專利名稱：高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及一種高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
作為先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力裝置，要達(dá)到高單位推力、不加力超聲速巡航、提供矢量推力的飛機(jī)非常規(guī)機(jī)動(dòng)能力要求，高推重比(推力重量比10左右)是發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。而要發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)達(dá)到推重比10 —級(jí)的技術(shù)要求，關(guān)鍵制約因素之一是結(jié)構(gòu)重量；民用發(fā)動(dòng)機(jī)也要求有低的重量，重量越低，飛機(jī)耗油率就越低，飛機(jī)使用成本也就隨之下降。鈦合金由于具有高的比強(qiáng)度、抗蝕性和耐熱性等優(yōu)異性能而在航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。目前，世界上大約3/4鈦合金用于航空航天和軍工產(chǎn)品。我國(guó)先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)的動(dòng)力裝置，也不可避免地采用了大量的鈦合金，其中壓氣機(jī)部件的大部分零件就采用了鈦合金材料。但是，鈦及普通鈦合金存在致命的持續(xù)燃燒敏感問題，有容易著火燃燒的特性，會(huì)導(dǎo)致鈦火故障。著火的原因是:在沒有封嚴(yán)涂層或是機(jī)匣上的封嚴(yán)涂層磨穿情況下，葉片與機(jī)匣摩擦而著火?，F(xiàn)今先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)要求更高的推力，更輕的重量，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)高壓壓氣機(jī)的溫度、壓力、氣流速度也就更高，轉(zhuǎn)、靜子間隙更小，發(fā)生鈦火的可能性也就越大。目前，在防鈦火設(shè)計(jì)技術(shù)研究方面，為了降低鈦合金燃燒的幾率，降低鈦合金燃燒的損毀，國(guó)內(nèi)外根據(jù)已取得的研究成果，研究了多種防鈦火設(shè)計(jì)技術(shù):如:在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面，轉(zhuǎn)、靜子部件由鈦-鈦結(jié)構(gòu)改為鈦-鋼結(jié)構(gòu)；在鈦合金表面涂覆阻燃涂層；增加轉(zhuǎn)子葉尖與機(jī)匣的間隙，等等。針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)防鈦火的研究衍生出多種試驗(yàn)方法及相關(guān)設(shè)備:如早期的美國(guó)小型風(fēng)洞鈦火試驗(yàn)研究平臺(tái)，俄國(guó)的鈦火燃燒特性測(cè)試裝置等。但是它們的共同不足是與實(shí)際工況的高溫高速、大氣流壓力、高氣流量刮擦等方面還有很大距離。有研究表明，當(dāng)刮擦線速度逐漸提高時(shí)，阻燃材料的阻燃機(jī)理會(huì)逐漸地轉(zhuǎn)變，特別在刮擦線速度超過100m/S時(shí)，而現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)備不能良好地模擬實(shí)際裝置零件運(yùn)行環(huán)境下的刮擦特性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效覆蓋真實(shí)工況下鈦火故障測(cè)試的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，包括試驗(yàn)臺(tái)基座、驅(qū)動(dòng)部分、微進(jìn)給機(jī)構(gòu)、調(diào)壓試驗(yàn)艙、潤(rùn)滑部分、模擬葉盤部分、氣體加熱器及控制部分；所述試驗(yàn)臺(tái)基座包含驅(qū)動(dòng)部分基座和微進(jìn)給機(jī)構(gòu)基座；
所述模擬葉盤部分包括輪盤，所述輪盤的邊緣部位設(shè)有試驗(yàn)葉片，所述輪盤的邊緣部位與所述模擬葉片相對(duì)的一側(cè)設(shè)有葉片配重；所述微進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括精密絲杠傳動(dòng)部分，試樣工裝連接在所述精密絲杠傳動(dòng)部分，所述試樣工裝的夾持端正對(duì)所述輪盤的邊緣部位；所述模擬葉盤部分置于所述調(diào)壓試驗(yàn)艙內(nèi)，所述氣體加熱器的出氣口與所述調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口連接，所述調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口正對(duì)刮擦試驗(yàn)位置。