電子高溫蠕變疲勞試驗機

1．產(chǎn)品簡介

電子高溫蠕變疲勞試驗機主要用于測定金屬及合金材料在長時恒高溫和恒應力作用下，發(fā)生緩慢塑性變形的現(xiàn)象，以及試樣在疲勞狀態(tài)的性能。廣泛應用于冶金、航空航天以及有關質(zhì)檢機構等行業(yè)領域。

1.1建設條件

（1）電壓：380V/220V±10%，三相五線（零、地線不能混接）。頻率：50HZ（波動+0.5～-1.0）。

（2）環(huán)境條件：室溫：15℃～30℃；濕度：相對濕度低于80%。

（3）在無明顯電磁場干擾，無沖擊、無震動，周圍無腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中。

（4）試驗機周圍留有不小于0.7m的空間，工作環(huán)境整潔，無灰塵。

（5）主機座及機架水平度不超過0.2‰。

3.主要技術指標

4.試驗機結(jié)構原理

試驗機主要由試驗機主機架、高溫拉桿及夾具、高溫電爐、溫度控制測量系統(tǒng)、變形測量系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)及試驗軟件系統(tǒng)等部分組成。

試驗機具有安全完善的安全防護功能，保護試驗人員安全。設有總電氣開關，有緊急停止開關按鈕、安全可靠的上下限保護系統(tǒng)等，試驗機有發(fā)光蜂鳴器報警系統(tǒng)。安全報警功能包括：溫度超上下限報警、變形超量程報警、拉桿行程限位報警等多種故障報警，并且具有試樣斷裂、試驗結(jié)束報警功能等。

4.1試驗機主機

試驗機主機采用落地式，上橫梁與工作臺面用兩根立柱相連，構成門式高剛度框架，具有足夠的剛度，在大載荷下運行時，框架的變形可以忽略不計，保證試驗機長期使用不產(chǎn)生變形。同時主機具有充分的操作空間，有效試驗寬度500mm，方便標準測力儀、測溫熱電偶及蠕變變形測量裝置的安裝與使用；負荷傳感器下置，安裝在高溫爐下方，采用了溫度補償技術，提高了試驗機長時工作的穩(wěn)定可靠性。

試驗機上下夾頭拉桿之間有同軸度自動調(diào)整裝置，使上下夾頭的同軸度達到優(yōu)良狀態(tài)。萬向自調(diào)整裝置摩擦力小，調(diào)整過程中不會對試樣產(chǎn)生震動、過載、扭力和偏心等影響，具有超高穩(wěn)定可靠性。同軸度調(diào)整裝置的采用，使拉伸試樣處于理想的二力桿狀態(tài)，自動對中的球鉸保證上下夾頭的試驗力同軸度＜8%。

試驗機通過數(shù)字控制器控制高精度、高響應頻率的交流機電伺服系統(tǒng)，配以高精度預應力滾珠絲杠，實現(xiàn)試驗機系統(tǒng)自動加、卸載，具有頻率響應快、重復定位精度高的特點。交流伺服電動機、渦輪蝸桿減速機、高精度滾珠絲杠及加載作動器等構成加載系統(tǒng)。伺服電機通過同步齒形帶連接渦輪蝸桿減速機的輸入端，減速機輸出端與高精度滾珠絲杠相連，加載作動器固定在滾珠絲杠的絲母上，加載作動器上安裝防轉(zhuǎn)機構，使加載作動器只能上下移動而不能轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)試驗機系統(tǒng)自動加、卸載荷。

4.2高溫爐

300℃～1200℃三段式獨立加熱爐，采用對開式圓筒爐，優(yōu)質(zhì)不銹鋼外殼，3段爐絲獨立加熱。高溫爐由可調(diào)支臂系統(tǒng)、不銹鋼高溫爐體、爐管、發(fā)熱體、保溫棉、電極、熱電偶連接器等組成。高溫爐如下圖所示：

高溫爐體采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼加工，內(nèi)外殼體之間設置空氣隔層，內(nèi)部采用耐高溫氧化鋁材質(zhì)爐管，爐管與爐壁間填充保溫超細陶瓷纖維棉，保溫效果好，雙層隔熱有效減低爐殼溫度，爐殼表面溫度≤90℃。加熱爐膛直徑85mm，便于熱量傳導，保證爐溫均勻性。采用康奈爾鐵鉻鋁電阻絲，鐵鉻鋁電阻絲鑲嵌于爐管的溝槽內(nèi)，嚴格按照電阻絲設計要求，繞制成型，嚴把質(zhì)量關，使電熱絲表面的受損率降到，延長電熱絲的使用壽命。電阻爐的工作壽命在1200℃以內(nèi)的恒定溫度下連續(xù)工作時間大于30000小時。

