[發明專利]高速、可間歇加載的環塊接觸燒蝕試驗機

有效

• 申請號: 201210190919.2
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102692354A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 沈健;任興亮;劉光復;周丹;杜曉東
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種高速、可間歇加載的環塊接觸燒蝕試驗機，適用于模擬高速軸的接觸燒蝕現象，研究高速軸表面變性層的形成和演化規律。

背景技術

大型離心壓縮機轉速范圍：3000-48000轉/分。高轉速下，在軸承區，由于供油不足，或可傾瓦接觸面積過小，導致局部溫度迅速升高，軸表面變色；轉子運行時振動超標，導致軸與密封刮擦；或者由于軸向力計算不準，從而使定子，如隔板產生變形，由于轉子、定子之間的間隙為2-3mm，而隔板厚度為100mm左右，當高低壓部分的壓差達到幾十公斤時，就會使懸臂工作的隔板產生變形，進而與轉子產生刮擦。一旦產生刮擦會使轉子表面變色，甚至彎曲，需要對其進行修復，嚴重的則報廢。因此模擬高速軸的接觸燒蝕現象，研究高速軸表面變性層的形成和演化規律，對軸即轉子進行修復再制造具有重要意義。

目前，研究軸類零件的耐磨性，主要是通過試件環與試件塊對磨，觀察分析摩擦表面的磨損情況。已有技術中，試件環與試件塊普遍采取連續接觸摩擦，并且轉速都不高，都在3000r/min以下，摩擦表面基本上只發生材料磨損，很難發生相變。但現在很多軸的轉速都高達10000r/min，甚至更高，由于潤滑不良等原因，同定子部分發生刮擦，產生瞬間高溫，引起表面層的相變，對耐磨性能產生很大影響；迄今為止，高速、可間歇加載環塊接觸燒蝕試驗機還未有相關報導。

發明內容

本發明是為模擬高速軸的接觸燒蝕及其表面變性層的形成和演化規律，提供一種高速、可間歇加載的環塊接觸燒蝕試驗機，用以模擬高速軸的接觸燒蝕及其表面變性層的形成和演化規律，為其進行修復和再制造提供依據

本發明為解決技術問題采用如下方案：

本發明高速、可間歇加載的環塊接觸燒蝕試驗機的結構特點是：在工作臺上呈水平設置由主電機驅動的機械主軸，試件環固定安裝在機械主軸的軸端，試件塊位于試件環正上方，通過夾持器裝在呈水平設置的加載桿上，加載桿一端鉸接在加載支座上，另一端設置彈簧加載單元，所述彈簧加載單元是在加載桿的端部呈縱向設置帶有加載螺栓的加載支撐桿，加載螺栓頂在加載桿上，加載支撐桿在底部與縱向加載導向桿鉸接，在所述縱向加載導向桿的下端連接載荷測定傳感器，載荷測定傳感器上方是彈簧底座，加載彈簧下端頂在彈簧底座上，上端頂在縱向加載導向支座上，縱向加載導向支座安裝在工作臺上。

本發明高速、可間歇加載的環塊接觸燒蝕試驗機的結構特點也在于：

在加載螺栓所在位置處、位于所述加載桿的下方設置手動杠桿卸載單元，手動杠桿卸載單元的卸載桿的中部鉸接于固定在工作臺上的卸載桿支座上，卸載桿的尾部固定設置有可帶動卸載桿在尾部下壓的卸載手柄。

在手動卸載杠桿和試件塊之間，設置自動卸載單元，所述自動卸載單元是一個偏心輪機構，偏心輪旋轉一圈，將加載桿頂起一次，實現一次卸載，通過調整偏心輪的轉速調整卸載頻率。

所述主電機采用變頻調速電動機，在主電機與機械主軸之間設置由大多楔帶輪、PJ型多楔帶和小多楔帶輪構成的傳動機構，所述大多楔帶輪固定設置在主電機的輸出軸上，所述小多楔帶輪固定設置在機械主軸的軸端。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明通過試件環與試件塊的接觸刮擦，模擬高速轉軸的接觸燒蝕及其表面變性層的形成和演化規律，對軸即轉子進行修復再制造具有重要意義。

2、本發明設置手動卸載單元或自動卸載單元，可實現試件環塊間歇性接觸刮擦，更好地模擬大型壓縮機軸與軸承、密封、或定子部分發生間歇性接觸刮擦引起的軸表面的燒蝕。

3、本發明中主電機采用變頻調速電動機，轉速連續可調，可以實現在不同轉速下研究試件表面的燒蝕情況。

4、本發明采用由多楔帶輪和PJ型多楔帶構成的傳動機構，可以大幅度提高轉速，接近模擬的實際工況。

5、本發明通過進一步設置溫度和轉速測量裝置，可以實現機械主軸轉速和刮擦表面溫度的實時輸出。

附圖說明

圖1是本發明的試驗機整體裝配前視圖；

圖2是本發明的試驗機整體裝配后視圖；

圖3是本發明的試驗機加載單元結構圖；