專利名稱：切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械工程領域的微動磨損和微動腐蝕的試驗裝置，尤其涉及一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損的實驗設備。
背景技術：
微動(Fretting)是指在機械振動、疲勞載荷、電磁振動或熱循環(huán)等交變載荷作用下，名義上靜止的接觸表面間發(fā)生的振幅極小的相對運動(位移幅度一般為微米量級)，即微動發(fā)生在“緊固”配合的機械部件中。微動可導致機械零部件接觸表面損傷即微動磨損。而微動腐蝕則是在電解質(zhì)(腐蝕性介質(zhì))中，零部件在微動過程中發(fā)生的腐蝕。切向和徑向復合微動是同時存在切向和徑向微動的一種微動模式。切向和徑向復合微動腐蝕磨損普遍存在于人體植入件、石油工程、核電系統(tǒng)等領域，因此，開發(fā)腐蝕環(huán)境下的復合微動腐蝕磨損試驗裝置，對減緩工程實際中的微動腐蝕磨損，延長相關零部件的使用壽命，提高相關設備的可靠性件具有重要的意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損的試驗設備，該設備能較真實模擬材料在腐蝕環(huán)境下的復合微動腐蝕磨損過程；能為相關零部件的抗復合微動腐蝕磨損的設計、制造以及維護提供準確的試驗參考數(shù)據(jù)。本實用新型實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術方案是，一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損的試驗設備，其組成是:夾持下試樣的下夾具固定在底板上，底板固定在試驗介質(zhì)腔底部上；試驗介質(zhì)腔底部通過螺釘連接固定摩擦力變形支架上，摩擦力變形支架通過螺釘緊固在機架上，摩擦力變形支架還與機架上的摩擦力/位移傳感器相連；夾持上試樣的上夾具的頂部依次通過壓力傳感器；激振器與機架的頂板相連；上夾具的一側(cè)經(jīng)穿過試驗介質(zhì)腔的橫桿與豎向的連桿上端相連，橫向液壓活塞的活塞桿與連桿中上部的鉸軸相連，連桿的下端設有配重；所述的試驗介質(zhì)腔的一側(cè)插入輔助電極的尖端，輔助電極的另一端通過導線與電化學工作站的輔助電極端口連接；所述的試驗介質(zhì)腔的另一側(cè)插入鹽橋的一端，鹽橋的另一端連接到電解質(zhì)溶液瓶，電解質(zhì)溶液瓶與參比電極連接，參比電極的尾部通過導線與電化學工作站的參比電極端口相連；所述的上試樣通過導線與電化學工作站的工作電極端口相連；所述的摩擦力/位移傳感器、壓力傳感器和電化學工作站均與數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)相連。本實用新型的工作過程和原理將下試件固定在下夾具上，上試件固定在上夾具上；再調(diào)節(jié)橫向液壓活塞使上、下試件對中；然后向上試件施加設定的載荷，上、下試件接觸。再在試驗介質(zhì)腔中注入試驗介質(zhì)，使試驗介質(zhì)淹沒上、下試件，輔助電極的尖端，從而使上、下試件處于設定的腐蝕環(huán)境中。然后由橫向液壓活塞通過連桿、橫桿、上夾具驅(qū)動上試件在水平方向往復運動；同時，由頂板上的激振器通過壓力傳感器、上夾具驅(qū)動上試件在垂直方向往復運動。從而使上試件、下試件在腐蝕環(huán)境中發(fā)生切向(水平)和徑向(垂直)復合微動腐蝕磨損。在復合微動腐蝕磨損過程中，摩擦力/位移傳感器通過監(jiān)測摩擦力支架的形變實時監(jiān)測出切向和徑向復合微動時的切向力(摩擦力)，與激振器相連的壓力傳感器實時監(jiān)測出激振力，送數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)處理；同時，電化學工作站也將電化學腐蝕數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)處理。分析得出腐蝕環(huán)境下微動磨損的數(shù)據(jù)與規(guī)律。更換試驗介質(zhì)、電解質(zhì)溶液，給定不同的復合微動參數(shù)，即可進行不同工況下的切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗。進而得出在腐蝕環(huán)境下微動磨損與腐蝕的交互作用。對于不同形狀和尺寸的上、下試件，采用相應的上、下夾具即可完成試驗。與現(xiàn)有技術相比，本實實用新型的有益效果是:本設備可以實現(xiàn)上、下試件在不同腐蝕環(huán)境中的切向和徑向復合微動，且切向微動和徑向微動的參數(shù)能各自設定；從而可以更加真實有效地進行各種工況下的復合微動腐蝕磨損試驗。進而得出在腐蝕環(huán)境下微動磨損與腐蝕的交互作用。能為在腐蝕環(huán)境下運行的相關零部件的抗復合微動腐蝕磨損設計、制造以及維護提供準確的試驗參考數(shù)據(jù)。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的描述。

