域內,設備工作的環境通常有:高溫常壓水化學環境、高溫常壓氣體環境,根據試驗環境的不同,環境箱及相應的環境控制系統各有不同。以下結合具體的實施例,說明相應試驗環境時試驗機的不同結構。
[0024]實施例一
該試驗機用于高溫常壓水化學環境下工件的微動磨損試驗。
[0025]參見圖1至圖5所示,該試驗機包括機架1、設于機架I上具有環境腔的環境箱2、用于夾持兩工件且設于環境箱2的環境腔內的夾具4、用于施加加載力的加載裝置,該試驗機還包括用于提供環境箱2的環境腔以設定環境的環境控制系統。
[0026]參見圖1、圖2所示,該機架I包括底座11、位于頂部的上橫梁12、位于底座11與上橫梁12之間的立柱14、上下升降地設于立柱14上且在豎直方向上位于上橫梁12與底座11之間的中橫梁13,環境箱2即固定地設于該中橫梁13上。
[0027]參見圖1、圖2、圖4所示,夾具4至少包括用于與環境箱相固定的下夾具體41、用于夾持第一工件的第一夾持組件、用于夾持第二工件的第二夾持組件43,第一工件與第二工件沿水平方向相接觸,其中第一夾持組件至少包括一可上下運動的上夾具體42,第一工件安裝在該上夾具體42上,該夾具4還包括用于提供第一工件與第二工件沿水平方向壓緊力的壓緊組件44。在壓緊組件44的作用下,第一工件與第二工件之間形成摩擦副。在實施例一與實施例二中,該夾具4采用的為中國專利號為ZL201210353366.8,公告號為CN102866058 B,專利名稱為“管-平板線接觸微動磨損實驗用夾持裝置”,其結構此處不再詳述。
[0028]參見圖1、圖2所示,加載裝置包括固定地設于機架I上并位于環境箱2上方的作動器5、固設于作動器5上端的位移傳感器6、固設于作動器5下端的載荷傳感器7、上端連接于載荷傳感器6的連接軸9,該連接軸9的下端伸入環境箱2的環境腔室中與上夾具體42相固定連接。在本實施例中,作動器5為電磁激振作動器,其固定于上橫梁12上,可以實現較高頻率的振動,位移傳感器6與載荷傳感器7在作動器5的上下兩端均位于作動器5的中心位置處,即均位于作動器輸出軸51的軸心線上。連接軸9的上端通過萬向節8與載荷傳感器7相固定連接,這樣有利于保護電磁激振作動器免受額外側向力的損傷。此處,該連接軸9包括上端與萬向節8相連接的連接軸一 91、上端與連接軸一 91相固定連接且下端伸入環境箱2中與環境箱2相密封連接的連接軸二 92。
[0029]參見圖1至圖5所示,該環境箱2為液體環境箱,相應地,環境控制系統為用于控制該液體環境箱2中高溫常壓水化學環境狀態的水化學循環控制系統。
[0030]該液體環境箱2包括呈六面體結構的箱體,該箱體的其中一面為可拆卸的設于其上的箱蓋,從而便于將夾具4安裝于環境腔室中,該箱蓋通過分布在箱蓋邊緣的螺孔和密封圈與箱體密封連接。該箱體由透明的PVC材料制作而成,便于操作人員從外觀察環境箱2內部的情況。
[0031]該液體環境箱2的頂部具有用于供連接軸二 92沿軸向穿入的開口 21,該開口 21的周向邊部與連接軸二 92動密封連接設置。液體環境箱2的上部還開設有與環境腔相連通的溢流孔22、與環境腔相連通且用于安裝液位計的液位孔23,分別用于溢出口和安裝液位計,液位孔23沿豎直方向低于溢流孔22,此處,該液位孔23與溢流孔22設于箱體的后側箱板上。當液位低于液位計設定值,說明環境箱2水位低,需要補充液體。試驗機運行時,環境箱2內的液位需位于液位計設定值與溢出水位之間,而當水位高出溢流孔23,液體自動從溢流孔22溢出,經由水化學循環控制系統回收。液體環境箱2上的頂部還設有
在本實施例中,水化學循環控制系統如圖5所示,其主要由恒溫水槽T-2、循環水泵P-2、液體環境箱T-3 (即環境箱2)、填料塔T-4、配液罐T-1、補液水泵P-1、除氧系統、測量及控制系統、PH值調節系統組成,用于配置試驗要求的溶液供應至液體環境箱2的環境腔中,并保證環境腔中的溶液在試驗過程中始終滿足設定的要求。該水化學循環控制系統中還包括測量系統,該測量系統包括安裝于液體環境箱2內的溶解氧傳感器、PH傳感器和溫度傳感器,用于在線測量和控制液體的溶解氧含量、PH值和溫度。
