杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置的制造方法
【專利摘要】杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，包括有底座，底座上設(shè)有支持立柱；支持立柱左側(cè)設(shè)有腐蝕器皿；腐蝕器皿頂部與橫梁的一端相連；橫梁設(shè)在支持立柱頂端；橫梁的另一端與十字轉(zhuǎn)軸相連；十字轉(zhuǎn)軸與螺桿相連；螺桿上設(shè)有U型彎板彈簧，U型彎板彈簧位于十字轉(zhuǎn)軸上方，U型彎板彈簧的上部設(shè)有小摩擦墊圈；小摩擦墊圈上方設(shè)有預(yù)緊螺母；螺桿連接載荷傳感器，載荷傳感器底部通過單耳接頭與雙耳接頭相連，雙耳接頭固定在支持立柱右側(cè)的底座上；通過U型彎板彈簧加載，施加的載荷通過載荷傳感器測試，該載荷與試樣上的拉力成杠桿比例。這種測試裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、試驗精度高、可控性好、數(shù)據(jù)可采集監(jiān)控的特點。
【專利說明】
杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于金屬材料恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，通過橫梁杠桿結(jié)構(gòu)，施加載荷，可以更方便、更直觀地進行恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生產(chǎn)環(huán)境中，腐蝕現(xiàn)象隨處可見，因腐蝕而造成的材料失效比比皆是。應(yīng)力腐蝕是指金屬或合金在腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力的協(xié)同作用下引起金屬或合金的破裂現(xiàn)象。幾乎所有的工程、建筑、設(shè)備都受到它的威脅。因此，進行應(yīng)力腐蝕試驗研究對確保材料安全使用具有重要意義。
[0003]杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗方法，是利用彈簧預(yù)緊，持續(xù)對處于腐蝕器皿中的試樣施加一定載荷以實現(xiàn)應(yīng)力腐蝕的試驗方法。目前的應(yīng)力腐蝕試驗裝置較多的是通過O型彈性應(yīng)力環(huán)施加恒載荷，通過事先測定彈性環(huán)的載荷一位移曲線，根據(jù)試驗過程中的位移變化，計算施加在試樣上的載荷。上述試驗裝置，試驗誤差較大，試樣尺寸大小也受到限制。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對材料的抗腐蝕性能不斷提高，對腐蝕試驗技術(shù)的要求也不斷提高，這樣就有必要在原有的試驗裝置基礎(chǔ)上進行升級，以提高試驗精度，滿足不斷發(fā)展的技術(shù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，克服原有應(yīng)力腐蝕實驗裝置設(shè)計上的不足，具有結(jié)構(gòu)簡單、試驗精度高、可控性好、數(shù)據(jù)可采集監(jiān)控的特點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，包括有底座，底座上設(shè)有支持立柱;支持立柱左側(cè)設(shè)有腐蝕器皿;腐蝕器皿頂部與橫梁的一端相連;橫梁設(shè)在支持立柱頂端;橫梁的另一端與十字轉(zhuǎn)軸相連;十字轉(zhuǎn)軸與螺桿相連;螺桿上設(shè)有U型彎板彈簧，U型彎板彈簧位于十字轉(zhuǎn)軸上方，U型彎板彈簧的上部設(shè)有墊圈；墊圈上方設(shè)有預(yù)緊螺母;螺桿下端連接載荷傳感器，載荷傳感器下端通過單耳接頭與雙耳接頭相連，雙耳接頭固定在支持立柱右側(cè)的底座上。
[0006]所述的支持立柱為三角形結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的支持立柱與橫梁的回轉(zhuǎn)部位采用圓柱滾子軸承。
[0008]所述的小摩擦力墊圈為上下兩片設(shè)計結(jié)構(gòu)，中間有推力球軸承支持。
