軋輥熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及社漉熱疲勞試驗(yàn)領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明涉及一種社漉熱疲勞模擬試 驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在熱社過程中，社漉旋轉(zhuǎn)時(shí)，漉面與高溫社件（溫度約loocrc)接觸時(shí)漉面溫度快 速上升，后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)由冷卻系統(tǒng)對該社漉進(jìn)行冷卻使得其溫度迅速下降，W此循環(huán)往復(fù)。正 常社鋼期間，漉面最高溫度基本穩(wěn)定在400~600°C左右，最低溫度基本穩(wěn)定在100°C左右， 而且溫度變化最劇烈的發(fā)生在從漉面向內(nèi)約0. 5~1mm左右范圍內(nèi)，越往內(nèi)部溫度變化越 緩慢，而社漉必部溫度幾乎沒有變化。送樣，社漉表面很薄一層材料反復(fù)受熱和冷卻，呈周 期變化，漉面累積了大量熱應(yīng)力，材料易發(fā)生熱疲勞而造成漉面裂紋W至剝落失效。因此， 如何準(zhǔn)確模擬社漉實(shí)際工作條件，正確測試與評價(jià)各種社漉材料的抗熱疲勞性能是進(jìn)行高 性能社漉開發(fā)的一項(xiàng)重要工作。
[0003] 在金屬熱疲勞性能測試方面，現(xiàn)有技術(shù)中主要存在W下方式：
[0004] (1)人工方法。通過人工反復(fù)把試樣置于加熱爐內(nèi)加熱和水槽中冷卻來模擬熱疲 勞過程，送種方式比較適合于熱疲勞次數(shù)少的材料如高速鋼、高館鋼社漉等的加速性模擬 試驗(yàn)中，而大部分熱作模具鋼正常工作時(shí)的熱疲勞次數(shù)通常可達(dá)幾百次、幾千次甚至上萬 次，人工法勞動(dòng)強(qiáng)度大且試驗(yàn)參數(shù)有限。
[0005] (2)機(jī)械方法。目前熱疲勞試驗(yàn)往往是通過各種行走機(jī)構(gòu)把小塊試樣在加熱區(qū)和 冷卻區(qū)之間來回輸送，或者通過頻繁開啟加熱源和冷卻裝置來實(shí)現(xiàn)冷-熱循環(huán)過程。
[0006]公開號(hào)為"CN102445463A"、名稱為"一種簡易熱疲勞試驗(yàn)機(jī)"的專利文獻(xiàn)公開了送 樣一種方式，通過齒輪齒條運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)試樣的往復(fù)移動(dòng)，采用電阻爐福射加熱方式加熱試 樣。送種方式，加熱速度慢、循環(huán)周期長，并且試件的移動(dòng)方式使得試件不適宜采用其他方 式加熱。
[0007] 授權(quán)公告號(hào)為"CN2828797"、名稱為"感應(yīng)加熱式金屬材料冷熱疲勞試驗(yàn)裝置"的 專利文獻(xiàn)中公開了一種裝置，送種裝置需要頻繁開啟加熱與冷卻，效率低且不利于準(zhǔn)確模 擬社漉工作環(huán)境。
[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)中，社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)不精確W及試驗(yàn)時(shí)間長的問題，提出一種 新的模擬試驗(yàn)裝置顯得很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置，其能夠便于精確模 擬社漉的工作環(huán)境，并且能夠縮短模擬試驗(yàn)的時(shí)間。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置，用于檢測呈圓柱狀的待測 試件的熱疲勞性能，其包括：
[0011] 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于安裝待測試件并且驅(qū)動(dòng)待測試件旋轉(zhuǎn)；
[0012] 感應(yīng)加熱器，為半環(huán)形，罩設(shè)于待測試件的其中一半圓柱體；
[0013] 冷卻噴嘴，用于向待測試件的另一半圓柱體噴射冷卻水；
[0014] 操作控制單元，用于設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速W及所述感應(yīng)加熱器的加熱溫度， 并由顯示器顯示。
[0015] 優(yōu)選地，還包括用于檢測所述待測試件的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器，所述旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù) 器的數(shù)值由所述顯示器顯示。
[0016] 優(yōu)選地，還包括用于觀察所述待測試件的表面情況的照相機(jī)，所述照相機(jī)將檢測 信息輸送至所述顯示器。
[0017] 優(yōu)選地，所述另一半圓柱體的上方設(shè)置有擋水板，下方設(shè)置有集水槽，所述冷卻噴 嘴設(shè)置于所述擋水板與所述集水槽之間。
