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軋輥熱疲勞模擬試驗裝置的制造方法

文檔序號:9522520閱讀:236來源:國知局
軋輥熱疲勞模擬試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及社漉熱疲勞試驗領(lǐng)域,具體來說,本發(fā)明涉及一種社漉熱疲勞模擬試 驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在熱社過程中,社漉旋轉(zhuǎn)時,漉面與高溫社件(溫度約loocrc)接觸時漉面溫度快 速上升,后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)由冷卻系統(tǒng)對該社漉進行冷卻使得其溫度迅速下降,W此循環(huán)往復(fù)。正 常社鋼期間,漉面最高溫度基本穩(wěn)定在400~600°C左右,最低溫度基本穩(wěn)定在100°C左右, 而且溫度變化最劇烈的發(fā)生在從漉面向內(nèi)約0. 5~1mm左右范圍內(nèi),越往內(nèi)部溫度變化越 緩慢,而社漉必部溫度幾乎沒有變化。送樣,社漉表面很薄一層材料反復(fù)受熱和冷卻,呈周 期變化,漉面累積了大量熱應(yīng)力,材料易發(fā)生熱疲勞而造成漉面裂紋W至剝落失效。因此, 如何準(zhǔn)確模擬社漉實際工作條件,正確測試與評價各種社漉材料的抗熱疲勞性能是進行高 性能社漉開發(fā)的一項重要工作。
[0003] 在金屬熱疲勞性能測試方面,現(xiàn)有技術(shù)中主要存在W下方式:
[0004] (1)人工方法。通過人工反復(fù)把試樣置于加熱爐內(nèi)加熱和水槽中冷卻來模擬熱疲 勞過程,送種方式比較適合于熱疲勞次數(shù)少的材料如高速鋼、高館鋼社漉等的加速性模擬 試驗中,而大部分熱作模具鋼正常工作時的熱疲勞次數(shù)通??蛇_幾百次、幾千次甚至上萬 次,人工法勞動強度大且試驗參數(shù)有限。
[0005] (2)機械方法。目前熱疲勞試驗往往是通過各種行走機構(gòu)把小塊試樣在加熱區(qū)和 冷卻區(qū)之間來回輸送,或者通過頻繁開啟加熱源和冷卻裝置來實現(xiàn)冷-熱循環(huán)過程。
[0006]公開號為"CN102445463A"、名稱為"一種簡易熱疲勞試驗機"的專利文獻公開了送 樣一種方式,通過齒輪齒條運動來實現(xiàn)試樣的往復(fù)移動,采用電阻爐福射加熱方式加熱試 樣。送種方式,加熱速度慢、循環(huán)周期長,并且試件的移動方式使得試件不適宜采用其他方 式加熱。
[0007] 授權(quán)公告號為"CN2828797"、名稱為"感應(yīng)加熱式金屬材料冷熱疲勞試驗裝置"的 專利文獻中公開了一種裝置,送種裝置需要頻繁開啟加熱與冷卻,效率低且不利于準(zhǔn)確模 擬社漉工作環(huán)境。
[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)中,社漉熱疲勞模擬試驗不精確W及試驗時間長的問題,提出一種 新的模擬試驗裝置顯得很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述問題,本發(fā)明提供一種社漉熱疲勞模擬試驗裝置,其能夠便于精確模 擬社漉的工作環(huán)境,并且能夠縮短模擬試驗的時間。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗裝置,用于檢測呈圓柱狀的待測 試件的熱疲勞性能,其包括:
[0011] 驅(qū)動機構(gòu),用于安裝待測試件并且驅(qū)動待測試件旋轉(zhuǎn);
[0012] 感應(yīng)加熱器,為半環(huán)形,罩設(shè)于待測試件的其中一半圓柱體;
[0013] 冷卻噴嘴,用于向待測試件的另一半圓柱體噴射冷卻水;
[0014] 操作控制單元,用于設(shè)置所述驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速W及所述感應(yīng)加熱器的加熱溫度, 并由顯示器顯示。
[0015] 優(yōu)選地,還包括用于檢測所述待測試件的轉(zhuǎn)動圈數(shù)的旋轉(zhuǎn)計數(shù)器,所述旋轉(zhuǎn)計數(shù) 器的數(shù)值由所述顯示器顯示。
[0016] 優(yōu)選地,還包括用于觀察所述待測試件的表面情況的照相機,所述照相機將檢測 信息輸送至所述顯示器。
[0017] 優(yōu)選地,所述另一半圓柱體的上方設(shè)置有擋水板,下方設(shè)置有集水槽,所述冷卻噴 嘴設(shè)置于所述擋水板與所述集水槽之間。
[0018] 優(yōu)選地,還包括設(shè)置于所述集水槽上方的防護罩,所述防護罩上設(shè)置有開口,所述 開口處安裝有排氣扇。
[0019] 優(yōu)選地,所述冷卻噴嘴通過進水管W及水泉與水箱相接,所述集水槽設(shè)置于支座 上方,所述集水槽底部通過回水管與所述水箱相接。
