本發(fā)明涉及一種試件橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱沖擊考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)試件及其它機(jī)械受熱零部件熱疲勞強(qiáng)度考核的試驗(yàn)平臺(tái)，屬于測(cè)試裝備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械設(shè)備中，熱疲勞破壞的現(xiàn)象極為廣泛，它遍及每一個(gè)受熱運(yùn)動(dòng)的零部件。熱疲勞破壞由于沒(méi)有明顯的宏觀塑性變形，破壞十分突然，往往造成災(zāi)難性事故，引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失。就內(nèi)燃機(jī)而言，隨著科技的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)向著高強(qiáng)化、高增壓的方向發(fā)展以及多氣門(mén)系統(tǒng)等技術(shù)的普及應(yīng)用，要求內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間內(nèi)釋放的熱量增加，以提高平均有效壓力、轉(zhuǎn)速、燃?xì)庾罡邷囟鹊?，這就使得活塞、缸蓋、排氣管、渦輪、缸套及其它機(jī)械受熱零部件受到的熱應(yīng)力和熱變形增加，試件更加容易出現(xiàn)熱裂紋、開(kāi)裂甚至是斷裂等問(wèn)題，而當(dāng)這些受熱零部件未作相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)或改進(jìn)不當(dāng)，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、冷卻能力不足、材料熱強(qiáng)度不足等，這些受熱零部件將無(wú)法滿足使用要求將會(huì)嚴(yán)重影響到整機(jī)的可靠性和耐久性。

面對(duì)如此嚴(yán)峻的問(wèn)題，尋找提高材料熱疲勞性能的途徑以防止疲勞破壞事故的發(fā)生，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和維護(hù)人身財(cái)產(chǎn)安全有重大意義，因此需加大對(duì)試件的熱沖擊（疲勞）研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：本發(fā)明提供一種試件橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱沖擊考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用、熱效率高，用于解決試件受熱零部件熱沖擊（疲勞）模擬試驗(yàn)研究時(shí)只能試驗(yàn)一組且現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、不緊湊、溫度測(cè)量不方便、試驗(yàn)準(zhǔn)備的時(shí)間長(zhǎng)、工序復(fù)雜等問(wèn)題。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種試件橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱沖擊考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，包括試驗(yàn)臺(tái)支架1、位置傳感器ii2、位置傳感器i3、直線氣缸i4、保溫腔6、夾具i12、紅外測(cè)溫儀i14、紅外測(cè)溫儀ii15、夾具ii16、冷卻器17、直桿i19、直桿ii20、位置傳感器iii21、直線氣缸ii22、位置傳感器iv23、導(dǎo)軌24、擺動(dòng)氣缸25；所述試驗(yàn)臺(tái)支架1上安裝有保溫腔6，夾具i12和夾具ii16分別夾著試件i8和試件ii18，夾具i12和夾具ii16通過(guò)連桿連接到直線氣缸i4和直線氣缸ii22上，直桿i19安裝在導(dǎo)軌24上，直桿i19的頂部?jī)蓚?cè)分別安裝有紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15，直桿ii20安裝在試驗(yàn)臺(tái)支架1上，其頂部安裝冷卻器17，直線氣缸i4和直線氣缸ii22安裝在導(dǎo)軌24上，導(dǎo)軌24上安裝位置傳感器i3、位置傳感器ii2、位置傳感器iii21和位置傳感器iv23，直桿i19安裝在試驗(yàn)臺(tái)支架1的擺動(dòng)氣缸25上；擺動(dòng)氣缸25均與位置傳感器i3、位置傳感器ii2、位置傳感器iii21和位置傳感器iv23連接，紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15分別與保溫腔6中鑲嵌的加熱裝置7、冷卻器17連接，紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15均與擺動(dòng)氣缸25連接。

所述考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的上部安裝煙罩9，煙罩9連接排煙管10，排煙管10上安裝一個(gè)高溫管道抽風(fēng)機(jī)11。

所述夾具i12和夾具ii16上鑲嵌有隔熱層13。

所述試驗(yàn)臺(tái)支架1上安裝保溫腔支架5用于支撐保溫腔6，保溫腔6中鑲嵌加熱裝置7。

所述直桿i19通過(guò)螺栓螺母安裝在導(dǎo)軌24上。

所述考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)同時(shí)對(duì)兩只試件進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)直線氣缸i4和直線氣缸ii22的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)氣缸25做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱和冷卻工位的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)軌24上安裝位置傳感器i3、位置傳感器ii2、位置傳感器iii21和位置傳感器iv23用于控制直線氣缸i4和直線氣缸ii22的位置，紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15測(cè)量并采集試件溫度。

