本发明专利技术公开了一种高温高速防钛火材料特性测试试验机及试验方法，包括试验台基座、驱动部分、微进给机构、调压试验舱、润滑部分、模拟叶盘部分、气体加热器及控制部分；模拟叶盘部分包括轮盘，轮盘的边缘部位设有试验叶片；微进给机构包括精密丝杠传动部分，试样工装连接在精密丝杠传动部分，试样工装的夹持端正对轮盘的边缘部位；模拟叶盘部分置于调压试验舱内，气体加热器的出气口与调压试验舱的进气口连接，调压试验舱的进气口正对刮擦试验位置。可以模拟真实工况下的对磨和刮擦，较好地用于钛合金钛火故障的机理、阻燃钛合金阻燃机理及合金元素作用机理、阻燃涂层的作用机理、材料阻燃条件下的高温强度研究和阻燃性能评价方法的研究。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种防钛火材料特性测试试验设备，尤其涉及一种。
技术介绍
作为先进战斗机的动力装置，要达到高单位推力、不加力超声速巡航、提供矢量推力的飞机非常规机动能力要求，高推重比(推力重量比10左右)是发动机达到设计要求的一个关键技术指标。而要发动机整机设计达到推重比10 —级的技术要求，关键制约因素之一是结构重量；民用发动机也要求有低的重量，重量越低，飞机耗油率就越低，飞机使用成本也就随之下降。钛合金由于具有高的比强度、抗蚀性和耐热性等优异性能而在航空发动机工业中获得了广泛应用。目前，世界上大约3/4钛合金用于航空航天和军工产品。我国先进战机的动力装置，也不可避免地采用了大量的钛合金，其中压气机部件的大部分零件就采用了钛合金材料。但是，钛及普通钛合金存在致命的持续燃烧敏感问题，有容易着火燃烧的特性，会导致钛火故障。着火的原因是:在没有封严涂层或是机匣上的封严涂层磨穿情况下，叶片与机匣摩擦而着火。现今先进的发动机要求更高的推力，更轻的重量，发动机核心机高压压气机的温度、压力、气流速度也就更高，转、静子间隙更小，发生钛火的可能性也就越大。目前，在防钛火设计技术研究方面，为了降低钛合金燃烧的几率，降低钛合金燃烧的损毁，国内外根据已取得的研究成果，研究了多种防钛火设计技术:如:在发动机设计方面，转、静子部件由钛-钛结构改为钛-钢结构；在钛合金表面涂覆阻燃涂层；增加转子叶尖与机匣的间隙，等等。针对航空发动机防钛火的研究衍生出多种试验方法及相关设备:如早期的美国小型风洞钛火试验研究平台，俄国的钛火燃烧特性测试装置等。但是它们的共同不足是与实际工况的高温高速、大气流压力、高气流量刮擦等方面还有很大距离。有研究表明，当刮擦线速度逐渐提高时，阻燃材料的阻燃机理会逐渐地转变，特别在刮擦线速度超过100m/S时，而现有试验设备不能良好地模拟实际装置零件运行环境下的刮擦特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能有效覆盖真实工况下钛火故障测试的。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:本专利技术的高温高速防钛火材料特性测试试验机，包括试验台基座、驱动部分、微进给机构、调压试验舱、润滑部分、模拟叶盘部分、气体加热器及控制部分；所述试验台基座包含驱动部分基座和微进给机构基座；所述模拟叶盘部分包括轮盘，所述轮盘的边缘部位设有试验叶片，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有叶片配重；所述微进给机构包括精密丝杠传动部分，试样工装连接在所述精密丝杠传动部分，所述试样工装的夹持端正对所述轮盘的边缘部位；所述模拟叶盘部分置于所述调压试验舱内，所述气体加热器的出气口与所述调压试验舱的进气口连接，所述调压试验舱的进气口正对刮擦试验位置。