[實用新型]封嚴涂層高速高溫可磨耗試驗機

有效

• 申請號: 201220641509.0
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN202903631U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 于月光;宣海軍;任先京;沈婕;章德銘;孫建剛;國俊豐;張娜;劉振波;劉建明;楊永祺;魯秋源
• 申請（專利權）人: 北京礦冶研究總院;浙江大學化工機械研究所
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本實用新型涉及一種磨耗試驗設備及方法，尤其涉及一種封嚴涂層高速高溫可磨耗試驗機。

背景技術

可磨耗封嚴材料在密封結構中的應用可以有效減少渦輪機械動靜配副之間的氣路損失，提高機械效率，其典型應用是燃氣渦輪發動機領域，包括航空發動機、地面燃氣輪機、船用燃氣輪機等。燃氣渦輪發動機封嚴結構材料（包括封嚴涂層）在高速高溫氣流環境中工作，要求很高的綜合性能，包括高溫結構強度及穩定性、結合強度，抗沖蝕性能、抗熱震性能等。封嚴材料的典型性能是可磨耗性能，即封嚴材料與高速轉動部件發生摩擦作用時，理想的封嚴材料會承受全部的磨損磨耗，轉動部件（葉片或篦齒）不發生損傷或者可容忍的損傷。封嚴結構動靜配副材料之間的刮削現象可以歸納為復雜、極端工況下固體與固體之間的摩擦學問題，但是目前科學界對固-固摩擦的機理尚未形成完整、系統的理論，世界上對封嚴材料可磨耗性能研究依然主要依靠試驗技術。

自上世紀五十年代以來，針對航空渦輪發動機氣路密封以及可刮削封嚴涂層材料的研究衍生出多種試驗方法及相關設備：如早期的硬度法與硬度劃痕法，后來發展出滑動磨損法、車削法、沖擊刮削法與單擺沖擊劃痕法，對應的設備從前期傳統的的硬度測試儀發展到后來的銷盤摩擦磨損試驗機，后期的單擺沖擊試驗機對封嚴材料的針對性更強，但是它們的共同不足是與實際工況的高速刮擦磨損還有很大距離。

有研究表明，當刮削線速度超過100m/s時，材料磨損磨耗機理會發生很大的轉變。現有技術的滑動型磨耗試驗機和試驗方法并不能良好地符合實際裝置零件中的刮擦式磨耗特性。因此，實際零部件中產生的摩擦磨損和試驗得到的結果之間的一致性很差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種能模擬真實工況下的磨耗磨損、實際磨耗磨損與試驗結果一致性好的封嚴涂層高速高溫可磨耗試驗機。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

本實用新型的封嚴涂層高速高溫可磨耗試驗機，包括輪盤、火焰加熱裝置、試樣工裝。所述輪盤的邊緣部位設有模擬葉片，所述輪盤連接有主軸增速裝置，所述試樣工裝連接有進給裝置，所述試樣工裝的夾持端正對所述輪盤的邊緣部位，所述火焰加熱裝置的火焰噴射端指向所述試樣工裝的夾持端。

由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的封嚴涂層高速高溫可磨耗試驗機，由于包括輪盤、火焰加熱裝置、試樣工裝，輪盤的邊緣部位設有模擬葉片，輪盤連接有主軸增速裝置，試樣工裝連接有進給裝置，試樣工裝的夾持端正對輪盤的邊緣部位，火焰加熱裝置的火焰噴射端指向試樣工裝的夾持端，可以模擬真實工礦下的磨耗磨損，較好地用于封嚴材料高溫高速工礦磨耗磨損機理的研究，同時可以測試各種類型封嚴材料的可磨耗性能，包括石墨基封嚴涂層、金屬基封嚴涂層、陶瓷基封嚴涂層等封嚴材料。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的封嚴涂層高速高溫可磨耗試驗機的結構原理示意圖；

圖2為本實用新型實施例中的主軸增速裝置的結構原理示意圖；

圖3為本實用新型實施例中的模擬葉片安裝結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例中的涂層試樣加熱部分結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例中模擬葉片-涂層試樣刮削磨損磨耗示意圖。

圖中：1、輪盤，2、配重塊，3、高速高溫火焰，4、模擬葉片，5、封嚴涂層試樣+基板，6、熱電偶，7、試樣工裝，8、水冷卻器，9、壓電測力儀，10、精密滾珠絲杠導軌平臺，11、精密行星齒輪減速器，12、伺服電機，13、手搖導軌，14、主驅動電機，15、大帶輪，16、皮帶，17、小帶輪，18、高速球軸承，19、柔性主軸，20、阻尼器，21、紅外測溫儀，22、銷釘，23、火焰擋板。

具體實施方式

下面將對本實用新型實施例作進一步地詳細描述。

本實用新型的封嚴涂層高速高溫可磨耗試驗機，其較佳的具體實施方式如圖1至圖5所示：

包括輪盤、火焰加熱裝置、試樣工裝，所述輪盤的邊緣部位設有模擬葉片，所述輪盤連接有主軸增速裝置，所述涂層試樣工裝連接有進給裝置，所述試樣工裝的夾持端正對所述輪盤的邊緣部位，所述火焰加熱裝置的火焰噴射端指向所述試樣工裝的夾持端。

所述輪盤的邊緣部位與所述模擬葉片相對的一側設有配重塊，質量與模擬葉片相同，以平衡離心力。

所述模擬葉片和配重通過銷釘或螺釘安裝到所述輪盤的邊緣，安裝方式簡單可靠。