一種熱疲勞試驗用的控制系統的製作方法
2023-05-31 14:00:21
專利名稱：一種熱疲勞試驗用的控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及材料試驗技術，尤其是材料疲勞試驗技術。
背景技術：
熱疲勞是指溫度變化引起的材料自由膨脹或收縮受到約束，其結果是在材料內部因變形受限制產生熱應力，當溫度反覆變化時，這種熱應力也反覆變化，因而使材料受到損傷。高溫合金主要用於製造航空渦輪發動機熱端部件和航天火箭發動機各種高溫部件，是現代航空、航天發動機必不可少的關鍵部件。在航空、航天發動機中，高溫合金在600～1200℃高溫和複雜應力作用下長期工作，條件比較惡劣。尤其當燃燒室內燃燒不均勻，工作不良時，作為導向葉片的合金受熱負荷更大，在這種情況下，易產生疲勞裂紋。因此熱疲勞為渦輪發動機導向葉片提前破壞的主要原因。燃氣發動機的葉片和輪盤也常發生熱疲勞裂紋，並且也大大限制了它們的使用壽命。葉片的裂紋多產生在進排氣邊，呈多條細小的裂紋。輪盤由於輪轂和輪緣沿徑向產生很大的溫差，因此在輪緣外引起周向熱應力，導致輪盤槽底裂紋。從以上各零件產生熱疲勞裂紋的過程可知，熱疲勞是高溫合金零部件在高溫時常見的一種破壞形式，特別是那些受衝擊較大的零部件，如導向葉片等。許多高溫工作的零件，往往不是受力過大而損壞，而是由於不斷受冷受熱而損壞。如火焰筒、汽缸、發動機的進排氣管道，以及鍛模、軋輥等，在交變溫度的作用下也經常會產生熱疲勞裂紋，以及發生破壞。因此，對溫度起伏變化條件下工作的零件，必須考慮材料的熱疲勞性能指標。雖然熱疲勞現象受到普遍關注，國內外對熱疲勞試驗方法作了不少研究，已制定了一些試驗規範，但到目前為止還沒有國際上公認的標準試驗方法。在我國，也沒有熱疲勞試驗的國家標準。因此，對熱疲勞的研究也有很多方法，但都沒得到一致認可。現在比較常用的方法是定性比較法。以主裂紋發展到某一長度的循環次數或某規定循環次數下產生的裂紋長度作為材料熱疲勞抗力的標準。在國外，比較常用的設備是流態化床裝置。但在國內，對熱疲勞研究得比較少。試驗方法和設備也不一樣，有的在爐中加熱後取出直接放在水中冷卻，這種方法人為因素較多，難以保證試驗的準確性。有的採用熱疲勞試驗機，用觸點開關控制來完成電機的停止，一般情況下，電機在觸點觸發後由於慣性還需要運轉一點時間，而使試樣在加熱系統和冷卻系統中的位置出現偏差，當這些偏差累積時會出現很大的偏差，且觸點在接觸次數多了以後，其靈敏度也會降低，滯後現象比較嚴重，從而使定位偏差增大。這就對試驗結果有較大的影響。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種完全自動化的、運行靈活、定位準確可靠的熱疲勞試驗用的控制系統本實用新型提供一種熱疲勞試驗用的控制系統，其特徵在於主要由電機上升時間控制線路、保溫時間控制線路、電機下降時間控制線路、冷卻時間控制線路、滑門控制線路和循環計數線路組成電機上升時間控制線路中的時間繼電器KT1的接點在保溫時間控制線路和電磁鐵時間控制繼電器KT5的供電線路中，
電機上升時間控制線路中的電磁繼電器KE1的接點在電機的電源電路中，使電機正向旋轉；保溫時間控制線路的時間繼電器KT2的接點在電機下降時間控制線路和電磁鐵時間控制繼電器KT6的供電線路中；電機下降時間控制線路中的時間繼電器KT3的接點在冷卻時間控制線路中，電機下降時間控制線路中的電磁繼電器KE2的接點在電機的電源電路中，使電機反向旋轉；冷卻時間控制線路的時間繼電器KT4的接點在電機上升時間控制線路中和循環計數線路中；滑門控制線路中的電磁鐵時間控制繼電器KT5和KT6的接點分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中；循環計數線路的計數器XK1的接點在控制系統的主迴路中。
本實用新型提供的熱疲勞試驗用的控制系統的電源線路L1和L2中設有電源開關K1和/或K3、熔斷器F1和/或F2，控制電路中設有手動開關K2，電機電路中設有手動開關K4和K5。
本實用新型提供的熱疲勞試驗用控制系統的優點在於使熱疲勞試驗實現全自動化、運行靈活、定位準確可靠，以得到規範化的試驗結果。
圖1是控制系統電路圖。
具體實施方式
實施例1