本专利技术的上述的高温高速防钛火材料特性测试试验机进行刮擦试验的方法，包括步骤:将对磨刮擦试样安装到试样工装上，调整试样至适合的位置，并确定进给动作的原点；操作控制部分电源，使得设备上电并保持，微进给机构水冷却器工作并保持；操作润滑部分控制，使得润滑部分正常运转并保持；操作叶盘转速控制，使得轮盘及模拟叶片升速至目标转速并保持；操作气体加热器控制，使得调压试验舱的压力、气体流量达到设定的目标值；操作微进给控制，使得对磨刮擦试样以设定的进给速率进行径向进给运动；通过调压试验舱的监控窗观察试验过程，试验完成后，关闭各设备，拆卸模拟叶片及对磨刮擦试样，对其模拟叶片和对磨刮擦试样进行测量，并记录数据。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例中提供的，可以模拟真实工况下的对磨和刮擦，较好地用于钛合金钛火故障的机理，阻燃钛合金阻燃机理及合金元素作用机理，阻燃涂层的作用机理，材料阻燃条件下的高温强度研究和阻燃性能评价方法的研究。刮擦线速度在O 350m/s范围内，调压仓内压力调节范围O 5MPa，调压仓空气流量调节O lOkg/s，刮擦温度环境在O 800°C范围内，刮擦碰摩入侵速率在1.5 μ m 2250 μ m范围；能有效覆盖真实工况下钛火故障测试。附图说明图1为本专利技术实施例提供的高温高速防钛火材料性能测试试验机的结构示意图；图2为图1的放大示意图；图3为本专利技术实施例中气体加热器的结构示意图；图4为本专利技术实施例中控制部分的结构示意图；图5为本专利技术实施例一中驱动部分的结构示意图；图6为本专利技术实施例二中驱动部分的结构示意图；图7为本专利技术实施例中模拟叶片-对磨刮擦试样刮削示意图。图中:1、气体流量传感器，2、叶片配重，3、高温轴承，4、轮盘，5、过压保护阀，6、润滑液箱体，7、润滑液回流口，8、循环泵，9、压力传感器，10、测力传感器，U、试样工装，12、模拟叶片，13、对磨刮擦试样，14、热电偶，15、调压试验舱防爆口，16、控制面板，17、叶盘转速控制单元，18、润滑部分控制单元，19、试验数据打印，20、微进给控制单元，21、调压舱控制单元，22、控制电源，23、控制柜体，24、加热器罐体，25、加热器部件，26、电加热部件，27、气体加热器控制单元，28、精密丝杠传动，29、伺服电机，30、调压试验舱舱体，31、监控窗，32、水冷却器，33、大带轮，34、皮带，35、小带轮，36、驱动电机，37、阻尼器，38、柔性主轴，39滚动轴承,40、高速轴承,41、中间轴，42、电机主轴。具体实施例方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术的高温高速防钛火材料特性测试试验机，其较佳的具体实施方式是:包括试验台基座、驱动部分、微进给机构、调压试验舱、润滑部分、模拟叶盘部分、气体加热器及控制部分；所述试验台基座包含驱动部分基座和微进给机构基座；所述模拟叶盘部分包括轮盘，所述轮盘的边缘部位设有试验叶片，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有叶片配重；所述微进给机构包括精密丝杠传动部分，试样工装连接在所述精密丝杠传动部分，所述试样工装的夹持端正对所述轮盘的边缘部位；所述模拟叶盘部分置于所述调压试验舱内，所述气体加热器的出气口与所述调压试验舱的进气口连接，所述调压试验舱的进气口正对刮擦试验位置。所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有叶片配重。所述模拟叶片和叶片配重通过销钉安装到所述轮盘的边缘。所述驱动部分包括电机，电机的主轴依次通过带传动装置和柔性主轴与所述轮盘的转动轴连接。所述带传动装置包括装于电机主轴上的主动大带轮和装于所述柔性主轴一端的从动小带轮，所述柔性主轴的另一端与所述轮盘的转动轴连接，所述主动大带轮与从动小带轮之间通过皮带连接，所述柔性主轴装有挤压橡胶O型圈阻尼器。所述电机的主轴也可以通过中间轴直接与所述轮盘的转动轴连接。