一种小吨位蠕变/持久强度试验机的制作方法

本发明是一种小吨位蠕变/持久强度试验机，属于试验仪器领域。

背景技术：

蠕变/持久强度试验机是金属材料高温蠕变及持久强度力学性能测试的主要设备。目前广泛使用的机械式蠕变/持久强度试验机的加载杠杆都置于试验机主机架的顶端，加载吨位主要为30kN，50kN,100kN等几种型号,试验机都有一个起用载荷，一般至少为试验机加载满量程的0.4％～0.5％，不同吨位的试验机设计了不同的杠杆比，大吨位的试验机的杠杆比一般在1：50～1：100左右。对于大吨位试验机，当加载力小于其满量程的0.4％时，加载力的误差也会增大，满足不了检测标准对试验机加载力±1％偏差的要求。对一些加载载荷小至几百牛、几十牛的试验，因加载载荷过小而无法在常规的试验机上进行测试，对于一些试验温度在1000℃以上的高温蠕变/持久试验，因试验温度高，加载载荷一般都比较小，最小的加载载荷只有几个兆帕，所以常规的蠕变/持久试验机因加载试验力误差大已不能满足大批量更高性能材料的试验要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述机械式蠕变/持久强度试验机的加载范围和加载精度的局限性设计提供了一种小吨位蠕变/持久强度试验机，该试验机满足了高温小载荷蠕变/持久强度试验的加载要求，并且确保试验测试数据的可靠性、真实性。

本发明目的是通过以下技术措施来实现的：

该种小吨位蠕变/持久强度试验机所述小吨位是指该试验机的加载载荷为0.03～10kN，该试验机包括主机架(1)，加热炉(2)固定在主机架(1)上并可沿主机架(1)上的滑轨上下升降，其特征在于：该试验机的加载方式为两种，一种为杠杆加载，另一种为砝码直接加载，其中

一、杠杆加载的结构组成及加载方式如下：

将加载杠杆(9)下置于试验机的主机底座内，将试验机的加载调平电机(8)上置于试验机主机架(1)的顶端，用杠杆加载时，加载调平电机(8)带动上拉杆、试样、下拉杆构成的加载链上升，下拉杆连接并带动加载杠杆(9)和砝码(4)上升至水平，对试样进行试验载荷的加载；

二、砝码直接加载的结构组成及加载方式如下：

上拉杆的上端与试验机主机架(1)连接，上拉杆的下端与试样的上端连接，在试样的下端连接直接加载吊杆托盘(3)，直接加载吊杆托盘(3)由放置在试验机台面上的液压缓冲机构(5)支撑，当加热炉(2)内的温度达到试验要求时，在直接加载吊杆托盘(3)上放置需要加载的砝码(4)，调节液压缓冲机构(5)的升降手柄(13)，使直接加载吊杆托盘(3)与液压缓冲机构(5)分离并悬空，用砝码(4)和直接加载吊杆托盘(3)的自重对试样进行试验载荷的加载；

所述液压缓冲机构(5)包括一个正方体结构的框架(14)，用于支撑直接加载吊杆托盘(3)的液压缓冲机构支撑托盘(12)安装在正方体结构的框架(14)的顶端，通过调节手柄(13)的旋转带动丝杠运动实现液压缓冲机构支撑托盘(12)的升降，用于试样断裂后的直接加载吊杆托盘(3)坠落报警的断样报警开关(11)安装在液压缓冲机构(5)的顶端，加载完成时，把断样报警开关(11)与试验机主机报警系统相连接，实时监控试验过程,当试样断裂时，砝码(4)及直接加载吊杆托盘(3)落下，触碰液压缓冲机构(5)顶端的断样报警开关(11)，发出报警，试验员即可关闭电源结束试验。

所述的加载杠杆(9)采用1∶5～1∶10的小杠杆比结构,确保小负荷试验的加载精度。

在杠杆加载的方式下，加载调平电机(8)的转动轴与皮带或链条(6)连接，通过手柄(7)带动皮带或链条(6)使转动轴旋转，当试验过程中遇到意外停电时，能够进行手动卸载，也可以进行手动调节加载杠杆(9)水平，加载杠杆(9)水平是为了保持加载载荷的恒定，确保装机在测试样的安全。

本发明针对1000℃以上高温小载荷试验的加载，在一种试验机上实现了两种不同的加载方式，即可通过杠杆加载，也可用砝码直接加载。杠杆加载的载荷范围为0.5～10kN，由于采用了1∶5～1∶10小杠杆比结构，加载杠杆刀口刀承匹配的稳定可靠性更好，降低了加载杠杆机械系统误差，提高了加载载荷的精度。

砝码直接加载的载荷范围为0.03～0.5kN，由于将加载杠杆下置于试验机主机底座内，可以将上拉杆垂直悬挂在试验机主机架的顶端，与试样和直接加载吊杆托盘连接加载砝码进行试验。加载杠杆上置于试验机主机架顶端时，因加载杠杆与上拉杆连接，且加载杠杆不能固定在水平位，用砝码通过杠杆加载时，加载杠杆系统的不稳定会影响加载载荷的精度，影响试验数据的准确性、可靠性。砝码直接加载是用直接加载吊杆托盘和砝码的自重进行试验载荷的加载，不存在加载杠杆机械系统误差的影响，加载载荷的精度更高，能满足更高温度更小载荷试验的加载要求。