[0009]所述的U型彎板彈簧上設(shè)置載荷。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用力矩式試驗方法，橫梁杠桿形式，使用U型彈簧施加恒載荷，設(shè)置載荷傳感器，這樣可以準(zhǔn)確地施加、監(jiān)測試驗載荷，又可使結(jié)構(gòu)緊湊，試樣安裝方便。由于應(yīng)力腐蝕試驗時間較長，在試驗中為了保證試樣只受軸力，不受彎矩，試驗裝置必須具有迴轉(zhuǎn)功能。橫梁與支持立柱連接部位采用圓柱滾子軸承，保證橫梁能自由擺動;試樣兩端的連接部位，采用單雙耳接頭、銷軸連接結(jié)構(gòu)，單耳接頭設(shè)置關(guān)節(jié)軸承，保證試樣變形時，能夠隨橫梁的擺動自動調(diào)整，從而使試樣只受軸力，不受彎矩;U型彎板彈簧與橫梁連接部位，采用了十字轉(zhuǎn)軸，保證彈簧加載情況下隨橫梁的擺動自動調(diào)整，橫梁是一個剛性構(gòu)件，采用剖分式，所用材料為經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的45#鋼，使得傳感器只受軸力，不受彎矩;十字轉(zhuǎn)軸與橫梁的迴轉(zhuǎn)部位，采用了青銅滑動軸承以減小摩擦力。在試驗過程中橫梁不能有塑性變形;橫梁的結(jié)構(gòu)使試樣與傳感器構(gòu)成杠桿形式，可設(shè)計成不同的杠桿比，為了計算方便，杠桿比盡量為整數(shù)，杠桿比越大，彈簧施加的載荷越小，但是位移則變大。在U型彎板彈簧和預(yù)緊螺母之間增加了墊圈，該墊圈要有特殊設(shè)計，上下兩片，中間有推力球軸承支持；在螺紋副預(yù)緊時，由于預(yù)緊力比較大，墊圈與預(yù)緊螺母之間摩擦力要小，這種特殊的設(shè)計能滿足要求，且能承受較大的軸向載荷。備緊螺母與傳感器接頭的螺紋副由細(xì)牙螺紋構(gòu)成;螺紋為M30 X I ；細(xì)牙螺紋舉升力大，自鎖性能好。
[0011]該裝置結(jié)構(gòu)合理，空間開敞，操作簡單，安裝方便;U型彈簧可更換，試驗范圍覆蓋面較寬;增加了載荷傳感器，不但可準(zhǔn)確地施加預(yù)定的初始試驗載荷，還可監(jiān)測試驗中載荷的變化過程，大大地提高了試驗精度，同時可采集試驗數(shù)據(jù)，與計算機聯(lián)網(wǎng)，為判定材料性能提供可靠依據(jù)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置。
[0013]圖2為本發(fā)明杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置簡圖。
[0014]圖3為本發(fā)明腐蝕器皿與試樣連接接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明墊圈9結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1.底座;2.腐蝕器皿;3.支持立柱;4.關(guān)節(jié)軸承;5.橫梁;6.圓柱滾子軸承平；
7.U型彎板彈簧;8.備緊螺母;9.墊圈；10.螺桿；11.十字轉(zhuǎn)軸；12.載荷傳感器；13.單耳接頭;14.雙耳接頭。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進一步詳細(xì)說明。
[0018]參見圖1、2、3、4，杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，包括有底座I，底座I上設(shè)有支持立柱3;支持立柱3左側(cè)設(shè)有腐蝕器皿2;腐蝕器皿2頂部與橫梁5的一端通過關(guān)節(jié)軸承4相連;橫梁5設(shè)在支持立柱3頂端，通過圓柱滾子軸承6連接;橫梁5的另一端與十字轉(zhuǎn)軸11相連;十字轉(zhuǎn)軸11與螺桿10相連;螺桿10上設(shè)有U型彎板彈簧7，U型彎板彈簧7位于十字轉(zhuǎn)軸11上方，U型彎板彈簧7的上部設(shè)有墊圈9;墊圈9上方設(shè)有預(yù)緊螺母8;螺桿10連接載荷傳感器12，載荷傳感器12底部通過單耳接頭13與雙耳接頭14相連，雙耳接頭14固定在支持立柱3右側(cè)的底座I上。
