小型自控式温度疲劳试验机制造技术

一种小型自控式温度疲劳试验机。其包括试验机架和设置在试验机架内部的气缸、加热电炉、低温恒温浴槽、隔热法兰、上位行程开关、温度传感器、下位行程开关、可编程控制器、三位五通电磁阀、传动杆、触碰杆；本发明专利技术提供的小型自控式温度疲劳试验机具有如下有益效果：具有结构简单，加工方便且容易实现等优点，可用于研究材料在不同温度循环载荷作用下的疲劳行为。并且能够通过与万能试验机结合，可对多次温度循环下材料的力学性能退化情况进行研究。另外，用户还可结合实际工作环境对加热系统和冷却系统进行温度设置，以实现不同环境下材料的温度疲劳试验。

Small self controlled temperature fatigue test machine

A small self controlled temperature fatigue test machine. The test includes a bracket and a cylinder, heating furnace, low temperature constant temperature bath, insulation flange, the upper limit switch, a temperature sensor, the switch in the test rack inside the programmable controller, three position five way electromagnetic valve, a transmission rod, touch rod; the small temperature controlled fatigue testing machine for the has the following advantages: has the advantages of simple structure, convenient processing and easy to implement, can be used for the study of fatigue behavior of materials under different temperature under cyclic loading. And by combining with the universal testing machine, the mechanical properties of the material under multiple temperature cycle can be studied. Besides, users can also set temperature settings for heating system and cooling system according to the actual working environment, so as to achieve temperature fatigue test of materials in different environments.

【技术实现步骤摘要】
小型自控式温度疲劳试验机
本专利技术属于疲劳仪器设备
，特别是涉及一种小型自控式温度疲劳试验机。技术背景众所周知，疲劳失效是发生在结构工程领域中的一种十分普遍的物理现象，据相关资料显示，约80％以上的结构破坏都是由疲劳失效所引起的。由此可见，疲劳失效问题是关系到结构使用安全性的重要因素，对行业的安全性具有举足轻重的作用。目前针对结构构件疲劳失效所研发的各种疲劳试验设备大都为不同温度下的机械力循环疲劳试验设备，其缺点是无法测试材料在高低温交替循环作用下的温度疲劳性能，因此无法反映出温度反复升降对材料性能的影响，但对于用以测试结构构件在不同温度循环作用下疲劳性能的试验设备则研究较少。随着新型智能材料和复合材料在工程上的大规模应用，对材料温度疲劳性能的研究显得愈发重要。因此，若能专利技术一种能够测试试件在高低温交替循环作用下温度疲劳性能的装置，无疑具有良好的使用前景。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种小型自控式温度疲劳试验机。