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
實施例圖1示出，本實用新型的一種具體實施方式
是，一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗設備，其組成是:夾持下試樣6的下夾具5固定在底板9上，底板9固定在試驗介質(zhì)腔4底部上；試驗介質(zhì)腔4底部通過螺釘連接固定摩擦力變形支架3上，摩擦力變形支架3通過螺釘緊固在機架I上，摩擦力變形支架3還與機架I上的摩擦力/位移傳感器2相連；夾持上試樣7的上夾具8的頂部依次通過壓力傳感器17 ;激振器18與機架I的頂板19相連；上夾具8的一側(cè)經(jīng)穿過試驗介質(zhì)腔4的橫桿10與豎向的連桿11上端相連，橫向液壓活塞13的活塞桿與連桿11中上部的鉸軸相連，連桿11的下端設有配重12 ；所述的試驗介質(zhì)腔4的一側(cè)插入輔助電極22的尖端，輔助電極22的另一端通過導線與電化學工作站27的輔助電極端口 RE連接；所述的試驗介質(zhì)腔4的另一側(cè)插入鹽橋23的一端，鹽橋23的另一端連接到電解質(zhì)溶液瓶26，電解質(zhì)溶液瓶26與參比電極25連接，參比電極25的尾部通過導線與電化學工作站27的參比電極端口 CE相連；所述的上試樣7通過導線與電化學工作站27的工作電極端口 WE相連；所述的摩擦力/位移傳感器2、壓力傳感器17和電化學工作站27均與數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)相連。
權利要求1.一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗設備，其特征在于: 夾持下試樣(6)的下夾具(5)固定在底板(9)上，底板(9)固定在試驗介質(zhì)腔⑷底部上；試驗介質(zhì)腔(4)底部通過螺釘連接固定摩擦力變形支架(3)上，摩擦力變形支架(3)通過螺釘緊固在機架(I)上，摩擦力變形支架(3)還與機架(I)上的摩擦力/位移傳感器(2)相連；夾持上試樣(7)的上夾具⑶的頂部依次通過壓力傳感器(17);激振器(18)與機架(I)的頂板(19)相連；上夾具(8)的一側(cè)經(jīng)穿過試驗介質(zhì)腔(4)的橫桿(10)與豎向的連桿(11)上端相連，橫向液壓活塞(13)的活塞桿與連桿(11)中上部的鉸軸相連，連桿(11)的下端設有配重(12)； 所述的試驗介質(zhì)腔(4)的一側(cè)插入輔助電極(22)的尖端，輔助電極(22)的另一端通過導線與電化學工作站(27)的輔助電極端口(RE)連接；所述的試驗介質(zhì)腔(4)的另一側(cè)插入鹽橋(23)的一端，鹽橋(23)的另一端連接到電解質(zhì)溶液瓶(26)，電解質(zhì)溶液瓶(26)與參比電極(25)連接，參比電極(25)的尾部通過導線與電化學工作站(27)的參比電極端口(CE)相連；所述的上試樣(7)通過導線與電化學工作站(27)的工作電極端口(WE)相連； 所述的摩擦力/位移傳感器(2)、壓力傳感器(17)和電化學工作站(27)均與數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種切向和徑向復合微動腐蝕磨損試驗設備，其主要組成是下夾具固定在試驗介質(zhì)腔的底部；試驗介質(zhì)腔底部通過摩擦力變形支架固定在機架上，摩擦力變形支架還與機架上的摩擦力/位移傳感器相連；上夾具的頂部依次通過壓力傳感器；激振器與機架的頂板相連；上夾具的一側(cè)與橫向液壓活塞相連；實驗介質(zhì)腔的兩側(cè)分別插入輔助電極和鹽橋；輔助電極和鹽橋的另一端與電化學工作站連接；上試樣通過導線與電化學工作站的工作電極端口相連。該設備能較真實模擬材料在腐蝕環(huán)境下的復合微動腐蝕磨損過程；能為相關零部件的抗復合微動腐蝕磨損的設計、制造以及維護提供準確的試驗參考數(shù)據(jù)。
文檔編號G01N3/56GK203069469SQ20122068011
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權日2012年12月11日
發(fā)明者張曉宇, 任平弟, 郭洪, 李放, 蔡振兵, 朱旻昊 申請人:西南交通大學