本发明专利技术公开了一种氢环境力学试验装置，包括：支撑体，包括箱体、箱盖和机架；驱动部件，包括电机和与减速器；传动部件，包括一级锥齿轮传动机构、支撑传动轴和二级皮带轮传动机构，所述二级皮带轮传动机构安装在箱盖的下表面，且适于在一级锥齿轮传动机构的驱动下进行皮带传动；丝杠组件，包括第一丝杠、第二丝杠和传动横梁,所述传动横梁适于发生上下移动；夹头组件，包括第一夹头和第二夹头，所述第一夹头与所述第二夹头均密封设置在透明腔室内；供氢系统，固定安装在支撑体内，适于向透明腔室内供应氢气。本发明专利技术设计一种专用金属材料氢气相容性测试试验装置，用以检测各种金属在氢气环境下的力学性能指标变化，方便快捷，自动化程度高。度高。度高。
【技术实现步骤摘要】
一种氢环境力学试验装置及其试验方法
[0001]本专利技术涉及特种力学试验设备
，具体而言，涉及一种氢环境力学试验装置及其试验方法。
技术介绍
[0002]随着氢能行业的快速发展，越来越多的材料开始应用于氢能行业，包括各种金属和非金属材料。
[0003]目前的绝大多数储氢容器，都是采用金属材料制作的。而金属材料在氢气环境下会发生氢脆反应，极大地危及储氢压力容器的安全可靠性，甚至引起安全事故。以压力容器为例，在设计时若采用较大腐蚀裕量和安全系数，虽然能保证产品的安全性，但产品的经济性就无从谈起。
[0004]更进一步，由于目前对于金属材料的氢脆机理研究不够深入，无法从原材料入手，彻底解决材料的氢脆问题。
[0005]因此，为了氢能行业的发展，需要建立金属材料在氢气环境下可用性的评价标准。这就需要一种专用的金属材料氢气相容性测试平台，用以检测各种金属在氢气环境下的力学性能指标变化。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中无法检测金属在氢气环境下的力学性能指标变化的技术问题，从而提供一种氢环境力学试验装置及其试验方法。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种氢环境力学试验装置，包括：
[0008]支撑体，包括箱体、适于盖设在所述箱体顶部的箱盖和位于所述箱盖上方的机架；
[0009]驱动部件，包括电机和与所述电机的输出轴连接的减速器，所述驱动部件固定安装在所述支撑体的内底部；
[0010]传动部件，包括一级锥齿轮传动机构、竖直连接在所述支撑体内部的支撑传动轴和与所述支撑传动轴部分共轴传动的二级皮带轮传动机构，所述一级锥齿轮传动机构适于与所述减速器的第二输出轴连接，以带动所述一级锥齿轮传动机构发生锥齿轮传动，所述二级皮带轮传动机构安装在所述箱盖的下表面，且适于在所述一级锥齿轮传动机构的驱动下进行皮带传动；
[0011]丝杠组件，包括竖直对称连接在所述箱盖表面的第一丝杠、第二丝杠和分别套设在所述第一丝杠和所述第一丝杠上的传动横梁,所述传动横梁适于在所述第一丝杠和所述第二丝杠的转动下发生上下移动；
[0012]夹头组件，包括一端竖直连接在所述传动横梁中间的第一夹头和一端竖直连接在所述箱盖上表面的第二夹头，所述第一夹头与所述第二夹头正对同轴竖直设置，且均密封设置在透明腔室内；
[0013]供氢系统，固定安装在所述支撑体内，所述供氢系统适于向所述透明腔室内供应
氢气。
[0014]优选的，所述一级锥齿轮传动机构包括固定连接在所述减速器的第二输出轴端部的第一锥齿轮和固定套设在所述支撑传动轴上的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合传动。
[0015]优选的，所述二级皮带轮传动机构包括固定套设在所述支撑传动轴上的第一带轮、固定连接在所述第二丝杠下端部的第二带轮、固定连接在所述第一丝杠下端部的第三带轮及啮合连接在所述第一带轮、所述第二丝杠和所述第三带轮外周的皮带。