本發(fā)明的上述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行刮擦試驗(yàn)的方法，包括步驟:將對(duì)磨刮擦試樣安裝到試樣工裝上，調(diào)整試樣至適合的位置，并確定進(jìn)給動(dòng)作的原點(diǎn)；操作控制部分電源，使得設(shè)備上電并保持，微進(jìn)給機(jī)構(gòu)水冷卻器工作并保持；操作潤(rùn)滑部分控制，使得潤(rùn)滑部分正常運(yùn)轉(zhuǎn)并保持；操作葉盤轉(zhuǎn)速控制，使得輪盤及模擬葉片升速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速并保持；操作氣體加熱器控制，使得調(diào)壓試驗(yàn)艙的壓力、氣體流量達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值；操作微進(jìn)給控制，使得對(duì)磨刮擦試樣以設(shè)定的進(jìn)給速率進(jìn)行徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；通過調(diào)壓試驗(yàn)艙的監(jiān)控窗觀察試驗(yàn)過程，試驗(yàn)完成后，關(guān)閉各設(shè)備，拆卸模擬葉片及對(duì)磨刮擦試樣，對(duì)其模擬葉片和對(duì)磨刮擦試樣進(jìn)行測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中提供的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法，可以模擬真實(shí)工況下的對(duì)磨和刮擦，較好地用于鈦合金鈦火故障的機(jī)理，阻燃鈦合金阻燃機(jī)理及合金元素作用機(jī)理，阻燃涂層的作用機(jī)理，材料阻燃條件下的高溫強(qiáng)度研究和阻燃性能評(píng)價(jià)方法的研究。刮擦線速度在O 350m/s范圍內(nèi)，調(diào)壓倉(cāng)內(nèi)壓力調(diào)節(jié)范圍O 5MPa，調(diào)壓倉(cāng)空氣流量調(diào)節(jié)O lOkg/s，刮擦溫度環(huán)境在O 800°C范圍內(nèi)，刮擦碰摩入侵速率在1.5 μ m 2250 μ m范圍；能有效覆蓋真實(shí)工況下鈦火故障測(cè)試。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫高速防鈦火材料性能測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的放大示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中氣體加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中模擬葉片-對(duì)磨刮擦試樣刮削示意圖。圖中:1、氣體流量傳感器，2、葉片配重，3、高溫軸承，4、輪盤，5、過壓保護(hù)閥，6、潤(rùn)滑液箱體，7、潤(rùn)滑液回流口，8、循環(huán)泵，9、壓力傳感器，10、測(cè)力傳感器，U、試樣工裝，12、模擬葉片，13、對(duì)磨刮擦試樣，14、熱電偶，15、調(diào)壓試驗(yàn)艙防爆口，16、控制面板，17、葉盤轉(zhuǎn)速控制單元，18、潤(rùn)滑部分控制單元，19、試驗(yàn)數(shù)據(jù)打印，20、微進(jìn)給控制單元，21、調(diào)壓艙控制單元，22、控制電源，23、控制柜體，24、加熱器罐體，25、加熱器部件，26、電加熱部件，27、氣體加熱器控制單元，28、精密絲杠傳動(dòng)，29、伺服電機(jī)，30、調(diào)壓試驗(yàn)艙艙體，31、監(jiān)控窗，32、水冷卻器，33、大帶輪，34、皮帶，35、小帶輪，36、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，37、阻尼器，38、柔性主軸，39滾動(dòng)軸承,40、高速軸承,41、中間軸，42、電機(jī)主軸。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其較佳的具體實(shí)施方式
是:包括試驗(yàn)臺(tái)基座、驅(qū)動(dòng)部分、微進(jìn)給機(jī)構(gòu)、調(diào)壓試驗(yàn)艙、潤(rùn)滑部分、模擬葉盤部分、氣體加熱器及控制部分；所述試驗(yàn)臺(tái)基座包含驅(qū)動(dòng)部分基座和微進(jìn)給機(jī)構(gòu)基座；所述模擬葉盤部分包括輪盤，所述輪盤的邊緣部位設(shè)有試驗(yàn)葉片，所述輪盤的邊緣部位與所述模擬葉片相對(duì)的一側(cè)設(shè)有葉片配重；所述微進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括精密絲杠傳動(dòng)部分，試樣工裝連接在所述精密絲杠傳動(dòng)部分，所述試樣工裝的夾持端正對(duì)所述輪盤的邊緣部位；所述模擬葉盤部分置于所述調(diào)壓試驗(yàn)艙內(nèi)，所述氣體加熱器的出氣口與所述調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口連接，所述調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口正對(duì)刮擦試驗(yàn)位置。所述輪盤的邊緣部位與所述模擬葉片相對(duì)的一側(cè)設(shè)有葉片配重。所述模擬葉片和葉片配重通過銷釘安裝到所述輪盤的邊緣。所述驅(qū)動(dòng)部分包括電機(jī)，電機(jī)的主軸依次通過帶傳動(dòng)裝置和柔性主軸與所述輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。