为了解决上述问题，本专利技术提供的小型自控式温度疲劳试验机包括试验机架和设置在试验机架内部的气缸、加热电炉、低温恒温浴槽、隔热法兰、上位行程开关、温度传感器、下位行程开关、可编程控制器、三位五通电磁阀、传动杆、触碰杆；其中试验机架为长方体形框架；低温恒温浴槽设置在试验机架的内下部，顶面中部形成有一个用于贯穿传动杆的预留口，内部盛有冷却液；加热电炉设置在低温恒温浴槽的上方，顶面和底面中部分别形成有一个用于贯穿传动杆的进口和出口，并且低温恒温浴槽上的预留口与加热电炉上的进口及出口位置上下对应；气缸上的缸体一端固定在试验机架的顶面上，活塞杆位于下端，并且上下端分别形成有一个进出气口；隔热法兰的中心留有螺纹孔，两个对位放置的隔热法兰通过螺纹孔与活塞杆的下端以及传动杆的上端螺纹连接，传动杆的下端用于固定试件；上位行程开关和下位行程开关以上下对应的方式分别设置在试验机架侧面上位于缸体下端和加热电炉顶面之间的部位；温度传感器设置在加热电炉上；触碰杆水平设置，一端固定在活塞杆的下部，另一端在随活塞杆上下移动时能够与上位行程开关的底面和下位行程开关的顶面相接触；三位五通电磁阀设置在气缸的一侧，并且连接在进气管路和缸体的进、出气口之间；可编程控制器设置在试验机架的侧面上，带有触摸屏，并且分别与加热电炉、上位行程开关、温度传感器、下位行程开关和三位五通电磁阀电连接。所述的两个隔热法兰之间设有10mm厚的隔热纤维垫，以防止加热电炉散发的热量传递给气缸上的活塞杆，从而影响气缸的密封性和使用寿命。所述的加热电炉为箱体结构，其上设有加热电阻丝线圈，温度波动幅度为±3℃。所述的低温恒温浴槽自带循环系统，可调温度范围为：-10℃-99℃，温度误差为±0.1℃。本专利技术提供的小型自控式温度疲劳试验机具有如下有益效果：具有结构简单，加工方便且容易实现等优点，可用于研究材料在不同温度循环载荷作用下的疲劳行为。并且能够通过与万能试验机结合，可对多次温度循环下材料的力学性能退化情况进行研究。另外，用户还可结合实际工作环境对加热系统和冷却系统进行温度设置，以实现不同环境下材料的温度疲劳试验。附图说明图1为本专利技术提供的小型自控式温度疲劳试验机结构简图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。如图1所示，本专利技术提供的小型自控式温度疲劳试验机包括试验机架7和设置在试验机架7内部的气缸1、加热电炉2、低温恒温浴槽3、隔热法兰4、上位行程开关5、温度传感器6、下位行程开关8、可编程控制器9、三位五通电磁阀10、传动杆11、触碰杆12；其中试验机架7为长方体形框架；低温恒温浴槽3设置在试验机架7的内下部，顶面中部形成有一个用于贯穿传动杆11的预留口，内部盛有冷却液；加热电炉2设置在低温恒温浴槽3的上方，顶面和底面中部分别形成有一个用于贯穿传动杆11的进口和出口，并且低温恒温浴槽3上的预留口与加热电炉2上的进口及出口位置上下对应；气缸1上的缸体一端固定在试验机架7的顶面上，活塞杆位于下端，并且上下端分别形成有一个进出气口；隔热法兰4的中心留有螺纹孔，两个对位放置的隔热法兰4通过螺纹孔与活塞杆的下端以及传动杆11的上端螺纹连接，传动杆11的下端用于固定试件13；上位行程开关5和下位行程开关8以上下对应的方式分别设置在试验机架7侧面上位于缸体下端和加热电炉2顶面之间的部位；温度传感器6设置在加热电炉2上；触碰杆12水平设置，一端固定在活塞杆的下部，另一端在随活塞杆上下移动时能够与上位行程开关5的底面和下位行程开关8的顶面相接触；三位五通电磁阀10设置在气缸1的一侧，并且连接在进气管路和缸体的进、出气口之间；可编程控制器9设置在试验机架7的侧面上，带有触摸屏，并且分别与加热电炉2、上位行程开关5、温度传感器6、下位行程开关8和三位五通电磁阀10电连接。所述的两个隔热法兰4之间设有10mm厚的隔热纤维垫，以防止加热电炉2散发的热量传递给气缸1上的活塞杆，从而影响气缸1的密封性和使用寿命。所述的加热电炉2为箱体结构，其上设有加热电阻丝线圈，温度波动幅度为±3℃。所述的低温恒温浴槽3自带循环系统，可调温度范围为：-10℃-99℃，温度误差为±0.1℃。另外，依据试验要求可选择不同性质的液体作为冷却液，其中高温冷却采用冷却油作为冷却液，中温冷却采用蒸馏水作为冷却液，低温冷却采用体积浓度为60％的乙二醇溶液作为冷却液。