[0016]优选的，还包括张紧机构，所述张紧机构包括固定连接在所述箱盖底部表面的传动轴支座、套设在所述传动轴支座外端面的滚动轴承和套设在所述滚动轴承外表面的张紧轮，所述张紧轮适于抵接在所述皮带上，以张紧所述皮带。
[0017]优选的，所述传动横梁包括分别与所述第一丝杠和所述第二丝杠对应螺纹连接的第一套筒、第二套筒和连接所述第一套筒与所述第二套筒之间的横杆。
[0018]优选的，所述第一夹头包括第一连接轴、第一拧紧机构和第一夹具座，所述第一连接轴适于通过销钉固定连接在所述横杆的上端部，所述横杆的下端部适于插设在所述第一拧紧机构内，所述第一夹具座固定连接在所述第一拧紧机构的底部。
[0019]优选的，所述第二夹头包括固定连接在所述箱盖上的固定座、第二拧紧机构和第二夹具座，所述第二拧紧机构的一端适于通过销钉固定连接在所述固定座内，所述第二夹具座固定连接在所述第二拧紧机构的顶部。
[0020]优选的，所述供氢系统包括制氢装置、供氢输送系统、增压泵、回收输送系统和废气输送系统，所述供氢输送系统的一端与所述制氢装置连通，另一端与所述增压泵的第一增压进口端连通，所述供氢输送系统上沿着氢气的输送方向依次设有氢气进气压力表、第一单向阀、第一过滤器、调压阀和位于所述透明腔室内的浓度测量仪，所述调压阀适于调节所述供氢输送系统的压力，所述浓度测量仪适于实时检测所述透明腔室内的氢气浓度。
[0021]优选的，还包括控制装置，所述控制装置内设有控制器，所述控制器分别与所述驱动部件、设置在所述传动横梁上的距离传感器和供氢系统电性连接。
[0022]相对于现有技术，本专利技术所述的氢环境力学试验装置具有以下有益效果：
[0023]1、本专利技术通过支撑体作为支撑平台，在支撑体内设置驱动部件作为驱动力，在箱体上方设置丝杠组件，通过驱动部件带动传动部件运动，传动部件又带动丝杠组件发生转动，而丝杠组件上又连接有传动横梁，从而可以使传动横梁发生上下移动，传动横梁的下表面连接有第一夹头，第二夹头正对固定在箱体上表面，可将检测试棒的两端竖直夹在第一夹头和第第二夹头之间，完成检测试棒的拉伸试验。
[0024]2、本试验装置还集成有供氢系统，能够为第一夹头和第第二夹头所处的透明腔室内提供所需要的氢环境，以检测各种金属在氢气环境下的力学性能指标变化。
[0025]本专利技术还提供了一种根据上述所述的氢环境力学试验装置的试验方法，包括如下步骤：
[0026]S1：准备工作：将检测试棒的一端固定安装在第一夹头上，另一端固定安装在第二夹头上，检查浓度测量仪的读数情况；
[0027]S2：获取测试所需氢环境：关闭回收输送系统，打开废气输送系统，确保透明腔室内没有空气，开启供氢输送系统和增压泵，向所述透明腔室内供氢；
[0028]S2：拉伸试验：关闭回收输送系统，关闭废气输送系统，开启增压泵，通过安全阀确保所述透明腔室的压力达到设定压力值，在设定压力下通过驱动部件带动丝杠组件转动，从而驱动第一夹头的拉伸端提供连续或间断拉力，直至检测试棒断裂，关闭增压泵；
[0029]S3：气体回收：打开回收输送系统，关闭废气输送系统，将氢气送进氢气回收瓶；
[0030]S4：分析金属材料抗氢脆性能：分析检测试棒得出单向拉伸力学性能曲线，分析金属材料抗氢脆性能的变化。
[0031]所述测试方法对于现有技术所具有的优势与上述氢环境力学试验装置相同，在此不再赘述。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例中氢环境力学试验装置的结构示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例中氢环境力学试验装置的内部结构示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例中驱动部件与传动部件的结构示意图；