所述帶傳動(dòng)裝置包括裝于電機(jī)主軸上的主動(dòng)大帶輪和裝于所述柔性主軸一端的從動(dòng)小帶輪，所述柔性主軸的另一端與所述輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，所述主動(dòng)大帶輪與從動(dòng)小帶輪之間通過皮帶連接，所述柔性主軸裝有擠壓橡膠O型圈阻尼器。所述電機(jī)的主軸也可以通過中間軸直接與所述輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。所述精密絲杠傳動(dòng)部分連接有伺服電機(jī)，所述試樣工裝設(shè)有熱電偶和水冷卻器，所述試樣工裝與所述精密絲杠傳動(dòng)部分之間設(shè)有測(cè)力傳感器。所述氣體加熱器包括加熱器基座、加熱器罐體、電加熱裝置及過壓保護(hù)閥；所述調(diào)壓試驗(yàn)艙設(shè)有防爆口、監(jiān)控窗、壓力傳感器。本發(fā)明的上述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行刮擦試驗(yàn)的方法，其較佳的具體實(shí)施方式
包括步驟:將對(duì)磨刮擦試樣安裝到試樣工裝上，調(diào)整試樣至適合的位置，并確定進(jìn)給動(dòng)作的原點(diǎn)；操作控制部分電源，使得設(shè)備上電并保持，微進(jìn)給機(jī)構(gòu)水冷卻器工作并保持；操作潤(rùn)滑部分控制，使得潤(rùn)滑部分正常運(yùn)轉(zhuǎn)并保持；操作葉盤轉(zhuǎn)速控制，使得輪盤及模擬葉片升速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速并保持；操作氣體加熱器控制，使得調(diào)壓試驗(yàn)艙的壓力、氣體流量達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值；操作微進(jìn)給控制，使得對(duì)磨刮擦試樣以設(shè)定的進(jìn)給速率進(jìn)行徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；通過調(diào)壓試驗(yàn)艙的監(jiān)控窗觀察試驗(yàn)過程，試驗(yàn)完成后，關(guān)閉各設(shè)備，拆卸模擬葉片及對(duì)磨刮擦試樣，對(duì)其模擬葉片和對(duì)磨刮擦試樣進(jìn)行測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)。試驗(yàn)過程中包括以下試驗(yàn)參數(shù)制定:由需要進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M的葉尖線速度，再根據(jù)輪盤-模擬葉片的直徑，換算成輪盤主軸轉(zhuǎn)速，即試驗(yàn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；由需要進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M的單次葉片試樣-對(duì)磨刮擦試樣刮削深度，再根據(jù)輪盤-主軸的轉(zhuǎn)速及輪盤安裝模擬葉片的數(shù)量得每秒鐘刮削次數(shù)，單次刮削深度乘以每秒鐘刮削次數(shù)換算成試樣進(jìn)給的速率；根據(jù)試驗(yàn)葉片的使用溫度，制定氣體加熱器的加熱溫度；根據(jù)試驗(yàn)葉片的工作壓力，制定調(diào)壓試驗(yàn)艙的保持壓力；根據(jù)試驗(yàn)葉片的工作環(huán)境的氣體流速，制定氣體加熱器的氣體流量。本發(fā)明可以用于測(cè)試渦輪機(jī)葉片與試樣高溫高速刮擦工況下的阻燃性能，尤其在航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)防鈦火故障研究領(lǐng)域，較好地用于鈦合金鈦火故障的機(jī)理，阻燃鈦合金阻燃機(jī)理及合金元素作用機(jī)理，阻燃涂層的作用機(jī)理，材料阻燃條件下的高溫強(qiáng)度研究和阻燃性能評(píng)價(jià)方法的研究。具體實(shí)施例，如圖1至圖7所示。本發(fā)明包括兩個(gè)要素:試驗(yàn)機(jī)和試驗(yàn)方法。本發(fā)明的一個(gè)要素提供了一種高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)采用模擬葉片及防鈦火材料平面對(duì)磨刮擦試樣作為試驗(yàn)對(duì)象，模擬葉片安裝在輪盤上，輪盤-模擬葉片轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)至所需要的轉(zhuǎn)速，從而使得葉片葉尖達(dá)到所需線速度；對(duì)磨刮擦試樣安裝在試樣工裝上面，由微進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)試樣部件徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，采用精密滾珠絲杠平臺(tái)，可以使得試樣進(jìn)行微米級(jí)穩(wěn)定的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。有氣體加熱器提供高溫高速氣體加熱試樣，同時(shí)，使調(diào)壓試驗(yàn)艙達(dá)到O 5MPa內(nèi)的指定目標(biāo)壓力，產(chǎn)生O 10kg/s內(nèi)的指定目標(biāo)氣體流速。使得試驗(yàn)機(jī)達(dá)到模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工況條件的要求。