现将本专利技术提供的小型自控式温度疲劳试验机工作原理阐述如下：当需要对试件12进行不同温度循环载荷作用下的疲劳行为试验时，首先由试验人员在可编程控制器9的触摸屏上设置包括加热电炉2的加热温度和加热时间、低温恒温浴槽3的冷却温度和冷却时间在内的参数；然后启动可编程控制器9，在可编程控制器9的控制下，通过加热电炉2上的加热电阻丝线圈对炉腔进行加温，直至达到设定的加热温度时停止加热；同时利用低温恒温浴槽3自带的循环系统调节其内部冷却液的温度，直至达到设定的冷却温度；之后将试件12固定在传动杆11的下端，之后将试件12连同传动杆11的下部从加热电炉2顶面上的进口插入到加热电炉2内部的腔体中，然后将传动杆11的上端螺纹连接在隔热法兰4上的螺纹孔内；之后将来自气源的高压气体通过进气管路及三位五通电磁阀10从缸体下部的进出气口提供给缸体的下部腔体中，由此推动活塞和活塞杆上移，直到触碰杆12接触在上位行程开关5上，气缸1停止运动，此时试件12正好处于加热电炉2的腔体中部，由此开始对试件12进行加热，当达到设定的加热时间时，将来自气源的高压气体通过进气管路及三位五通电磁阀10从缸体上部的进出气口提供给缸体的上部腔体中，由此推动活塞和活塞杆下移，直到触碰杆12接触在下位行程开关8上，气缸1停止运动，在此过程中试件12将通过加热电炉2底面的出口以及低温恒温浴槽3顶面上的预留口进入低温恒温浴槽3的内部并浸没在冷却液中，由此开始对试件12进行冷却，当达到设定的冷却时间时，控制活塞和活塞杆上移，再次对试件12进行加热，如此反复循环。在试验过程中，可编程控制器9利用温度传感器6实时检测加热电炉2的炉内温度，当炉内温度低于或高于设定的温度时，利用可编程控制器9对加热电炉2上的加热电阻丝线圈进行通断电控制，当炉内温度低于设定温度3℃时接通电源，给加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型自控式温度疲劳试验机，其特征在于：所述的小型自控式温度疲劳试验机包括试验机架(7)和设置在试验机架(7)内部的气缸(1)、加热电炉(2)、低温恒温浴槽(3)、隔热法兰(4)、上位行程开关(5)、温度传感器(6)、下位行程开关(8)、可编程控制器(9)、三位五通电磁阀(10)、传动杆(11)、触碰杆(12)；其中试验机架(7)为长方体形框架；低温恒温浴槽(3)设置在试验机架(7)的内下部，顶面中部形成有一个用于贯穿传动杆(11)的预留口，内部盛有冷却液；加热电炉(2)设置在低温恒温浴槽(3)的上方，顶面和底面中部分别形成有一个用于贯穿传动杆(11)的进口和出口，并且低温恒温浴槽(3)上的预留口与加热电炉(2)上的进口及出口位置上下对应；气缸(1)上的缸体一端固定在试验机架(7)的顶面上，活塞杆位于下端，并且上下端分别形成有一个进出气口；隔热法兰(4)的中心留有螺纹孔，两个对位放置的隔热法兰(4)通过螺纹孔与活塞杆的下端以及传动杆(11)的上端螺纹连接，传动杆(11)的下端用于固定试件(13)；上位行程开关(5)和下位行程开关(8)以上下对应的方式分别设置在试验机架(7)侧面上位于缸体下端和加热电炉(2)顶面之间的部位；温度传感器(6)设置在加热电炉(2)上；触碰杆(12)水平设置，一端固定在活塞杆的下部，另一端在随活塞杆上下移动时能够与上位行程开关(5)的底面和下位行程开关(8)的顶面相接触；三位五通电磁阀(10)设置在气缸(1)的一侧，并且连接在进气管路和缸体的进、出气口之间；可编程控制器(9)设置在试验机架(7)的侧面上，带有触摸屏，并且分别与加热电炉(2)、上位行程开关(5)、温度传感器(6)、下位行程开关(8)和三位五通电磁阀(10)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种小型自控式温度疲劳试验机，其特征在于：所述的小型自控式温度疲劳试验机包括试验机架(7)和设置在试验机架(7)内部的气缸(1)、加热电炉(2)、低温恒温浴槽(3)、隔热法兰(4)、上位行程开关(5)、温度传感器(6)、下位行程开关(8)、可编程控制器(9)、三位五通电磁阀(10)、传动杆(11)、触碰杆(12)；其中试验机架(7)为长方体形框架；低温恒温浴槽(3)设置在试验机架(7)的内下部，顶面中部形成有一个用于贯穿传动杆(11)的预留口，内部盛有冷却液；加热电炉(2)设置在低温恒温浴槽(3)的上方，顶面和底面中部分别形成有一个用于贯穿传动杆(11)的进口和出口，并且低温恒温浴槽(3)上的预留口与加热电炉(2)上的进口及出口位置上下对应；气缸(1)上的缸体一端固定在试验机架(7)的顶面上，活塞杆位于下端，并且上下端分别形成有一个进出气口；隔热法兰(4)的中心留有螺纹孔，两个对位放置的隔热法兰(4)通过螺纹孔与活塞杆的下端以及传动杆(11)的上端螺纹连接，传动杆(11)的下端用于固定试件(13)；上位行程开关(5)和下位行程开关(8)以上下对应的方式分别设置在试验机架(7)侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵飞，王庆菲，杜春志，龚淼，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12