一種沖蝕腐蝕磨損試驗臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于在不同條件下對目標(biāo)樣品進行沖蝕和腐蝕磨損實驗的沖蝕腐蝕磨損試驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]沖蝕和腐蝕導(dǎo)致的磨損是工作在流體環(huán)境中的工件(特別是金屬工件)最主要的失效形式。例如水力發(fā)電機組的水輪機葉片和輪船螺旋槳葉片都會受到水流的高速沖擊，加上水中可能含有硬質(zhì)顆粒和活性離子，會導(dǎo)致部件表面產(chǎn)生各種沖蝕和腐蝕磨損，降低部件性能和壽命。為了研究各類材料在不同環(huán)境中的沖蝕和腐蝕磨損機理及相關(guān)影響因素，對應(yīng)的試驗臺和設(shè)備必不可少。由于不同部件的工作環(huán)境差距很大，造成沖蝕和腐蝕磨損的原因也有較大差異。為了更準(zhǔn)確地找到磨損的真正原因，試驗臺應(yīng)該能有效地模擬各種環(huán)境。而目前常用的試驗臺只能完成樣品在液體環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)運動，無法改變其他參數(shù)，如樣品在液體中的姿態(tài)、樣品的深度、環(huán)境溫度、液體流速等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有模擬沖蝕和腐蝕磨損機理的試驗臺不能改變樣品在液體中空間姿態(tài)的問題，本發(fā)明提供了一種沖蝕腐蝕磨損試驗臺，該沖蝕腐蝕磨損試驗臺可以對樣品所處環(huán)境進行多方面的調(diào)控，并可以對樣品的空間姿態(tài)、深度、環(huán)境溫度、液體流速等進行精確的在線調(diào)控。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種沖蝕腐蝕磨損試驗臺，包括樣品控制機構(gòu)和用于承裝實驗液體的液體腔，該樣品控制機構(gòu)的一部分能夠進入液體腔內(nèi)，該樣品控制機構(gòu)的一部分還能夠固定樣品并改變樣品的空間姿態(tài)。
[0005]該樣品控制機構(gòu)能夠使樣品以一條水平線為軸轉(zhuǎn)動。
[0006]該樣品控制機構(gòu)位于液體腔的上部，該樣品控制機構(gòu)包括連接桿和樣品夾，連接桿的一端和樣品夾的一端通過旋轉(zhuǎn)小軸鉸接，旋轉(zhuǎn)小軸的軸線沿水平方向設(shè)置，連接桿和樣品夾的連接處設(shè)有用于將連接桿和樣品夾固定的螺釘。
[0007]連接桿沿水平方向設(shè)置，樣品夾呈倒T型，樣品夾的上端與連接桿的一端鉸接，樣品夾的下端設(shè)有用于安裝樣品的凹槽，該凹槽的側(cè)壁設(shè)有用于固定樣品的螺紋通孔，樣品夾的下端為該樣品控制機構(gòu)的一部分。
[0008]所述沖蝕腐蝕磨損試驗臺包括機架和用于驅(qū)動該樣品控制機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的電機，該機架固定于液體腔上，電機固定于該機架。
[0009]該機架包括下支板，下支板位于液體腔的上部或上方，電機固定于下支板，電機的輸出軸外固定有連軸塊，該樣品控制機構(gòu)包括沿水平方向設(shè)置的連接桿，連接桿的另一端插接于連軸塊內(nèi)，連接桿能夠沿連接桿軸向移動和周向轉(zhuǎn)動。
[0010]所述沖蝕腐蝕磨損試驗臺還包括用于調(diào)整驅(qū)動該樣品控制機構(gòu)在豎直方向上高度的調(diào)高機構(gòu)。
[0011]該機架還包括上支板和分別固定于液體腔兩側(cè)的豎支板，上支板固定于兩個豎支板的上端，下支板位于兩個豎支板的下部，豎支板的內(nèi)側(cè)固定有滑塊導(dǎo)軌，下支板的兩端均通過夾塊與滑塊導(dǎo)軌的滑塊連接固定，下支板能夠沿滑塊導(dǎo)軌上下移動，電機外設(shè)有電機支架，電機支架與下支板固定連接，該調(diào)高機構(gòu)含有氣缸，氣缸的缸筒與上支板固定連接，氣缸的活塞桿與電機支架固定連接。
[0012]所述沖蝕腐蝕磨損試驗臺還包括用于控制液體腔內(nèi)液體溫度的溫度控制單元、用于測量液體腔內(nèi)液體溫度的溫度傳感器和用于測量液體腔內(nèi)液體流速的速度傳感器。
