[实用新型]受热构件热冲击和热疲劳试验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种构件试验装置，特别是一种应用于发动机活塞、汽缸盖等受热零部件的热疲劳、热冲击强度考核的试验台。

背景技术

随着发动机强化程度的不断提高，特别是增压等技术的普及与发展，发动机活塞、汽缸盖等受热零部件的热负荷和热强度问题日益突出，直接影响到整机的工作可靠性和使用寿命。在发动机工作过程中，受热部件大多承受交变热负荷的作用，比较容易出现热裂、烧损现象。与此同时，在发动机之外，也存在很多承受交变热负荷作用的构件和材料，因此研究发动机活塞、汽缸盖等受热零部件以及其它承受交变热负荷作用的构件和材料的热疲劳、热冲击性能对于提高发动机及其他构件工作可靠性和整体性能具有重要意义。

目前，在热负荷、热强度的研究领域，主要研究手段有：有限元分析、实机疲劳试验和模拟实验。

有限元分析是随着计算机飞速发展产生的一种计算机分析方法，方便、快捷、可以在试验条件有限的情况下进行计算机模拟分析。不过，其准确性依赖于边界条件是否符合实际情况，而边界条件的确定依靠于试验。

实机疲劳试验，是最接近实际情况的试验方法，可以真实反映相应的性能。不过，试验成本耗费太大，试验周期太长，具有很大的局限性。

模拟试验是自行设计试验方法模拟实际情况进行试验的一种方法，适用性很广，周期相对较短，也具有相当的准确性，是一种行之有效的研究手段。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种应用于发动机活塞、汽缸盖等受热零部件的热疲劳、热冲击强度考核的试验台。

为解决该技术问题，本实用新型的技术方案是：

提供一种受热构件热冲击和热疲劳试验台，包括试验台架；所述试验台架有一个可移动的试件安装平台，试件安装平台下方设置行走机构；所述行走机构包括滑套、导轨、齿条、齿轮、传动轴和伺服电机，滑套和齿条固定于试件安装平台下方，导轨套设于滑套之中，导轨和齿条的安装方向与试件安装平台的移动方向一致；齿条与齿轮相匹配，齿轮的轴心通过传动轴与伺服电机相接；所述试验台架设有加热工位，加热工位的两侧对称设有各一个冷却工位；加热工位处设燃气加热系统的燃烧器，冷却工位处设压缩空气或冷却水的出口。

作为一种改进，所述试件安装平台具有镂空的结构，在所述冷却工位下方设置冷却水的出口。

作为一种改进，所述试件安装平台上设置用于行走距离定位的光电传感器和限位开关。

作为一种改进，该试验台还包括试件温度检测系统和试验台控制系统；所述试件温度检测系统包括安设于试件上的热电偶，热电偶通过信号线依次连接至试验台控制系统的温度变送器、A/D信号转换模块和可编程控制器；所述可编程控制器还通过信号线分别与设于试件安装平台上的伺服电机、光电传感器和限位开关相接。

作为一种改进，所述试验台有一冷却系统，包括一个内设电加热器的水箱，电加热器经温控器与所述可编程控制器相连；水箱上还设置溢水口和冷水进水阀，水箱的出口经水泵与冷却水的出口相连。

作为一种改进，所述试验台有一火焰温度监测系统，火焰温度监测系统包括一个用于监控所述燃烧器火焰强度的照相机。

作为一种改进，所述试验台有一数据存储系统，数据存储系统包括一上位机，通过信号线连接至所述可编程控制器。

作为一种改进，所述试验台有一安全和报警系统，安全和报警系统包括用于检测燃气泄漏、试件过热、冷却水水压过低、试验台行走机构过冲、试件加热时间超时及试验平台行走超时的报警检测单元；所述可编程控制器通过信号线连接至各报警检测单元，可编程控制器同时通过信号线连接至控制燃气气源和电源的总控制开关。

作为一种改进，所述燃烧器具有五圈同心火焰的喷头；燃烧器的各圈可独立调节垂直高度，其高度调整幅度为10mm；五圈喷头之间的燃气供给相互独立、自由选用；燃烧器和试件顶面之间距离调节在35～45mm之间。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出了可以替代目前活塞、汽缸盖等受热零部件的热疲劳/热冲击试验的实机考核系统。特别是目前阶段，新机型开发工作通常采用同步开发的方式，该模拟试验可以在不具备发动机样机的情况下，进行活塞、汽缸盖等受热零部件的热强度考核工作，不仅节约了试验费用，而且缩短的开发周期。当然也可以用于其它承受交变热负荷作用的构件和材料的耐热冲击性能模拟试验的热冲击/热疲劳试验台。

附图说明

图1为本实用新型中试验台的侧面外形图；

图2为行走机构结构示意图(垂直于行走方向)；

图3为燃烧器的结果示意图；