专利名称：一种切向和径向复合微动腐蚀磨损试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械工程领域的微动磨损和微动腐蚀的试验装置，尤其涉及一种切向 和径向复合微动腐蚀磨损的实验装置。
背景技术：
微动(Fretting)是指在机械振动、疲劳载荷、电磁振动或热循环等交变载荷作用 下，名义上静止的接触表面间发生的振幅极小的相对运动(位移幅度一般为微米量级)，即 微动发生在“紧固”配合的机械部件中。微动可导致机械零部件接触表面损伤即微动磨损。 而微动腐蚀则是在电解质(腐蚀性介质)中，零部件在微动过程中发生的腐蚀。切向和径 向复合微动是同时存在切向和径向微动的一种微动模式。切向和径向复合微动腐蚀磨损普 遍存在于人体植入件、石油工程、核电系统等领域，因此，开发腐蚀环境下的复合微动腐蚀 磨损试验装置，对减缓工程实际中的微动腐蚀磨损，延长相关零部件的使用寿命，提高相关 设备的可靠性件具有重要的意义。发明内容
本发明的目的是提供一种切向和径向复合微动腐蚀磨损的试验装置，该装置能较 真实模拟材料在腐蚀环境下的复合微动腐蚀磨损过程；能为相关零部件的抗复合微动腐蚀 磨损的设计、制造以及维护提供准确的试验参考数据。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种切向和径向复合微动腐蚀磨损 的试验装置，其组成是
夹持下试样的下夹具固定在底板上，底板固定在试验介质腔底部上；试验介质腔 底部通过螺钉连接固定摩擦力变形支架上，摩擦力变形支架通过螺钉紧固在机架上，摩擦 力变形支架还与机架上的摩擦力/位移传感器相连；夹持上试样的上夹具的顶部依次通过 压力传感器；激振器与机架的顶板相连；上夹具的一侧经穿过试验介质腔的横杆与竖向的 连杆上端相连，横向液压活塞的活塞杆与连杆中上部的铰轴相连，连杆的下端设有配重；
所述的实验介质腔的一侧插入辅助电极的尖端，辅助电极的另一端通过导线与电 化学工作站的辅助电极端口连接；所述的实验介质腔的另一侧插入盐桥的一端，盐桥的另 一端连接到电解质溶液瓶，电解质溶液瓶与参比电极连接，参比电极的尾部通过导线与电 化学工作站的参比电极端口相连；所述的上试样通过导线与电化学工作站的工作电极端口 相连；
所述的摩擦力/位移传感器、压力传感器和电化学工作站均与数据采集及控制系 统相连。
本发明的工作过程和原理
将下试件固定在下夹具上，上试件固定在上夹具上；再调节横向液压活塞使上、下 试件对中；然后向上试件施加设定的载荷，上、下试件接触。
再在试验介质腔中注入试验介质，使试验介质淹没上、下试件，辅助电极的尖端，从而使上、下试件处于设定的腐蚀环境中。
然后由横向液压活塞通过连杆、横杆、上夹具驱动上试件在水平方向往复运动；同 时，由顶板上的激振器通过压力传感器、上夹具驱动上试件在垂直方向往复运动。从而使上 试件、下试件在腐蚀环境中发生切向(水平)和径向(垂直)复合微动腐蚀磨损。
在复合微动腐蚀磨损过程中，摩擦力/位移传感器通过监测摩擦力支架的形变实 时监测出切向和径向复合微动时的切向力(摩擦力)，与激振器相连的压力传感器实时监 测出激振力，送数据采集及控制系统处理；同时，电化学工作站也将电化学腐蚀数据送数据 采集及控制系统处理。分析得出腐蚀环境下微动磨损的数据与规律。
更换试验介质、电解质溶液，给定不同的复合微动参数，即可进行不同工况下的切 向和径向复合微动腐蚀磨损试验。进而得出在腐蚀环境下微动磨损与腐蚀的交互作用。对 于不同形状和尺寸的上、下试件，采用相应的上、下夹具即可完成试验。
与现有技术相比，本实发明的有益效果是
本装置可以实现上、下试件在不同腐蚀环境中的切向和径向复合微动，且切向微 动和径向微动的参数能各自设定；从而可以更加真实有效地进行各种工况下的复合微动腐 蚀磨损试验。进而得出在腐蚀环境下微动磨损与腐蚀的交互作用。能为在腐蚀环境下运行 的相关零部件的抗复合微动腐蚀磨损设计、制造以及维护提供准确的试验参考数据。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的描述。