[0020] 優(yōu)選地,所述冷卻噴嘴的數(shù)量為多個,分別向所述另一半圓柱體的圓周面W及端 面噴冷卻水。
[0021] 優(yōu)選地,所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機W及與電機相連的減速機,所述待測試件的一端 套在所述減速機的輸出軸上,另一端設(shè)置有頂針。
[0022] 優(yōu)選地,還包括用于測量所述待測試件溫度的紅外測溫儀,其測試值由所述顯示 器顯示。
[0023]本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗裝置,采用驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動待測試件轉(zhuǎn)動,精確模擬 社漉的工作環(huán)境。同時,采用感應(yīng)加熱器加熱能夠提高加熱的效率。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025] 圖2為本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗裝置部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖;
[0026] 圖3為本發(fā)明的測試原理示意圖;
[0027] 圖4為圖1中感應(yīng)加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖5為熱疲勞溫度曲線示意圖;
[0029] 圖6為小尺寸試件的安裝示意圖;
[0030]圖7為異常工況下,熱疲勞溫度曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面,結(jié)合附圖,對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)W及工作原理等作進一步的說明。
[0032] 參見圖1~圖3,本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗裝置,用于檢測呈圓柱狀的待測試 件的熱疲勞。試件需便于旋轉(zhuǎn),故優(yōu)選為圓柱狀。
[0033] 如圖3所示,試件采用圓柱形,該模擬試驗裝置將其分為加熱區(qū)和冷卻區(qū)兩部分, 在加熱區(qū)時,該模擬試驗裝置對試件進行加熱,旋轉(zhuǎn)到冷卻區(qū)時,對試件進行冷卻。試件的 尺寸可W為;直徑Φ200mm,厚度15mm,材質(zhì)與社漉相同。并且,在試驗前,試件經(jīng)過熱處理, 熱處理的表面硬度、必部硬度與社漉相同。試件的渾硬深度與試件直徑之比與社漉渾硬深 度與社漉直徑之比接近。
[0034] 詳細地,該社漉熱疲勞模擬試驗裝置,包括電源1、驅(qū)動機構(gòu)、感應(yīng)加熱器2、冷卻 噴嘴W及操作控制單元22,操作控制單元22連接有顯示器2201。接下來,對其分別進行介 紹。
[0035] 前述的電源1,用于為感應(yīng)加熱器2供電,W便滿足待測試件20的感應(yīng)加熱需要。
[0036] 前述的驅(qū)動機構(gòu),用于安裝待測試件20并且驅(qū)動待測試件20旋轉(zhuǎn)。作為一種方 式,驅(qū)動機構(gòu)包括電機26W及與電機26相連的減速機25,待測試件20的一端套在減速機 25的輸出軸2501上,另一端設(shè)置有頂針3,對其軸向限位。頂針3可W設(shè)置于移動架23上, 移動架23可W沿著位于其下方的導(dǎo)軌24滑動。
[0037] 前述的感應(yīng)加熱器2,為半環(huán)形,罩設(shè)于待測試件20的其中一半圓柱體,使得該半 圓柱體處于加熱區(qū),W便完成對待測試件20的加熱過程。參見圖4,感應(yīng)加熱器2包括磁 芯201W及纏繞于磁芯201上的感應(yīng)線圈202,感應(yīng)加熱器2的內(nèi)弧面距離待測試件20的 距離為5mm左右。出加熱區(qū)的待測試件20的表面溫度Τι= 400~600。其中電源1功率 Ρ= 50~lOOkW,頻率f= 2600Hz(對應(yīng)的集膚深度約0. 5mm)。增加電源功率使待測試件 20表面溫度快速升高可W模擬社漉受到的異常熱沖擊等,可W通過在待測試件20周圍設(shè) 置紅外測溫儀5的方式,來獲取待測試件20的表面溫度,該溫度值由顯示器2201顯示。
[0038] 前述的冷卻噴嘴,用于向待測試件20的另一半圓柱體噴射冷卻水,使得該半圓柱 體處于冷卻區(qū),W便完成對待測試件20的冷卻過程。冷卻噴嘴通過進水管14W及水泉18 與水箱16相接,通過水泉18將水箱16中的水抽出并由冷卻噴嘴噴出,進水管14上設(shè)置水 壓表12W及調(diào)壓閥13,在進水管14位于水泉W及水箱16之間的
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