所述保溫腔6為試件i8和試件ii18加熱的工位，加熱裝置7為熱源。冷卻器17為試件i8和試件ii18冷卻的工位，壓縮空氣為冷卻介質(zhì)。

所述紅外測(cè)溫儀i14測(cè)量試件i8的溫度，紅外測(cè)溫儀ii15測(cè)量試件ii18的溫度。紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15的溫度信號(hào)達(dá)到設(shè)定值，直線氣缸i4、直線氣缸ii22和擺動(dòng)氣缸25開(kāi)始工作。

所述直線氣缸i4可向左運(yùn)動(dòng)到位置傳感器i3為止，可向右運(yùn)動(dòng)到位置傳感器ii2為止，直線氣缸ii22可向左運(yùn)動(dòng)到位置傳感器iii21為止，可向右運(yùn)動(dòng)到位置傳感器iv23為止。

所述擺動(dòng)氣缸25在接收到外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15的溫度信號(hào)后，可帶動(dòng)直桿i19和導(dǎo)軌24旋轉(zhuǎn)180度，使試件i8和試件ii18交換工位。

所述煙罩9、排煙管10和高溫管道抽風(fēng)機(jī)11可以抽取試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部的熱空氣，保證位置傳感器ii2、位置傳感器i3、紅外測(cè)溫儀i14、紅外測(cè)溫儀ii15、位置傳感器iii21、直線氣缸ii22、位置傳感器iv23、導(dǎo)軌24、擺動(dòng)氣缸25有正常的工作環(huán)境溫度。

本發(fā)明的使用過(guò)程為：試驗(yàn)平臺(tái)可以同時(shí)試驗(yàn)兩個(gè)試件，一個(gè)在加熱工位被加熱，同時(shí)另一個(gè)在冷卻工位被冷卻。試驗(yàn)前，先將試件i8和試件ii18分別固定在夾具i12和夾具ii16上。

首次循環(huán)時(shí)，試件i8在保溫腔6內(nèi)通過(guò)加熱裝置7進(jìn)行加熱，當(dāng)紅外測(cè)溫儀i14測(cè)量到試件i8的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，加熱裝置7暫停工作，直線氣缸i4和直線氣缸ii22開(kāi)始向著直桿i19運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到位置傳感器ii2和位置傳感器iii21時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。擺動(dòng)氣缸25接收到位置傳感器ii2和位置傳感器iii21的信號(hào)時(shí)，則帶動(dòng)導(dǎo)軌24及導(dǎo)軌上的所有組件旋轉(zhuǎn)180度，同時(shí)直線氣缸i4和直線氣缸ii22背離直桿i19運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到位置傳感器i3和位置傳感器iv23時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，試件i8處于冷卻器17中，試件ii18處于保溫腔中，冷熱工位交換完成。首次循環(huán)結(jié)束。

第二次循環(huán)時(shí)，加熱裝置7繼續(xù)工作加熱試件ii18，冷卻器17通壓縮空氣冷卻試件i8。試件i8達(dá)到冷卻要求時(shí)，冷卻器17暫停通壓縮空氣，當(dāng)試件ii18達(dá)到設(shè)定的加熱要求時(shí)，加熱裝置7暫停工作。加熱要求與冷卻要求同時(shí)滿足，直線氣缸i4和直線氣缸ii22開(kāi)始向著i19運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到位置傳感器ii2和位置傳感器iii21時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)氣缸25帶動(dòng)直桿i19和導(dǎo)軌24旋轉(zhuǎn)180度，使試件i8和試件ii18交換工位，然后直線氣缸i4和直線氣缸ii22背離直桿i19運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到位置傳感器i3和位置傳感器iv23時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，使試件再次交換加熱工位和冷卻工位。第二次循環(huán)結(jié)束。

