[發明專利]一種電場輔助高壓扭轉試驗機

在審

• 申請號: 201710927892.3
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107764664A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 駱俊廷;駱姝伊;褚瑞華;郗晨陽;張春祥
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N3/22
• 分類號: G01N3/22
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及一種材料加工工程裝備，特別是高壓扭轉裝置。

背景技術

高壓扭轉工藝是一種典型的劇烈塑性強變形工藝，采用該工藝可以充分細化板材晶粒，使晶粒尺寸達到亞微米或納米級，從而極大的改善材料的物理化學、力學和塑性變形等性能。高壓扭轉過程中，模具主要由上模和下模組成，工作時上模下行并對試樣施加壓力，達到既定壓力后下模開始轉動，通過主動摩擦在試樣端面上施加一個扭矩，在扭矩和壓力的共同作用下使試樣發生壓縮變形和剪切變形。

高壓扭轉工藝通常在常溫下進行，設備結構較為復雜，而且功能單一，只能進行室溫下高壓扭轉變形。一般情況下只適用于室溫下塑性變形能力較好的材料，如果材料室溫下的塑性變形能力太差，在扭轉過程中會出現破裂和破碎現象。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在加熱狀態下進行進行高壓扭轉且結構簡單的電場輔助高壓扭轉試驗機。

本發明的技術方案具體如下：

本發明主要包括上爐體、下爐體、上壓頭固定軸、下壓頭固定軸、上活動橫梁、下活動橫梁、軸向加載液壓缸缸體、軸向加載液壓缸、合爐液壓缸缸體、合爐液壓缸、伺服電機、冷卻水道、立柱、導氣管和直齒輪。其中，下端固定在地面上的豎直地腳支架上端設有機架，該機架有水平設置的上橫梁和下橫梁，在上、下橫梁間設有兩根端部分別固定在兩橫梁上的豎直立柱，該立柱還分別穿過上活動橫梁和下活動橫梁上對應的通孔，在通孔與立柱之間分別設有固定在上、下活動橫梁上的導向套。平板形上活動橫梁中心設有通孔，該通孔直徑與圓筒形上爐體內徑相同，該上爐體下開口通過法蘭與上活動橫梁相連。該上活動橫梁還與設在上爐體兩側的兩豎直的合爐液壓缸活塞桿自由端相連，該合爐液壓缸缸體則固定在上橫梁上。上爐體上設有窺視孔鏡和通氣孔，該通氣孔上設有供氣體進出的導氣管。上爐體上開口設有將其封閉的蓋板。所述上爐體的下開口與筒形下爐體的上開口對應，兩者同軸線，該下爐體的下開口通過法蘭固定在平板形下活動橫梁上。在地腳支架中心設有豎直的軸向加載液壓缸，其缸體上端固定在下橫梁上，其活塞桿穿過下橫梁上端與下壓頭固定軸軸座及套在其上的銅電極通過螺栓相連。與下壓頭固定軸軸座連為一體的下壓頭固定軸內設與其同軸的冷卻水通道，該冷卻水通道的進、出水口分別設在下壓頭固定軸下端的兩側，下壓頭固定軸上端設環形通道，冷卻水從下壓頭固定軸下端的進水口流入，通過冷卻水通道，流經下壓頭固定軸上端的環形通道，最后通過固定軸下端另一側的出水口流出。下壓頭固定軸向上穿過下活動橫梁上與其對應的通孔上端通過連接件與可置于上爐體內的下壓頭活動連接，由于上下壓頭與固定軸接觸面積遠大于與工件側接觸面積，所以在保證工件發生變形的同時使上下壓頭與固定軸之間不發生相對滑動。在該下壓頭上面設有與其相對應的上壓頭，其與上壓頭固定軸下端活動連接，與下壓頭固定軸同軸線的上壓頭固定軸內設與其同軸的冷卻水通道，該冷卻水通道的進、出水口分別設在上壓頭固定軸下端的兩側，上壓頭固定軸下端設環形通道，冷卻水從上壓頭固定軸上端的進水口流入，通過冷卻水通道，流經上壓頭固定軸下端的環形通道，最后通過固定軸上端另一側的出水口流出。上壓頭固定軸向上穿過上爐體蓋板與其對應的通孔及上橫梁與其對應的通孔，最好上壓頭固定軸與上橫梁之間設有滾動軸承，伸到上橫梁上的上壓頭固定軸端部由上橫梁向上依次套有直齒輪、銅電極及鎖緊螺母，所述直齒輪與設在上橫梁上的伺服電機輸出軸上的輸出齒輪相嚙合。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、本發明可對各種材料進行加工，解決了室溫下塑性變形能力太差的材料，在扭轉過程中會出現破裂和破碎現象的難題。

2、試驗機的結構更為簡單，便于操作。

3、提供軸向壓力的軸向加載液壓缸安裝在機架下端，提供周向扭轉力的伺服電機安裝在機架上端這種設計能有效提高設備的整體穩定性。

附圖說明

圖1是本發明的主視半剖示意圖。

圖2是本發明的左視局剖示意圖。

圖中：1.地腳支架2.下橫梁3.立柱4.下活動橫梁5.導向套6.下爐體7.上活動橫梁8.上爐體9.上爐體蓋板10.上壓頭固定軸11.上橫梁12.直齒輪13.鎖緊螺母14.滾動軸承15.冷卻水道16.上壓頭17.下壓頭18.下壓頭固定軸19.冷卻水道20.下壓頭固定軸軸座21.活塞桿22.軸向加載液壓缸缸體23.軸向加載液壓缸24.下銅電極25.通氣孔26.導氣管27.合爐液壓缸28.輸出齒輪29.上銅電極30.伺服電機31.合爐液壓缸32.窺視孔鏡。

具體實施方式