附图说明

图1为本发明的试验机在砝码直接加载方式下的结构示意图

图2为本发明的试验机在砝码直接加载方式下的液压缓冲机构(5)的结构示意图

图3为本发明的试验机在杠杆加载方式下的加载结构示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

实施例1

本实施例对本发明所述试验机在砝码直接加载方式下的结构及工作过程进行说明。

参见附图1～2所示，该种小吨位蠕变/持久强度试验机包括主机架1，加热炉2固定在主机架1上并可沿主机架1上的滑轨上下升降，所述小吨位是指该试验机的加载载荷0.03～10kN，该试验机的加载方式为砝码直接加载，该种砝码直接加载的试验机的结构组成及加载方式如下：

上拉杆的上端与试验机主机架1的连接，上拉杆的下端与试样的上端连接，在试样的下端连接直接加载吊杆托盘3，直接加载吊杆托盘3由放置由在试验机台面上的液压缓冲机构5支撑，当加热炉2内的温度达到试验要求时，在直接加载吊杆托盘3上放置需要加载的砝码4，调节液压缓冲机构5的升降手柄13，使直接加载吊杆托盘3与液压缓冲机构5分离并悬空，用砝码4和直接加载吊杆托盘3的自重对试样进行试验载荷的加载；

所述液压缓冲机构5包括一个正方体结构的框架14，用于支撑直接加载吊杆托盘3的液压缓冲机构支撑托盘12安装在正方体结构的框架14的上方，通过调节手柄13的旋转带动丝杠运动实现液压缓冲机构支撑托盘12的升降，用于试样断裂后的直接加载吊杆托盘3坠落报警的断样报警开关11安装在液压缓冲机构支撑托盘12的顶端，加载完成时，把断样报警开关11与试验机主机报警系统相连接，实时监控试验过程,当试样断裂时，砝码4及直接加载吊杆托盘3落下，触碰液压缓冲机构5顶端的断样报警开关11，发出报警，试验员即可关闭电源结束试验。

在杠杆加载的方式下，加载调平电机8的转动轴与皮带或链条6连接，通过手柄7带动皮带或链条6使转动轴旋转，当试验过程中遇到意外停电时，能够进行手动卸载，也可以进行手动调节加载杠杆9水平，加载杠杆9水平是为了保持加载载荷的恒定，确保装机在测试样的安全。

该种砝码直接加载的试验机的工作过程如下：

将下拉杆从试验机的加载杠杆9上拆除，把直接加载装置的液压缓冲机构5放置在试验机主机台面上，正对上拉杆和加热炉2，按加热炉升降键，将加热炉2提升起来，使上拉杆的下端穿过加热炉2炉膛，并露出加热炉2下炉膛口，将直接加载吊杆托盘3放置在液压缓冲机构支撑托盘12上，通过调节液压缓冲机构5的升降手柄13，调节直接加载吊杆托盘3与上拉杆间的间距至适当距离后，将试样分别与上拉杆的下端和直接加载吊杆托盘3的上端连接，

将加热炉2缓慢降下来，使试样处于加热炉2的中心位置，当试验温度达到检测标准规定的保温要求时，在直接加载吊杆托盘3上摆放本次试验需要加载的砝码，检查核对在直接加载吊杆托盘3上摆放的砝码4及试验温度都正确后，

调节液压缓冲机构5的升降手柄13，使直接加载吊杆托盘3与液压缓冲机构支撑托盘12分离并悬空，用砝码4和直接加载吊杆托盘3的自重对试样进行试验载荷的加载；加载完成时，把断样报警开关11与试验机主机报警系统连接，实时监控试验过程。试样断裂时，砝码4及直接加载吊杆托盘3落下，触碰液压缓冲机构5顶端的断样报警开关11，发出报警，试验员记录试验时间后即可关闭电源结束试验。

实施例2

本实施例对本发明所述试验机在杠杆加载方式下的结构及工作过程进行说明。

参见附图1、3所示，该种小吨位蠕变/持久强度试验机包括主机架1，加热炉2固定在主机架1上并可沿主机架1上的滑轨上下升降，所述小吨位是指该试验机的加载载荷0.03～10kN，该试验机的加载方式为杠杆加载，该种杠杆加载的试验机的结构组成及加载方式如下：

将加载杠杆9下置于试验机的主机底座内，将试验机的加载调平电机8上置于试验机主机架1的顶端，用杠杆加载时，加载调平电机8带动上拉杆、试样、下拉杆构成的加载链上升，下拉杆连接并带动加载杠杆9和砝码4上升至水平，对试样进行试验载荷的加载；

所述的加载杠杆9采用1∶5～1∶10的小杠杆比结构,确保小负荷试验的加载精度。

该种杠杆加载的试验机的工作过程如下：

将液压缓冲机构5从试验机主机的台面上移走，将下拉杆与加载杠杆9连接，按加热炉升降键，将加热炉2提升起来，使上拉杆的下端穿过加热炉2炉膛，并露出加热炉2下炉膛口，调节上下拉杆之间的间距，将试样与上下拉杆连接，将加热炉2缓慢降下来，使试样处于加热炉2的中心位置，在杠杆加载托盘10上预先摆放本次试验需要加载的砝码4，当试验温度达到检测标准规定的保温要求时，检查核对在杠杆加载托盘10上摆放的砝码4及试验温度都正确后，启动加载按钮，加载调平电机8带动上拉杆、试样、下拉杆构成的加载链上升，下拉杆连接并带动加载杠杆9和砝码4上升至水平，对试样进行试验载荷的加载；蠕变试验遇到意外停电时，需要保持载荷的恒定，因停电加载调平电机8无法自动运行工作，由于热胀冷缩效应，为防止装机在测试样冷断，可通过手柄7带动皮带或链条6使加载调平电机8的转动轴旋转，手动调节加载杠杆9水平，保持加载载荷的恒定，确保装机在测试样的安全。持久试验遇到意外停电时，可通过手柄7带动皮带或链条6使加载调平电机8的转动轴旋转，手动进行卸载，确保装机在测试样的安全。