以此不斷循環(huán)，直至到達(dá)設(shè)定的循環(huán)次數(shù)，試驗(yàn)結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)單、緊湊、實(shí)用、節(jié)能、工作效率高，在試件受熱零部件熱沖擊（疲勞）模擬試驗(yàn)研究時(shí)可以同時(shí)試驗(yàn)兩組試件；采用兩個(gè)直動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)可以使轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少，增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也使得結(jié)構(gòu)較為緊湊；采用非接觸式的溫度測(cè)量方法，縮短試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間，簡(jiǎn)化試驗(yàn)準(zhǔn)備工序；采用壓縮空氣進(jìn)行冷卻，節(jié)能環(huán)保，試驗(yàn)環(huán)境更加清潔；保溫腔使受熱件的環(huán)境溫度大大提高，熱效率也大大提高，不但節(jié)約了試驗(yàn)費(fèi)用，也大大的縮短了相關(guān)試件的試驗(yàn)周期。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中各標(biāo)號(hào)：1-試驗(yàn)臺(tái)支架，2-位置傳感器ii，3-位置傳感器i，4-直線氣缸i，5-保溫腔支架，6-保溫腔，7-加熱裝置，8-試件i，9-煙罩，10-排煙管，11-高溫管道抽風(fēng)機(jī)，12-夾具i，13-隔熱層，14-紅外測(cè)溫儀i，15-紅外測(cè)溫儀ii，16-夾具ii，17-冷卻器，18-試件ii，19-直桿i，20-直桿ii，21-位置傳感器iii，22-直線氣缸ii，23-位置傳感器iv，24-導(dǎo)軌，25-擺動(dòng)氣缸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：如圖1所示，一種試件橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱沖擊考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，包括試驗(yàn)臺(tái)支架1、位置傳感器ii2、位置傳感器i3、直線氣缸i4、保溫腔6、夾具i12、紅外測(cè)溫儀i14、紅外測(cè)溫儀ii15、夾具ii16、冷卻器17、直桿i19、直桿ii20、位置傳感器iii21、直線氣缸ii22、位置傳感器iv23、導(dǎo)軌24、擺動(dòng)氣缸25；所述試驗(yàn)臺(tái)支架1上安裝有保溫腔6，夾具i12和夾具ii16分別夾著試件i8和試件ii18，夾具i12和夾具ii16通過(guò)連桿連接到直線氣缸i4和直線氣缸ii22上，直桿i19安裝在導(dǎo)軌24上，直桿i19的頂部?jī)蓚?cè)分別安裝有紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15，直桿ii20安裝在試驗(yàn)臺(tái)支架1上，其頂部安裝冷卻器17，直線氣缸i4和直線氣缸ii22安裝在導(dǎo)軌24上，導(dǎo)軌24上安裝位置傳感器i3、位置傳感器ii2、位置傳感器iii21和位置傳感器iv23，直桿i19安裝在試驗(yàn)臺(tái)支架1的擺動(dòng)氣缸25上；擺動(dòng)氣缸25均與位置傳感器i3、位置傳感器ii2、位置傳感器iii21和位置傳感器iv23連接，紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15分別與保溫腔6中鑲嵌的加熱裝置7、冷卻器17連接，紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15均與擺動(dòng)氣缸25連接。

實(shí)施例2：如圖1所示，一種試件橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱沖擊考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其中所述考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的上部安裝煙罩9，煙罩9連接排煙管10，排煙管10上安裝一個(gè)高溫管道抽風(fēng)機(jī)11?？梢猿槿≡囼?yàn)臺(tái)內(nèi)部的熱空氣，保證位置傳感器ii2、位置傳感器i3、紅外測(cè)溫儀i14、紅外測(cè)溫儀ii15、位置傳感器iii21、直線氣缸ii22、位置傳感器iv23、導(dǎo)軌24、擺動(dòng)氣缸25有正常的工作環(huán)境溫度。

實(shí)施例3：如圖1所示，一種試件橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱沖擊考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其中所述夾具i12和夾具ii16上鑲嵌有隔熱層13。

實(shí)施例4：如圖1所示，一種試件橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱沖擊考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其中所述試驗(yàn)臺(tái)支架1上安裝保溫腔支架5用于支撐保溫腔6，保溫腔6中鑲嵌加熱裝置7。所述直桿i19通過(guò)螺栓螺母安裝在導(dǎo)軌24上。所述考核試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)同時(shí)對(duì)兩只試件進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)直線氣缸i4和直線氣缸ii22的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)氣缸25做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱和冷卻工位的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)軌24上安裝位置傳感器i3、位置傳感器ii2、位置傳感器iii21和位置傳感器iv23用于控制直線氣缸i4和直線氣缸ii22的位置，紅外測(cè)溫儀i14和紅外測(cè)溫儀ii15測(cè)量并采集試件溫度。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。