[發明專利]一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗裝置

無效

• 申請號: 201210530008.X
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102998196A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 任平弟;張曉宇;郭洪;李放;蔡振兵;朱旻昊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N17/02
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 林毓安

技術領域

本發明涉及機械工程領域的微動磨損和微動腐蝕的試驗裝置，尤其涉及一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損的實驗裝置。

背景技術

微動(Fretting)是指在機械振動、疲勞載荷、電磁振動或熱循環等交變載荷作用下，名義上靜止的接觸表面間發生的振幅極小的相對運動(位移幅度一般為微米量級)，即微動發生在“緊固”配合的機械部件中。微動可導致機械零部件接觸表面損傷即微動磨損。而微動腐蝕則是在電解質(腐蝕性介質)中，零部件在微動過程中發生的腐蝕。切向和徑向復合微動是同時存在切向和徑向微動的一種微動模式。切向和徑向復合微動腐蝕磨損普遍存在于人體植入件、石油工程、核電系統等領域，因此，開發腐蝕環境下的復合微動腐蝕磨損試驗裝置，對減緩工程實際中的微動腐蝕磨損，延長相關零部件的使用壽命，提高相關設備的可靠性件具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損的試驗裝置，該裝置能較真實模擬材料在腐蝕環境下的復合微動腐蝕磨損過程；能為相關零部件的抗復合微動腐蝕磨損的設計、制造以及維護提供準確的試驗參考數據。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損的試驗裝置，其組成是：

夾持下試樣的下夾具固定在底板上，底板固定在試驗介質腔底部上；試驗介質腔底部通過螺釘連接固定摩擦力變形支架上，摩擦力變形支架通過螺釘緊固在機架上，摩擦力變形支架還與機架上的摩擦力/位移傳感器相連；夾持上試樣的上夾具的頂部依次通過壓力傳感器；激振器與機架的頂板相連；上夾具的一側經穿過試驗介質腔的橫桿與豎向的連桿上端相連，橫向液壓活塞的活塞桿與連桿中上部的鉸軸相連，連桿的下端設有配重；

所述的實驗介質腔的一側插入輔助電極的尖端，輔助電極的另一端通過導線與電化學工作站的輔助電極端口連接；所述的實驗介質腔的另一側插入鹽橋的一端，鹽橋的另一端連接到電解質溶液瓶，電解質溶液瓶與參比電極連接，參比電極的尾部通過導線與電化學工作站的參比電極端口相連；所述的上試樣通過導線與電化學工作站的工作電極端口相連；

所述的摩擦力/位移傳感器、壓力傳感器和電化學工作站均與數據采集及控制系統相連。

本發明的工作過程和原理

將下試件固定在下夾具上，上試件固定在上夾具上；再調節橫向液壓活塞使上、下試件對中；然后向上試件施加設定的載荷，上、下試件接觸。

再在試驗介質腔中注入試驗介質，使試驗介質淹沒上、下試件，輔助電極的尖端，從而使上、下試件處于設定的腐蝕環境中。

然后由橫向液壓活塞通過連桿、橫桿、上夾具驅動上試件在水平方向往復運動；同時，由頂板上的激振器通過壓力傳感器、上夾具驅動上試件在垂直方向往復運動。從而使上試件、下試件在腐蝕環境中發生切向(水平)和徑向(垂直)復合微動腐蝕磨損。

在復合微動腐蝕磨損過程中，摩擦力/位移傳感器通過監測摩擦力支架的形變實時監測出切向和徑向復合微動時的切向力(摩擦力)，與激振器相連的壓力傳感器實時監測出激振力，送數據采集及控制系統處理；同時，電化學工作站也將電化學腐蝕數據送數據采集及控制系統處理。分析得出腐蝕環境下微動磨損的數據與規律。

更換試驗介質、電解質溶液，給定不同的復合微動參數，即可進行不同工況下的切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗。進而得出在腐蝕環境下微動磨損與腐蝕的交互作用。對于不同形狀和尺寸的上、下試件，采用相應的上、下夾具即可完成試驗。

與現有技術相比，本實發明的有益效果是：

本裝置可以實現上、下試件在不同腐蝕環境中的切向和徑向復合微動，且切向微動和徑向微動的參數能各自設定；從而可以更加真實有效地進行各種工況下的復合微動腐蝕磨損試驗。進而得出在腐蝕環境下微動磨損與腐蝕的交互作用。能為在腐蝕環境下運行的相關零部件的抗復合微動腐蝕磨損設計、制造以及維護提供準確的試驗參考數據。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的描述。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖。

具體實施方式

實施例

圖1示出，本發明的一種具體實施方式是，一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗裝置，其組成是：