為保證爐膛有效工作區(qū)內(nèi)溫度均勻，采用三段獨立加熱電阻爐，每段加熱絲分別由一路帶有微機化數(shù)字調(diào)節(jié)儀的溫控器控制，具有自動升溫，控溫功能，升溫過程平穩(wěn)。高溫爐試驗溫度：300℃～1200℃三段式獨立加熱、有效均熱區(qū)長度：≥150mm，均熱區(qū)內(nèi)的溫度波動與溫度梯度：波動度±2℃，溫度梯度3℃。高溫爐內(nèi)部采用耐高溫氧化鋁材質(zhì)爐管，爐管與爐壁間填充超細陶瓷纖維棉，保溫效果好，升溫速度每分鐘不小于20℃（冷爐）。

溫度測量采用K型熱電偶，偶絲直徑φ0.8mm，每支長度不小于900mm，帶保護瓷套管。

4.3高溫拉桿及高溫引伸計

爐內(nèi)拉桿及夾具材料為高溫合金材質(zhì)K465，為上下各2段式，爐外部分用耐熱不銹鋼3Cr13材料.夾具規(guī)格如下：

（1）￠5×25（標距），試樣長度74mm，連接螺紋M12；

（2）￠10×100（標距），試樣長度185mm，連接螺紋M16；

高溫引伸拉桿的材料為高溫合金K465材質(zhì)，引伸計標距采用固定式，具體配置如下：

（1）￠5×25（標距），材質(zhì)K465；

（1）￠10×100（標距），材質(zhì)K465；

變形測量采用引出式變形測量系統(tǒng)，測量試樣標距內(nèi)的變形，由錐套、卡環(huán)、引伸桿及導向機構構成，該結(jié)構操作方便，通過拉簧將使引伸儀運動自如，長時試驗變形測量精確、穩(wěn)定可靠。變形測量采用光柵尺測量，精度高，無干擾，蠕變試驗長時變形無漂移，形測量范圍0-12mm,測量分辨率0.0001mm，誤差≤±0.002mm。試驗機具有雙通道變形測量系統(tǒng)，變可實時觀察A、B兩個通道的變形量及平均變形量，并可按照設定方式自動記錄A、B兩個通道的變形量及平均變形量。控制器具有變形傳感器調(diào)整功能，當蠕變試驗時變形超出預先設置的變形調(diào)整值時，控制器發(fā)出聲光報警，提醒操作人員進行變形傳感器調(diào)整，調(diào)整前后不影響變形測量，變形值自動累加。

結(jié)構示意圖如下所示。

4.4控制系統(tǒng)伺服控制器

u                      支持多路閉環(huán)的控制模塊；

u                      帶有三個傳感器的信號調(diào)理單元（力、位移、變形）；

u                      二級伺服閥驅(qū)動單元；

u                      控制模塊：可實現(xiàn)閉環(huán)控制功能，可任意采集信號進行全數(shù)字閉環(huán)控制，閉環(huán)控制頻率10kHz；

u                      伺服閥驅(qū)動單元：噴嘴伺服閥的驅(qū)動控制；

u                      波形發(fā)生器頻率范圍：0.001-100Hz，頻率分辨率：0.001Hz；

u                      控制波形：正弦波、三角波、方波、鋸齒波、半正弦波、半三角波、隨機波以及外部輸入波形等；

u                      控制方式：力、位移和變形閉環(huán)控制，可實現(xiàn)任意控制模式的平滑切換；

u                      系統(tǒng)具有傳感器標定和清零功能；

4.5試驗軟件

試驗軟件直觀，可讀性強；

程序試驗

方便易學的編程軟件

專業(yè)的靜態(tài)試驗分析軟件

4.5計算機

配置戴爾計算機，性能穩(wěn)定，可安裝試驗所需軟件及其他數(shù)據(jù)處理、文件整理等相關軟件。其配置參數(shù)如下：

u                      I5處理器；

u                      8G內(nèi)存容量；

u                      2T硬盤；

u                      21.5吋液晶顯示器；

u                      Windows 10系統(tǒng)。

5. 配置明細