本發(fā)明的另一個(gè)要素提供了一整套防鈦火材料特性測(cè)試的試驗(yàn)方法，以旋轉(zhuǎn)葉片在一定的線速度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下與對(duì)磨刮擦試樣的徑向相對(duì)位移作為刮削載荷，以“葉尖線速度”、“模擬葉片溫度”、沖擊氣流速度、調(diào)壓試驗(yàn)艙的壓力，“葉片-材料試樣單次刮削量”作為相對(duì)獨(dú)立的重要影響因素，考核模擬葉片與對(duì)磨刮擦試樣刮擦阻燃特性，同時(shí)可以為阻燃機(jī)理研究提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法保證了可靠的模擬全工況的刮擦試驗(yàn)，可以獲得與實(shí)際動(dòng)靜結(jié)構(gòu)配副材料刮擦特性相一致的結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:1、發(fā)明設(shè)置模擬葉片-材料試樣刮擦形式，使得試樣及模擬葉片具有等同于實(shí)際渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中封嚴(yán)配副的刮擦特性。2、本發(fā)明的模擬葉片葉尖線速度能夠在高達(dá)350m/s的狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，該線速度能夠模擬大多數(shù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的高速線速度要求。3、本發(fā)明裝置能夠進(jìn)行“單葉片+配重”或者多葉片形式的刮擦試驗(yàn)。4、本發(fā)明裝置能夠使得試樣在進(jìn)給速率1.5-2250 μ m/s的范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)，由于采用伺服電機(jī)和精密絲杠傳動(dòng)，在保證進(jìn)給速率滿足模擬渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下的刮擦特性的同時(shí)，也保證了進(jìn)給速率的穩(wěn)定性和試驗(yàn)的可靠性。5、本發(fā)明裝置能夠使得試樣在800°C的狀態(tài)下進(jìn)行高達(dá)300m/s的磨耗試驗(yàn)，滿足了大多數(shù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中防鈦火材料的試驗(yàn)要求。6、本發(fā)明裝置能夠使得對(duì)磨刮擦試樣在O 5MPa的壓力環(huán)境下，進(jìn)行刮擦試驗(yàn)，滿足了大多數(shù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中防鈦火材料的試驗(yàn)要求。
7、本發(fā)明裝置能夠使得對(duì)磨刮擦試樣在O lOkg/s的氣體流速環(huán)境下，進(jìn)行刮擦試驗(yàn)，滿足了大多數(shù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中防鈦火材料的試驗(yàn)要求。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，包括試驗(yàn)臺(tái)基座、驅(qū)動(dòng)部分、微進(jìn)給機(jī)構(gòu)、調(diào)壓試驗(yàn)艙、潤(rùn)滑部分、模擬葉盤部分、氣體加熱器及控制部分； 所述試驗(yàn)臺(tái)基座包含驅(qū)動(dòng)部分基座和微進(jìn)給機(jī)構(gòu)基座； 所述模擬葉盤部分包括輪盤，所述輪盤的邊緣部位設(shè)有試驗(yàn)葉片，所述輪盤的邊緣部位與所述模擬葉片相對(duì)的一側(cè)設(shè)有葉片配重； 所述微進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括精密絲杠傳動(dòng)部分，試樣工裝連接在所述精密絲杠傳動(dòng)部分，所述試樣工裝的夾持端正對(duì)所述輪盤的邊緣部位； 所述模擬葉盤部分置于所述調(diào)壓試驗(yàn)艙內(nèi)，所述氣體加熱器的出氣口與所述調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口連接，所述調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口正對(duì)刮擦試驗(yàn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述輪盤的邊緣部位與所述模擬葉片相對(duì)的一側(cè)設(shè)有葉片配重。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述模擬葉片和葉片配重通過銷釘安裝到所述輪盤的邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部分包括電機(jī)，電機(jī)的主軸依次通過帶傳動(dòng)裝置和柔性主軸與所述輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述帶傳動(dòng)裝置包括裝于電機(jī)主軸上的主動(dòng)大帶輪和裝于所述柔性主軸一端的從動(dòng)小帶輪，所述柔性主軸的另一端與所述輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，所述主動(dòng)大帶輪與從動(dòng)小帶輪之間通過皮帶連接，所述柔性主軸裝有擠壓橡膠O型圈阻尼器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部分包括電機(jī)，所述電機(jī)的主軸通過中間軸與所述輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述精密絲杠傳動(dòng)部分連接有伺服電機(jī)，所述試樣工裝設(shè)有熱電偶和水冷卻器，所述試樣工裝與所述精密絲杠傳動(dòng)部分之間設(shè)有測(cè)力傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述氣體加熱器包括加熱器基座、加熱器罐體、電加熱裝置及過壓保護(hù)閥； 