[0035]图4为本专利技术实施例中丝杠组件与夹头组件的结构示意图；
[0036]图5为本专利技术实施例中供氢系统的结构示意图；
[0037]图6为本专利技术实施例中氢环境力学试验装置的试验方法流程示意图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氢环境力学试验装置，其特征在于，包括：支撑体(10)，包括箱体(11)、适于盖设在所述箱体(11)顶部的箱盖(12)和位于所述箱盖(12)上方的机架(13)；驱动部件(20)，包括电机(21)和与所述电机(21)的输出轴连接的减速器(22)，所述驱动部件(20)固定安装在所述支撑体(10)的内底部；传动部件(30)，包括一级锥齿轮传动机构(31)、竖直连接在所述支撑体(10)内部的支撑传动轴(32)和与所述支撑传动轴(32)部分共轴传动的二级皮带轮传动机构(33)，所述一级锥齿轮传动机构(31)适于与所述减速器(22)的第二输出轴连接，以带动所述一级锥齿轮传动机构(31)发生锥齿轮传动，所述二级皮带轮传动机构(33)安装在所述箱盖(12)的下表面，且适于在所述一级锥齿轮传动机构(31)的驱动下进行皮带传动；丝杠组件(40)，包括竖直对称连接在所述箱盖(12)表面的第一丝杠(41)、第二丝杠(42)和分别套设在所述第一丝杠(41)和所述第二丝杠(42)上的传动横梁(43),所述传动横梁(43)适于在所述第一丝杠(41)和所述第二丝杠(42)的转动下发生上下移动；夹头组件(50)，包括一端竖直连接在所述传动横梁(43)中间的第一夹头(51)和一端竖直连接在所述箱盖(12)上表面的第二夹头(52)，所述第一夹头(51)与所述第二夹头(52)正对同轴竖直设置，且均密封设置在透明腔室(53)内；供氢系统(60)，固定安装在所述支撑体(10)内，所述供氢系统(60)适于向所述透明腔室(53)内供应氢气。2.根据权利要求1所述的氢环境力学试验装置，其特征在于，所述一级锥齿轮传动机构(31)包括固定连接在所述减速器(22)的第二输出轴端部的第一锥齿轮(311)和固定套设在所述支撑传动轴(32)上的第二锥齿轮(312)，所述第一锥齿轮(311)与所述第二锥齿轮(312)啮合传动。3.根据权利要求2所述的氢环境力学试验装置，其特征在于，所述二级皮带轮传动机构(33)包括固定套设在所述支撑传动轴(32)上的第一带轮(331)、固定连接在所述第二丝杠(42)下端部的第二带轮(332)、固定连接在所述第一丝杠(41)下端部的第三带轮(333)及啮合连接在所述第一带轮(331)、所述第二丝杠(42)和所述第三带轮(333)外周的皮带(334)。4.根据权利要求3所述的氢环境力学试验装置，其特征在于，还包括张紧机构(70)，所述张紧机构(70)包括固定连接在所述箱盖(12)底部表面的传动轴支座(71)、套设在所述传动轴支座(71)外端面的滚动轴承(72)和套设在所述滚动轴承(72)外表面的张紧轮(73)，所述张紧轮(73)适于抵接在所述皮带(334)上，以张紧所述皮带(334)。5.根据权利要求4所述的氢环境力学试验装置，其特征在于，所述传动横梁(43)包括分别与所述第一丝杠(41)和所述第二丝杠(42)对应螺纹...
【专利技术属性】
技术研发人员：方沛军，宣锋，邹建新，姜方，伍远安，曹俊，
申请(专利权)人：氢储上海能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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