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1不出，本发明的一种具体实施方式
是,一种切向和径向复合微动腐蚀磨损试 验装置，其组成是
夹持下试样6的下夹具5固定在底板9上，底板9固定在试验介质腔4底部上；试 验介质腔4底部通过螺钉连接固定摩擦力变形支架3上，摩擦力变形支架3通过螺钉紧固 在机架I上，摩擦力变形支架3还与机架I上的摩擦力/位移传感器2相连；夹持上试样7 的上夹具8的顶部依次通过压力传感器17 ;激振器18与机架I的顶板19相连；上夹具8 的一侧经穿过试验介质腔4的横杆10与竖向的连杆11上端相连，横向液压活塞13的活塞 杆与连杆11中上部的铰轴相连，连杆I的下端设有配重12 ；
所述的实验介质腔4的一侧插入辅助电极22的尖端，辅助电极22的另一端通过 导线与电化学工作站27的辅助电极RE端口连接；所述的实验介质腔4的另一侧插入盐桥 23的一端，盐桥23的另一端连接到电解质溶液瓶26，电解质溶液瓶26与参比电极25连接， 参比电极25的尾部通过导线与电化学工作站27的参比电极CE端口相连；所述的上试样7 通过导线与电化学工作站27的工作电极WE端口相连；
所述的摩擦力/位移传感器2、压力传感器17和电化学工作站27均与数据采集及 控制系统相连。
权利要求
1.一种切向和径向复合微动腐蚀磨损试验装置，其特征在于 夹持下试样(6)的下夹具(5)固定在底板(9)上，底板(9)固定在试验介质腔⑷底部上；试验介质腔(4)底部通过螺钉连接固定摩擦力变形支架(3)上，摩擦力变形支架(3)通过螺钉紧固在机架(I)上，摩擦力变形支架(3)还与机架(I)上的摩擦力/位移传感器(2)相连；夹持上试样(7)的上夹具⑶的顶部依次通过压力传感器(17);激振器(18)与机架(I)的顶板(19)相连；上夹具(8)的一侧经穿过试验介质腔(4)的横杆(10)与竖向的连杆(11)上端相连，横向液压活塞(13)的活塞杆与连杆(11)中上部的铰轴相连，连杆(I)的下端设有配重(12)； 所述的实验介质腔(4)的一侧插入辅助电极(22)的尖端，辅助电极(22)的另一端通过导线与电化学工作站(27)的辅助电极(RE)端口连接；所述的实验介质腔(4)的另一侧插入盐桥(23)的一端，盐桥(23)的另一端连接到电解质溶液瓶(26)，电解质溶液瓶(26)与参比电极(25)连接，参比电极(25)的尾部通过导线与电化学工作站(27)的参比电极(CE)端口相连；所述的上试样(7)通过导线与电化学工作站(27)的工作电极(WE)端口相连； 所述的摩擦力/位移传感器(2)、压力传感器(17)和电化学工作站(27)均与数据采集及控制系统相连。
全文摘要
本发明公开了一种切向和径向复合微动腐蚀磨损试验装置，其主要组成是下夹具固定在试验介质腔的底部；试验介质腔底部通过摩擦力变形支架固定在机架上，摩擦力变形支架还与机架上的摩擦力/位移传感器相连；上夹具的顶部依次通过压力传感器；激振器与机架的顶板相连；上夹具的一侧与横向液压活塞相连；实验介质腔的两侧分别插入辅助电极和盐桥；辅助电极和盐桥的另一端与电化学工作站连接；上试样通过导线与电化学工作站的工作电极端口相连。该装置能较真实模拟材料在腐蚀环境下的复合微动腐蚀磨损过程；能为相关零部件的抗复合微动腐蚀磨损的设计、制造以及维护提供准确的试验参考数据。
文档编号G01N3/56GK102998196SQ201210530008
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者任平弟, 张晓宇, 郭洪, 李放, 蔡振兵, 朱旻昊 申请人:西南交通大学
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