所述調(diào)壓試驗(yàn)艙設(shè)有防爆口、監(jiān)控窗、壓力傳感器。
9.一種權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行刮擦試驗(yàn)的方法，其特征在于，包括步驟: 將對(duì)磨刮擦試樣安裝到試樣工裝上，調(diào)整試樣至適合的位置，并確定進(jìn)給動(dòng)作的原占.操作控制部分電源，使得設(shè)備上電并保持，微進(jìn)給機(jī)構(gòu)水冷卻器工作并保持； 操作潤(rùn)滑部分控制，使得潤(rùn)滑部分正常運(yùn)轉(zhuǎn)并保持； 操作葉盤轉(zhuǎn)速控制，使得輪盤及模擬葉片升速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速并保持； 操作氣體加熱器控制，使得調(diào)壓試驗(yàn)艙的壓力、氣體流量達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值； 操作微進(jìn)給控制，使得對(duì)磨刮擦試樣以設(shè)定的進(jìn)給速率進(jìn)行徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 通過調(diào)壓試驗(yàn)艙的監(jiān)控窗觀察試驗(yàn)過程，試驗(yàn)完成后，關(guān)閉各設(shè)備，拆卸模擬葉片及對(duì)磨刮擦試樣，對(duì)其模擬葉片和對(duì)磨刮擦試樣進(jìn)行測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的刮擦試驗(yàn)的方法，其特征在于，試驗(yàn)過程中包括以下試驗(yàn)參數(shù)制定: 由需要進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M的葉尖線速度，再根據(jù)輪盤-模擬葉片的直徑，換算成輪盤主軸轉(zhuǎn)速，即試驗(yàn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速； 由需要進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M的單次葉片試樣-對(duì)磨刮擦試樣刮削深度，再根據(jù)輪盤-主軸的轉(zhuǎn)速及輪盤安裝模擬葉片的數(shù)量得每秒鐘刮削次數(shù)，單次刮削深度乘以每秒鐘刮削次數(shù)換算成試樣進(jìn)給的速率； 根據(jù)試驗(yàn)葉片的使用溫度，制定氣體加熱器的加熱溫度； 根據(jù)試驗(yàn)葉片的工作壓力，制定調(diào)壓試驗(yàn)艙的保持壓力； 根據(jù)試驗(yàn)葉片的工作環(huán)境的氣體流速， 制定氣體加熱器的氣體流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫高速防鈦火材料特性測(cè)試試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法，包括試驗(yàn)臺(tái)基座、驅(qū)動(dòng)部分、微進(jìn)給機(jī)構(gòu)、調(diào)壓試驗(yàn)艙、潤(rùn)滑部分、模擬葉盤部分、氣體加熱器及控制部分；模擬葉盤部分包括輪盤，輪盤的邊緣部位設(shè)有試驗(yàn)葉片；微進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括精密絲杠傳動(dòng)部分，試樣工裝連接在精密絲杠傳動(dòng)部分，試樣工裝的夾持端正對(duì)輪盤的邊緣部位；模擬葉盤部分置于調(diào)壓試驗(yàn)艙內(nèi)，氣體加熱器的出氣口與調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口連接，調(diào)壓試驗(yàn)艙的進(jìn)氣口正對(duì)刮擦試驗(yàn)位置?？梢阅M真實(shí)工況下的對(duì)磨和刮擦，較好地用于鈦合金鈦火故障的機(jī)理、阻燃鈦合金阻燃機(jī)理及合金元素作用機(jī)理、阻燃涂層的作用機(jī)理、材料阻燃條件下的高溫強(qiáng)度研究和阻燃性能評(píng)價(jià)方法的研究。
文檔編號(hào)G01N19/06GK103149149SQ201310076978
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者于月光, 宣海軍, 任先京, 沈婕, 國(guó)俊豐, 章德銘, 孫建剛, 張娜, 李國(guó)強(qiáng), 劉建明, 楊永祺, 魯秋源 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院, 浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所