[0032]實施例二
該試驗機用于高溫常壓氣氛環境下工件的微動磨損試驗。
[0033]參見圖6、圖7所示,該試驗機與實施例一的區別之處主要在于環境箱和相應環境控制系統的設置。在本實施例中,環境箱采用的氣氛恒溫爐3,該氣氛恒溫爐3的環境腔中充盈著試驗要求的高溫氣體。該氣氛恒溫爐3內部的高溫常壓氣體環境狀態由氣氛保護恒溫系統予以控制。
[0034]該氣氛恒溫爐3的具體結構參見圖8至圖14所示。
[0035]該氣氛恒溫爐3包括具有封閉爐腔的爐體31,該爐體31由前蓋311、底板312、頂板313、左側板314、右側板315及后側板316圍設而成,其中前蓋311可打開或關閉的設置。
[0036]前蓋311、底板312、頂板313、左側板314、右側板315及后側板316均為雙層鋼板結構,兩層鋼板之間的間隙約為4_,每個面上兩層鋼板之間的間隙分別形成冷卻水通道317,每個面上均設有與該冷卻水通道317相連通的冷卻水接口,如頂板冷卻水接口 3106。冷卻水流經冷卻水通道317以冷卻爐體31,防止爐體31外殼溫度過高損壞裝置或燙傷操作者。爐腔中位于前蓋311、底板312、頂板313、左側板314及右側板315的內壁上均設有保溫板318,用于保證爐腔內的溫度。該保溫板318包括位于內部的耐火棉和包裹在該耐火棉外側周部的金屬板(圖中未示出)。通過采用具有雙層鋼板結構并設有冷卻水通道的爐體31并附設保溫板318,在爐體31內冷卻水與保溫板318的共同作用下,可實現爐溫的均勻控制。
[0037]爐腔中位于后側板316的前方固定地設有風扇擋板32,該風扇擋板32將爐腔沿前后方向分隔為前腔室與后腔室,前腔室形成用于放置試驗用夾具4的環境腔,后腔室中設有均溫風扇33與加熱器34,風扇擋板32上設有連通前腔室與后腔室的導風結構,爐體31的后方還設有用于驅使均溫風扇33工作的驅動裝置和用于控制加熱器34工作狀態的加熱控制裝置。通過加熱器34將爐腔內的氣氛不斷加熱,均溫風扇33工作時使得爐腔內部形成氣流循環流動,進而使得環境腔的溫度分布均勻。
[0038]參見圖12所示,風扇擋板32上導風結構包括設于風扇擋板32上沿前后方向貫穿的多個導風孔321、分別設于風扇擋板32上下兩端且沿前后方向貫穿的兩個導風通道322,在這里,風扇擋板32的頂部與頂板313之間存在間距,風扇擋板32的底部與底板312之間存在間距,這兩處的間距位置即形成了上述的導風通道322。這樣,當均溫風扇33工作時,均溫風扇33的中部吸風,沿切向出風,并經導風通道322進入環境腔,從而在爐腔內部形成氣流循環流動,保證溫度分布均勻。
[0039]參見圖10、圖11所示,爐體31上位于后側板316的后方固定地設有風扇座35,該風扇座35中設有沿前后方向延伸的風扇軸333,該風扇軸333可繞自身軸心線旋轉地安裝在后側板316上,均溫風扇33固定地安裝在風扇軸333的前端并位于爐腔的后腔室中,均溫風扇33包括風扇盤331和設于風扇盤331上的風扇葉片332,風扇盤331通過風扇軸套與風扇軸333相連接。風扇軸333通過軸套及軸承安裝于風扇座35上,安裝時應使得后側板316上該安裝位置處的密封,防止爐腔內的氣氛泄露。
[0040]驅動裝置包括電機36,該電機36的輸出軸361與風扇軸333的后端通過磁力聯軸器37相連接,該磁力聯軸器37包括內軸371、外軸372及用于將內軸371與外軸372相隔離的中殼法蘭373。中殼法蘭373通過螺釘緊密地連接在風扇座35的后端,同時保證中殼法蘭373法蘭面的密封,進而形成密閉腔體,內軸371與風扇軸333的后端在上述密閉腔體內固定連接,外軸372與電機36的輸出軸361相固定地連接。采用磁力聯軸器37傳遞轉動運動的設計,避免了轉動動力源與密閉容器間的接觸,使得風扇軸333與均溫風扇33密閉于爐腔內,避免了使用過程中由于風扇軸333轉動密封問題而引起無法抽