[0019]所述的支持立柱3為三角形結(jié)構(gòu)。
[0020]所述的支持立柱3與橫梁5的回轉(zhuǎn)部位采用圓柱滾子軸承6連接;腐蝕器皿2頂部與橫梁5連接部位采用關(guān)節(jié)軸承4連接。
[0021]所述的墊圈9為上下兩片設(shè)計結(jié)構(gòu)，中間有推力球軸承支持。
[0022]所述的U型彎板彈簧7上設(shè)置載荷。
[0023]由U型彎板彈簧7施加恒載荷;橫梁5—端用單雙耳接頭連接試樣;橫梁5另一端連接載荷傳感器12;試樣與載荷傳感器12都只受軸力，不受彎矩;設(shè)置載荷傳感器可提高試驗精度，采集試驗數(shù)據(jù)，直接聯(lián)網(wǎng)到試驗控制計算機。
[0024]采用橫梁杠桿結(jié)構(gòu)，杠桿可以根據(jù)需要設(shè)計不同的杠桿比。
[0025]施加的恒載荷由U型彈簧實施;可根據(jù)試驗的不同要求，設(shè)計加工不同尺寸、不同剛度的U型彈簧，覆蓋試驗需求面較寬。
[0026]設(shè)置了載荷傳感器，提高了試驗精度，使試驗的可控性、可監(jiān)測性大大提高。
[0027]由于橫梁杠桿結(jié)構(gòu)，有迴轉(zhuǎn)功能，其迴轉(zhuǎn)部位采用圓柱滾子軸承、關(guān)節(jié)軸承，U型彈簧與橫梁連接部位采用十字轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，以保證試樣與載荷傳感器都只受軸力，不受彎矩。
[0028]施加載荷的螺紋副螺距較小，螺紋為M30X I，自鎖性能好。
[0029]采用了小摩擦力墊圈，使施加載荷的螺紋絲母與墊圈摩擦力很小。
[0030]本發(fā)明的工作原理是:通過U型彎板彈簧加載，施加的載荷通過傳感器測試，該載荷與試樣上的拉伸力成杠桿比例。這種測試裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、試驗精度高、可控性好、數(shù)據(jù)可采集監(jiān)控的特點。
【主權(quán)項】
1.杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，包括有底座(I)，其特征在于，底座(I)上設(shè)有支持立柱(3);支持立柱(3)左側(cè)設(shè)有腐蝕器皿(2);腐蝕器皿(2)頂部與橫梁(5)的一端通過關(guān)節(jié)軸承(4)相連;橫梁(5)設(shè)在支持立柱(3)頂端，通過圓柱滾子軸承(6)連接;橫梁(5)的另一端與十字轉(zhuǎn)軸(11)相連;十字轉(zhuǎn)軸(11)與螺桿(1 )相連;螺桿(10 )上設(shè)有U型彎板彈簧(7 )，U型彎板彈簧(7)位于十字轉(zhuǎn)軸(11)上方，U型彎板彈簧(7)的上部設(shè)有墊圈(9);墊圈(9)上方設(shè)有預(yù)緊螺母(8);螺桿(10)連接載荷傳感器(12)，載荷傳感器(12)底部通過單耳接頭(13)與雙耳接頭(14)相連，雙耳接頭(14)固定在底座(I)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，其特征在于，所述的支持立柱(3)為三角形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，其特征在于，所述的支持立柱(3)與橫梁(5)的回轉(zhuǎn)部位采用圓柱滾子軸承(6)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，其特征在于，所述的墊圈(9)為上下兩片設(shè)計結(jié)構(gòu)，中間有推力球軸承支持。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿式恒載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，其特征在于，所述的U型彎板彈簧(7)上設(shè)置載荷。
【文檔編號】G01N3/08GK106092734SQ201610767003
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月31日
【發(fā)明人】史慶起, 趙國仙
【申請人】西安摩爾石油工程實驗室股份有限公司