[0013]所述沖蝕腐蝕磨損試驗臺還包括能夠使液體腔內(nèi)的實驗液體旋轉(zhuǎn)的攪拌器。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，沖蝕腐蝕磨損試驗臺可以同時實現(xiàn)對樣品的姿態(tài)控制和環(huán)境參數(shù)控制。該實驗臺結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，整個實驗臺結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，能耗低。通過樣品控制部分可以對樣品的傾角進行調(diào)整，從而達到調(diào)節(jié)水流沖擊樣品表面角度和方向的目的。對環(huán)境溫度的控制可以根據(jù)要求事先進行設(shè)置，達到精確控制溫度的目的。與傳統(tǒng)的沖蝕實驗裝置不同，本發(fā)明除了樣品能轉(zhuǎn)動激起水流外，還能利用磁力攪拌裝置激起水流運動，可以模擬更復(fù)雜的水流情況。液體流動速度可以手動進行調(diào)整，模擬不同流速下樣品表面受沖擊的情況。樣品在液面下的深度通過氣缸進行調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)對工作部件所處真實環(huán)境的精確模擬。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述。
[0016]圖1為沖蝕腐蝕磨損試驗臺的立體示意圖。
[0017]圖2為樣品控制機構(gòu)部位的放大示意圖。
[0018]圖3為液體腔內(nèi)的放大示意圖。
[0019]其中1.加熱電阻，2.流速傳感器，3.連接塊，4.夾塊，5.電機，6.電機支架，7.鎖緊螺母，8.氣缸，9.上支板，10.豎支板，11.滑塊導(dǎo)軌，12.下支板，13.液體腔，14.攪拌器，15.連軸塊，16.連接桿，17.旋轉(zhuǎn)小軸，18.樣品夾，19.樣品，20.熱電偶，21.攪拌子。
【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0021]—種沖蝕腐蝕磨損試驗臺，包括樣品控制機構(gòu)和用于承裝實驗液體的液體腔13，該樣品控制機構(gòu)的一部分能夠進入液體腔13內(nèi)，該樣品控制機構(gòu)的一部分還能夠固定住樣品19并任意改變樣品19的空間姿態(tài)，如圖1和圖2所示。
[0022]通過樣品控制部分可以對樣品19在空間直角坐標(biāo)系中相對應(yīng)X、Y、Z三個方向的傾角進行隨意調(diào)整，從而達到調(diào)節(jié)水流沖擊樣品表面角度和方向的目的。
[0023]在本實施例中，該樣品控制機構(gòu)能夠使樣品19以一條水平線為軸轉(zhuǎn)動。具體的，該樣品控制機構(gòu)位于液體腔13的上部，液體腔13為上端開放下端封閉的筒形結(jié)構(gòu)，該樣品控制機構(gòu)包括連接桿16和樣品夾18，如圖1和圖2所示，連接桿16的右端和樣品夾18的上端通過旋轉(zhuǎn)小軸17鉸接，旋轉(zhuǎn)小軸17的軸線沿水平方向設(shè)置，且旋轉(zhuǎn)小軸17的軸線與連接桿16的軸線垂直，連接桿16和樣品夾18的連接處設(shè)有用于將連接桿16和樣品夾18固定的螺釘。如圖2所示，連接桿16的右端有凹槽，連接桿16與樣品夾18通過旋轉(zhuǎn)小軸17以鉸鏈?zhǔn)降慕Y(jié)構(gòu)連接，當(dāng)樣品夾18的角度調(diào)整好后，通過連接桿16的右端的凹槽兩側(cè)的螺釘將連接桿16和樣品夾18連接固定。
[0024]在本實施例中，連接桿16沿水平方向設(shè)置，樣品夾18呈倒T型，樣品夾18的上端與連接桿16的右端鉸接，樣品夾18的下端設(shè)有用于安裝樣品19的凹槽，該凹槽的側(cè)壁設(shè)有用于固定樣品19的螺紋通孔，樣品夾18的下端為該樣品控制機構(gòu)的一部分。樣品19可以通過螺釘固定于樣品夾18的下端的凹槽，在進行試驗時，樣品夾18的下端和樣品19將浸泡在液體腔13中實驗液體中。
[0025]在本實施例中，所述沖蝕腐蝕磨損試驗臺包括機架和用于驅(qū)動該樣品控制機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的電機5，該機架固定于液體腔13上，電機5固定于該機架。該機架包括下支板12，下支板12位于液體腔13的上部或上方，電機5固定于下支板12，電機5的輸出軸朝下，電機5的輸出軸外固定有連軸塊15，連接桿16沿水平方向設(shè)置，連接桿16的左端插接于連軸塊15內(nèi)，連接桿16能夠沿連接桿16軸向移動和周向轉(zhuǎn)動，即連接桿16可以在圖2中左右移動，還能夠以連接桿16的軸線為軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)連接桿16的位置調(diào)整好以后，通過螺釘將連接桿16與連軸塊15連接固定。從而實現(xiàn)了樣品19在空間直角坐標(biāo)系中相對應(yīng)X、Y、Z三個方向的傾角和位置進行隨意調(diào)整。
[0026]在本實施例中，所述沖蝕腐蝕磨損試驗臺還包括用于調(diào)整驅(qū)動該樣品控制機構(gòu)在豎直方向