所述精密丝杠传动部分连接有伺服电机，所述试样工装设有热电偶和水冷却器，所述试样工装与所述精密丝杠传动部分之间设有测力传感器。所述气体加热器包括加热器基座、加热器罐体、电加热装置及过压保护阀；所述调压试验舱设有防爆口、监控窗、压力传感器。本专利技术的上述的高温高速防钛火材料特性测试试验机进行刮擦试验的方法，其较佳的具体实施方式包括步骤:将对磨刮擦试样安装到试样工装上，调整试样至适合的位置，并确定进给动作的原点；操作控制部分电源，使得设备上电并保持，微进给机构水冷却器工作并保持；操作润滑部分控制，使得润滑部分正常运转并保持；操作叶盘转速控制，使得轮盘及模拟叶片升速至目标转速并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温高速防钛火材料特性测试试验机，其特征在于，包括试验台基座、驱动部分、微进给机构、调压试验舱、润滑部分、模拟叶盘部分、气体加热器及控制部分；所述试验台基座包含驱动部分基座和微进给机构基座；所述模拟叶盘部分包括轮盘，所述轮盘的边缘部位设有试验叶片，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有叶片配重；所述微进给机构包括精密丝杠传动部分，试样工装连接在所述精密丝杠传动部分，所述试样工装的夹持端正对所述轮盘的边缘部位；所述模拟叶盘部分置于所述调压试验舱内，所述气体加热器的出气口与所述调压试验舱的进气口连接，所述调压试验舱的进气口正对刮擦试验位置。
【技术特征摘要】
1.一种高温高速防钛火材料特性测试试验机，其特征在于，包括试验台基座、驱动部分、微进给机构、调压试验舱、润滑部分、模拟叶盘部分、气体加热器及控制部分； 所述试验台基座包含驱动部分基座和微进给机构基座； 所述模拟叶盘部分包括轮盘，所述轮盘的边缘部位设有试验叶片，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有叶片配重； 所述微进给机构包括精密丝杠传动部分，试样工装连接在所述精密丝杠传动部分，所述试样工装的夹持端正对所述轮盘的边缘部位； 所述模拟叶盘部分置于所述调压试验舱内，所述气体加热器的出气口与所述调压试验舱的进气口连接，所述调压试验舱的进气口正对刮擦试验位置。2.根据权利要求1所述的高温高速防钛火材料特性测试试验机，其特征在于，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有叶片配重。3.根据权利要求2所述的高温高速防钛火材料特性测试试验机，其特征在于，所述模拟叶片和叶片配重通过销钉安装到所述轮盘的边缘。4.根据权利要求1所述的试验机，其特征在于，所述驱动部分包括电机，电机的主轴依次通过带传动装置和柔性主轴与所述轮盘的转动轴连接。5.根据权利要求4所述的高温高速防钛火材料特性测试试验机，其特征在于，所述带传动装置包括装于电机主轴上的主动大带轮和装于所述柔性主轴一端的从动小带轮，所述柔性主轴的另一端与所述轮盘的转动轴连接，所述主动大带轮与从动小带轮之间通过皮带连接，所述柔性主轴装有挤压橡胶O型圈阻尼器。6.根据权利要求1所述的高温高速防钛火材料特性测试试验机，其特征在于，所述驱动部分包括电机，所述电机的主轴通过中间轴与所述轮盘的转动轴连接。7.根据权利要求1所述的高温高速防钛火材料特性测试试验机，其特征在于，所述精密丝杠传动部分连接有伺服...
【专利技术属性】
技术研发人员：于月光，宣海军，任先京，沈婕，国俊丰，章德铭，孙建刚，张娜，李国强，刘建明，杨永祺，鲁秋源，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，浙江大学化工机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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