[發明專利]一種多功能微試樣測試系統、方法、石油化工及核電設備

在審

• 申請號: 202010427171.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111504800A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 宋明;魯巖杰;蔣文春;王炳英;劉代春;張玉財;楊濱
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;煙臺新天地試驗技術有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/32;G01N3/60;G01N3/04;G01N3/06;G01N3/02;G05D27/02
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 馬金華

1.一種多功能微試樣測試系統，其特征在于，所述多功能微試樣測試系統包括：

主機框架，用于支撐固定底座、兩根圓柱形立柱、中橫梁和上橫梁；

加載系統，用于實現載荷加載；

冷卻系統，用于實現傳動軸冷卻；

加熱爐，用于實現高溫測試的加熱；以及常溫測試時，形成特殊氣體的環境保護氛圍；

高溫氣體保護系統，用于實現惰性氣體的保護；

制冷系統，用于實現保溫，保證低溫測試時的測試溫度；

夾裝機構，用于實現不同種類試樣的夾裝和固定；

測量控制系統，用于實現溫度、位移和載荷的測量與控制。

2.如權利要求1所述的多功能微試樣測試系統，其特征在于，所述主機框架包括底座、兩根圓柱形立柱、中橫梁、上橫梁；

底座用于放置減速器、交流伺服電機以及閑置時的低溫箱，中橫梁上設有凸臺，凸臺設有內螺紋用于安裝支承件，在低溫測試時凸臺上部用于放置低溫箱，立柱用于支撐整個框架和連接、固定加熱爐；

所述加載系統包括交流伺服電機、減速器、傳動機構；

交流伺服電機通過帶傳動帶動減速器，減速器帶動絲杠將旋轉運動轉化為直線運動，通過傳動機構和連桿傳至下沖頭；

所述冷卻系統包括冷卻水箱、泵、第一截止閥、第二截止閥、冷卻水通道；冷卻水通道將冷卻系統的各個部件連接在一起；冷卻水箱與第一截止閥相連，然后與泵連接，泵與第二截止閥相連接，隨后連接至冷卻水通道，再連回冷卻水箱實現回路循環；

冷卻水流過置于凸臺上的冷卻水通道對傳動軸進行冷卻。

3.如權利要求1所述的多功能微試樣測試系統，其特征在于，所述加熱爐為電阻式加熱爐，通過曲軸連接在立柱上；

所述高溫氣體保護系統包括保護氣瓶、第四截止閥、流量計、石英管、上密封套、下密封套；

保護氣瓶中裝有惰性氣體，氣體通過下密封套上的進氣口進入石英管1內，石英管置于加熱爐內，上密封套、下密封套固定在石英管兩端，流量計用于調節惰性氣體的流量；

所述制冷系統包括液氮罐、第三截止閥、流量計、低溫箱；制冷時，低溫箱放置在凸臺上，低溫箱的門向下，依靠其重力壓緊在凸臺上，液氮罐中的液氮通過管路和低溫箱上的液氮入口進入低溫箱，通過低溫箱上的液氮出口流出，通過流量計控制流量控制低溫箱中的溫度低溫箱內設有保溫層；

所述夾裝機構包括下夾具、連接框架、下夾塊、上夾塊、上夾具、上沖頭、試樣、下沖頭、夾緊螺母；

下夾具通過螺栓連接固定在支承件上，下夾具下部開槽用于連接框架的運動及裝卸，上部有槽及沉孔用于放置下夾塊、試樣和上夾塊，試樣夾在兩個夾塊中間，下夾具與上夾具旋緊時沉孔防止上夾塊旋轉帶動試樣旋轉；上夾具、下夾具通過螺紋連接；連接框架用于上沖頭、下沖頭的連接，其上下兩個橫梁均設有螺紋孔；上沖頭、下沖頭為階梯狀，與連接框架連接時均通過夾緊螺母加緊，下沖頭下部與傳動機構的連桿連接；

所述測量控制系統包括熱電偶、溫度控制器、位移傳感器、位移控制器、載荷傳感器、載荷控制器，用于溫度、位移和載荷的測量與控制；

支承件，下部通過螺紋與凸臺連接，上部用于夾裝機構的固定。

4.一種如權利要求1～3任意一項所述多功能微試樣測試系統的多功能微試樣測試方法，其特征在于，所述多功能小沖桿監測方法的疲勞試驗包括：

步驟一：將下沖頭通過螺紋連接傳動系統的連桿上，并將支承件通過螺紋連接在凸臺上；

步驟二：通過夾緊螺母將連接框架與下沖頭連接在一起；

步驟三：將下夾具通過螺栓與支承件連接，此時連接框架正好在下夾具下面的槽中，在下夾具上依次放入下壓塊、試樣和上壓塊，上壓塊放置在下夾具上方的沉孔內，調整下沖頭的位置使其剛好與試樣接觸，然后將上夾具與下夾具旋緊；

步驟四：將上沖頭通過連接框架放入上夾具的孔中，使其下端剛好與試樣接觸，然后用夾緊螺母將其固定在連接框架上；

步驟五：將測力裝置及測距裝置調零；

步驟六：在計算機上設置測試加載條件，對試樣進行加載；

步驟七：測量控制系統獲得測試數據，并顯示、記錄在計算機上。