[0018] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置于所述集水槽上方的防護(hù)罩，所述防護(hù)罩上設(shè)置有開口，所述 開口處安裝有排氣扇。
[0019] 優(yōu)選地，所述冷卻噴嘴通過進(jìn)水管W及水泉與水箱相接，所述集水槽設(shè)置于支座 上方，所述集水槽底部通過回水管與所述水箱相接。
[0020] 優(yōu)選地，所述冷卻噴嘴的數(shù)量為多個(gè)，分別向所述另一半圓柱體的圓周面W及端 面噴冷卻水。
[0021] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)W及與電機(jī)相連的減速機(jī)，所述待測試件的一端 套在所述減速機(jī)的輸出軸上，另一端設(shè)置有頂針。
[0022] 優(yōu)選地，還包括用于測量所述待測試件溫度的紅外測溫儀，其測試值由所述顯示 器顯示。
[0023]本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置，采用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)待測試件轉(zhuǎn)動(dòng)，精確模擬 社漉的工作環(huán)境。同時(shí)，采用感應(yīng)加熱器加熱能夠提高加熱的效率。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明的測試原理示意圖；
[0027] 圖4為圖1中感應(yīng)加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為熱疲勞溫度曲線示意圖；
[0029] 圖6為小尺寸試件的安裝示意圖；
[0030]圖7為異常工況下，熱疲勞溫度曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)W及工作原理等作進(jìn)一步的說明。
[0032] 參見圖1~圖3,本發(fā)明的社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置，用于檢測呈圓柱狀的待測試 件的熱疲勞。試件需便于旋轉(zhuǎn)，故優(yōu)選為圓柱狀。
[0033] 如圖3所示，試件采用圓柱形，該模擬試驗(yàn)裝置將其分為加熱區(qū)和冷卻區(qū)兩部分， 在加熱區(qū)時(shí)，該模擬試驗(yàn)裝置對試件進(jìn)行加熱，旋轉(zhuǎn)到冷卻區(qū)時(shí)，對試件進(jìn)行冷卻。試件的 尺寸可W為；直徑Φ200mm，厚度15mm，材質(zhì)與社漉相同。并且，在試驗(yàn)前，試件經(jīng)過熱處理， 熱處理的表面硬度、必部硬度與社漉相同。試件的渾硬深度與試件直徑之比與社漉渾硬深 度與社漉直徑之比接近。
[0034] 詳細(xì)地，該社漉熱疲勞模擬試驗(yàn)裝置，包括電源1、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、感應(yīng)加熱器2、冷卻 噴嘴W及操作控制單元22,操作控制單元22連接有顯示器2201。接下來，對其分別進(jìn)行介 紹。
[0035] 前述的電源1，用于為感應(yīng)加熱器2供電，W便滿足待測試件20的感應(yīng)加熱需要。
[0036] 前述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于安裝待測試件20并且驅(qū)動(dòng)待測試件20旋轉(zhuǎn)。作為一種方 式，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)26W及與電機(jī)26相連的減速機(jī)25,待測試件20的一端套在減速機(jī) 25的輸出軸2501上，另一端設(shè)置有頂針3,對其軸向限位。頂針3可W設(shè)置于移動(dòng)架23上， 移動(dòng)架23可W沿著位于其下方的導(dǎo)軌24滑動(dòng)。
[0037] 前述的感應(yīng)加熱器2,為半環(huán)形，罩設(shè)于待測試件20的其中一半圓柱體，使得該半 圓柱體處于加熱區(qū)，W便完成對待測試件20的加熱過程。參見圖4,感應(yīng)加熱器2包括磁 芯201W及纏繞于磁芯201上的感應(yīng)線圈202,感應(yīng)加熱器2的內(nèi)弧面距離待測試件20的 距離為5mm左右。出加熱區(qū)的待測試件20的表面溫度Τι= 400~600。其中電源1功率 Ρ= 50~lOOkW，頻率f= 2600Hz(對應(yīng)的集膚深度約0. 5mm)。增加電源功率使待測試件 20表面溫度快速升高可W模擬社漉受到的異常熱沖擊等，可W通過在待測試件20周圍設(shè) 置紅外測溫儀5的方式，來獲取待測試件20的表面溫度，該溫度值由顯示器2201顯示。
[0038] 前述的冷卻噴嘴，用于向待測試件20的另一半圓柱體噴射冷卻水，使得該半圓柱 體處于冷卻區(qū)，W便完成對待測試件20的冷卻過程。冷卻噴嘴通過進(jìn)水管14W及水泉18 與水箱16相接，通過水泉18將水箱16中的水抽出并由冷卻噴嘴噴出，進(jìn)水管14上設(shè)置水 壓表12W及調(diào)壓閥13,在進(jìn)水管14位于水泉W及水箱16之間的