控制系統的電路圖如圖1所示。控制系統由電機上升時間控制線路、保溫時間控制線路、電機下降時間控制線路、冷卻時間控制線路、滑門控制線路和循環計數線路組成電機上升時間控制線路中的時間繼電器KT1的接點在保溫時間控制線路和電磁鐵時間控制繼電器KT5的供電線路中，電機上升時間控制線路中的電磁繼電器KE1的接點在電機的電源電路中，使電機正向旋轉；保溫時間控制線路的時間繼電器KT2的接點在電機下降時間控制線路和電磁鐵時間控制繼電器KT6的供電線路中；電機下降時間控制線路中的時間繼電器KT3的接點在冷卻時間控制線路中，電機下降時間控制線路中的電磁繼電器KE2的接點在電機的電源電路中，使電機反向旋轉；冷卻時間控制線路的時間繼電器KT4的接點在電機上升時間控制線路中和循環計數線路中；滑門控制線路中的電磁鐵時間控制繼電器KT5和KT6的接點分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中；循環計數線路的計數器XK1的接點在控制系統的主迴路中。
工作步驟如下閉合電源開關K1；正向傳動時間繼電器KT1和電磁繼電器KE1接通，電磁繼電器KE1的接點使傳動系統啟動，將試樣送入加熱系統，正向傳動時間繼電器KT1達到規定時間後，其接點斷開電磁繼電器KE1，並接通加熱時間繼電器KT2和電磁鐵時間控制繼電器KT5。電磁鐵時間控制繼電器KT5使電磁鐵EM1通電，關閉加熱系統的滑動門。
加熱系統在加熱時間繼電器KT2的控制下對試樣加熱，在達到規定加熱時間後，加熱時間繼電器KT2的接點，接通反向傳動時間繼電器KT3和電磁鐵時間控制繼電器KT6，電磁鐵時間控制繼電器KT6使電磁鐵EM2通電，打開加熱系統的滑動門，而時間繼電器KT3接通電磁繼電器KE2；電磁繼電器KE2的接點使傳動系統啟動，將試樣送入冷卻系統，反向傳動時間繼電器KT3達到規定時間後，其接點接通冷卻時間繼電器KT4，並斷開電磁繼電器KE2；冷卻時間繼電器KT4控制冷卻時間，在達到規定冷卻時間後，冷卻時間繼電器KT4使循環計數器XK1計數一次，並觸發正向傳動時間繼電器KT1執行下一循環；滑門控制線路中的電磁鐵時間控制繼電器KT5和KT6的接點分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中；當循環計數器XK1達到所規定的次數後，循環計數器XK1的接點斷開控制系統主迴路，整個試驗結束。
應急時可用手動開關K2斷開控制系統和電機M。
電磁鐵EM1和EM2的電源電路中有電源開關K3和熔斷器F2。
手動開關K4和K5用於試驗開始前調節試樣的位置。
權利要求1.一種熱疲勞試驗用的控制系統，其特徵在於主要由電機上升時間控制線路、保溫時間控制線路、電機下降時間控制線路、冷卻時間控制線路、滑門控制線路和循環計數線路組成電機上升時間控制線路中的時間繼電器KT1的接點在保溫時間控制線路和電磁鐵時間控制繼電器KT5的供電線路中，電機上升時間控制線路中的電磁繼電器KE1的接點在電機的電源電路中，使電機正向旋轉；保溫時間控制線路的時間繼電器KT2的接點在電機下降時間控制線路和電磁鐵時間控制繼電器KT6的供電線路中；電機下降時間控制線路中的時間繼電器KT3的接點在冷卻時間控制線路中，電機下降時間控制線路中的電磁繼電器KE2的接點在電機的電源電路中，使電機反向旋轉；冷卻時間控制線路的時間繼電器KT4的接點在電機上升時間控制線路中和循環計數線路中；滑門控制線路中的電磁鐵時間控制繼電器KT5和KT6的接點分別在電磁鐵EM1和EM2的電源電路中。循環計數線路的計數器XK1的接點在控制系統的主迴路中。
2.按照權利要求1所述的熱疲勞試驗用的控制系統，其特徵在於在電源線路L1和L2中設有電源開關K1和/或K3、熔斷器F1和/或F2，控制電路中設有手動開關K2，電機電路中設有手動開關K4和K5。
專利摘要本實用新型提供一種熱疲勞試驗用的控制系統，主要由電機上升、保溫時間、電機下降、冷卻時間、滑門控制線路和循環計數等線路組成電機上升線路的時間繼電器的接點在保溫時間線路和關閉滑門的電磁鐵繼電器供電線路中；保溫時間線路的時間繼電器的接點在電機下降線路和打開滑門電磁鐵繼電器的供電線路中；電機下降線路的時間繼電器的接點在冷卻時間線路中；冷卻時間線路的時間繼電器的接點在電機上升線路中和計數線路中；計數器的接點在主迴路中。本實用新型提供的熱疲勞試驗用控制系統的優點在於使熱疲勞試驗實現全自動化、運行靈活、定位準確可靠，以得到規範化的試驗結果。運行靈活、定位準確可靠。
文檔編號G01N3/60GK2763796SQ200420120688
公開日2006年3月8日 申請日期2004年12月23日 優先權日2004年12月23日
發明者於金江, 夏鵬成, 孫曉峰, 侯貴臣, 劉源, 管恆榮, 胡壯麒 申請人:中國科學院金屬研究所