位置對應(yīng)的試樣定位口。
[0022]實施例7
一種沖擊磨損試驗機制造沖擊磨損的方法，包括以下步驟:步驟一、在高溫高壓釜I內(nèi)安裝兩塊試樣，一塊試樣連接于驅(qū)動桿7下端，另一塊試樣安裝于驅(qū)動桿7連接的試樣正下方，兩塊試樣之間的間距不大于內(nèi)磁體4能上下移動的活動間距；步驟二、加入試驗介質(zhì)，然后密封高溫高壓釜I ;步驟三、將高溫高壓釜I加熱到試驗溫度；步驟四、啟動直線電機2，直線電機2帶動外磁體3做上下的直線運動，外磁體3依靠磁力帶動內(nèi)磁體4做上下的直線運動，進而實現(xiàn)高溫高壓釜I內(nèi)兩塊試樣間的沖擊磨損。其中，試驗溫度優(yōu)選為350°C，試驗壓力優(yōu)選為17.5MPa。
[0023]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的【具體實施方式】只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊磨損試驗機，其特征在于，包括高溫高壓釜(I)、直線電機(2)、外磁體(3)、內(nèi)磁體(4)及驅(qū)動桿(7)，所述直線電機(2)和外磁體(3)均位于高溫高壓釜(I)外，且直線電機(2)與外磁體(3)連接；所述內(nèi)磁體(4)和驅(qū)動桿(7)均位于高溫高壓釜(I)內(nèi)，內(nèi)磁體(4)與外磁體(3)的位置對應(yīng)，驅(qū)動桿(7)上端連接于內(nèi)磁體(4)下端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沖擊磨損試驗機，其特征在于，所述外磁體(3)構(gòu)成圓筒狀，所述高溫高壓釜(I)穿過外磁體(3)中央的通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種沖擊磨損試驗機，其特征在于，所述高溫高壓釜(I)釜體的上端構(gòu)成外徑小于外磁體(3)圓筒直徑的進出口管，高溫高壓釜(I)通過其進出口管穿過外磁體(I)中央的通孔；所述內(nèi)磁體(4)構(gòu)成圓柱狀，且內(nèi)磁體(4)位于進出口管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沖擊磨損試驗機，其特征在于，所述高溫高壓釜(I)外設(shè)有水冷裝置(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的一種沖擊磨損試驗機，其特征在于，所述高溫高壓釜(I)內(nèi)連接有軸承(6)，所述驅(qū)動桿(7)穿過軸承(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的一種沖擊磨損試驗機，其特征在于，所述高溫高壓釜(I)內(nèi)設(shè)有位于驅(qū)動桿(7)下方的試樣架(8)。
7.—種沖擊磨損試驗機制造沖擊磨損的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、在高溫高壓釜(I)內(nèi)安裝兩塊試樣，一塊試樣連接于驅(qū)動桿(7)下端，另一塊試樣安裝于驅(qū)動桿(7)連接的試樣正下方； 步驟二、加入試驗介質(zhì)，然后密封高溫高壓釜(I)； 步驟三、將高溫高壓釜(I)加熱到試驗溫度； 步驟四、啟動直線電機(2)，直線電機(2)帶動外磁體(3)做上下的直線運動，外磁體(3 )依靠磁力帶動內(nèi)磁體(4)做上下的直線運動，進而實現(xiàn)高溫高壓釜(I)內(nèi)兩塊試樣間的沖擊磨損。
【文檔編號】G01N3/56GK103528905SQ201310489760
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】周軍, 溫耀曾, 陳勇, 羅強, 何琨, 黨瑩 申請人:中國核動力研究設(shè)計院