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专利摘要

本发明公开了一种卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置及方法，包括高压釜本体、升降组件和切向加载组件；高压釜本体的上部密封设置有盖体；盖体与升降组件相连，升降组件带动盖体上下移动；高压釜本体内的上部设有法向加载组件，法向加载组件的下方连接有上夹具；高压釜本体内的底部设有用于固定下夹具的定位滑块；切向加载组件穿过冷却水箱与定位滑块固定相连；支撑座的底部设有水循环组件，水循环组件与高压釜本体内部连通。本发明向高压釜本体内部通入循环水，并对循环水进行加压和加热，以得到用于模拟微动磨损试验的高温高压水环境，以接近零件微动磨损的真实环境，对零件之间的微动磨损性能进行充分研究提供了理论。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202211371699.3
申请日期:
2022-11-03
专利申请人:
西南交通大学
分类号:
G01N3/56
发明/设计人:
蔡振兵，王俊，李好杰，王浩宇，张晓宇，方修洋
权利要求: 1.一种卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：包括设置于支撑座上的高压釜本体、升降组件和切向加载组件；所述高压釜本体的上部密封设置有盖体；所述盖体与升降组件相连，所述升降组件带动所述盖体上下移动；所述高压釜本体内的上部设有法向加载组件，所述法向加载组件的下方连接有上夹具；所述高压釜本体内的底部设有用于固定下夹具的定位滑块；所述切向加载组件穿过所述冷却水箱与定位滑块固定相连；所述支撑座的底部设有水循环组件，所述水循环组件与高压釜本体内部连通。2.根据权利要求1所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述高压釜本体和所述盖体之间的连接处设有锁紧卡箍；所述高压釜本体的外围设有加热组件，所述高压釜本体的底部开孔，该孔内设有注水阀；所述注水阀与水循环组件连通；所述盖体顶部与升降组件相连，所述升降组件驱动所述盖体上下移动。3.根据权利要求2所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述水循环组件设于支撑座下部的柜体内，水循环组件包括第一水箱和第二水箱；所述第一水箱通过第一水泵与冷却水箱的进水端连通，所述冷却水箱的出水端回流至第一水箱；所述第二水箱分别与背压阀、第二水泵和增压泵连通；所述背压阀、第二水泵和增压泵分别与调压阀、水箱注水阀和增压阀连通；所述调压阀、水箱注水阀和增压阀均通过注水阀与高压釜本体内部连通。4.根据权利要求3所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述升降组件包括支撑柱；所述支撑柱的底部固定于支撑座上，支撑柱的顶部上活动设有调节块；所述调节块与支撑杆的一端固定连接，所述支撑杆的另一端上设有丝杆；所述丝杆的顶部安装有手柄，丝杆的另一端与连接件活动相连；所述连接件与盖体固定相连。5.根据权利要求4所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述调节块穿设于支撑柱上，并通过调节螺栓定位所述调节块位于所述支撑柱的位置；所述调节块的侧面、且位于所述支撑杆的下方固定有三角板；所述三角板的一直角边与所述支撑杆接触；所述支撑杆的自由端上开设有螺纹孔，该螺纹孔与丝杆螺纹相连；所述连接件包括圆柱状的连接杆；所述连接杆的上部开设有通孔，通孔内固定安装有球轴承；所述丝杆的自由端插入并固定于球轴承的内圈；所述连接杆的下端与盖体顶部固定连接。6.根据权利要求5所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述法向加载组件设于顶板的中心孔处；所述法向加载组件包括多个砝码、用于固定多个砝码的砝码导柱和承压滑块；所述承压滑块一端穿过所述顶板的中心开孔并与所述上夹具相连；所述承压滑块的另一端开孔设置，所述砝码导柱垂直插设于该孔内；所述上夹具包括装甲板；所述装夹板通过多个压环栓将上试样固定于所述承压滑块的下端。7.根据权利要求6所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述顶板和底板之间通过多根导柱固定连接；所述导柱的上下两端均开设有外螺纹；所述顶板位于多根所述导柱的上端，并通过多个六角薄螺母与导柱的螺纹配合将顶板固定于导柱上端；所述底板设于高压釜本体的底部，底板上开设有多个螺纹孔，导柱的外螺纹与螺纹孔螺纹连接，并通过多个六角薄螺母将底板与导柱底部固定连接；所述底板上设有用于固定下夹具的定位滑块；所述定位滑块的一端与切向加载组件相连。8.根据权利要求7所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述下夹具通过多根螺栓固定于定位滑块上；所述下夹具呈凸字型，凸字型的顶部设有容纳下试样的凹槽。9.根据权利要求8所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置，其特征在于：所述切向加载组件包括直线伺服电机；所述直线伺服电机输出轴的自由端穿过所述冷却水箱与传动板的一面固定连接，所述传动板对立的一面通过多个螺栓固定于定位滑块上；所述直线伺服电机固定于基座上，所述基座上安装有位移传感器；所述直线伺服电机输出轴上远离定位滑块的一端上安装有力传感器；所述第一水泵、背压阀、调压阀、水箱注水阀、增压泵、增压阀、直线伺服电机、力传感器和位移传感器均与外部上位机电性相连。10.一种采用权利要求1～9任一所述的卧式高温高压水环境下切向微动磨损试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、旋转手柄，带动丝杆、连接件和盖体向上移动，即将盖体与高压釜本体分离，直至盖体达到预设高度为止；S2、将底板、顶板和多根导柱固定安装于高压釜本体内部，定位滑块通过螺栓固定于底板上，并将下夹具固定于定位滑块上，同时连接直线伺服电机的输出轴与定位滑块；S3、将对磨材料A安装于下夹具上，承压滑块穿过顶部的开孔，将对磨材料B通过压环栓和装夹板固定于承压滑块的下端，即对磨材料A和对磨材料B互为接触；S4、根据试验需求，将至少一个砝码插入砝码导柱上以施加对磨材料A和对磨材料B法向载荷；S5、反向旋转手柄将盖体与高压釜本体接触连接，并采用锁紧卡箍密封盖体和高压釜本体；S6、打开第二水泵将第二水箱中的水抽取、并经水箱注水阀和注水阀向高压釜本体中注入循环水；打开增压泵向高压釜本体内加压，到达预定压力值时，关闭水箱注水阀停止注水；通过调压阀调节釜内压力，直至达到试验需求；S7、开启陶瓷加热器对高压釜本体进行加热，直至高压釜本体内的温度达到预设值，当高压釜本体内温度达到140℃时，进行釜内排氧；S8、打开第一水泵，将第一水箱中的水导入冷却水箱中，以对直线伺服电机的输出轴进行冷却；S9、开启直线伺服电机，以施加对磨材料A和对磨材料B切向载荷，并通过力传感器、位移传感器、高压釜本体内的温度传感器和压力传感器实时采集微动磨损的参数信息；S10、完成试样后，当高压釜本体冷却、降压后，旋转手柄分离盖体和高压釜本体，取出对磨材料A和对磨材料B即可。