[发明专利]一种高温真空熔盐环境旋转摩擦磨损测试系统

说明书

本发明公开了一种高温真空熔盐环境旋转摩擦磨损测试系统，包括样品槽、加热炉、温控仪、旋转摩擦加载装置、真空室和工控机，加热炉内设有温度传感器，温度传感器与温控仪相配合实现样品测试高温温度的检测与控制；旋转摩擦加载装置包括旋转驱动电机和切向力传感器，以及载荷加载电机和载荷传感器，实现样品测试切向力及载荷的检测与控制；真空室设有真空计、压力表，实现样品检测真空度的检测与控制；样品台上设置熔盐样品槽，为样品检测提供熔盐环境，整个系统结构简单、布局合理，可以实现材料在高温‑真空‑力‑熔盐环境多因素耦合作用下的服役性能检测，进而为熔盐堆用结构材料的性能提升和实际应用提供理论参考。

技术领域

本发明涉及材料的摩擦磨损性能测试技术领域，尤其涉及一种高温真空熔盐环境旋转摩擦磨损测试系统。

背景技术

熔盐堆作为第四代裂变堆之一，由于其安全性高、核废料少、综合利用率高等特点，近年来受到各国的广泛关注。然而，熔盐堆采用具有强腐蚀性的氟化物作为冷却剂，运行环境一般为600℃以上的真空环境，如此苛刻的服役环境对制作熔盐堆的结构材料带来巨大挑战，尤其会对熔盐堆运动部件材料的摩擦磨损加剧。目前，尚无能够模拟材料在熔盐堆环境中腐蚀摩擦磨损性能的设备或系统，极大的制约了熔盐堆用结构材料的开发。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的是提供一种高温真空熔盐环境旋转摩擦磨损测试系统，用于考察材料在高温-真空-力-熔盐环境多因素耦合作用下的服役性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高温真空熔盐环境旋转摩擦磨损测试系统，包括主机架，旋转摩擦加载装置和工控机；主机架顶板上表面设有真空室，真空室上设有进气阀、出气阀、真空计、压力表和安全阀，真空室内设有加热炉，加热炉外部设有隔热水套；

所述旋转摩擦加载装置包括摩擦力测量装置和载荷加载装置，所述摩擦力测量装置包括旋转主轴，旋转主轴通过旋转驱动电机驱动，旋转主轴顶端伸入加热炉内部，顶端端部安装样品台，样品台上设有熔盐样品槽，待测样品通过压板固定于熔盐样品槽内，熔盐样品槽随旋转主轴转动；旋转主轴底端穿过主机架顶板依次伸入轴套和磁密封旋转件中；

所述载荷加载装置包括加载杆，加载杆正上方设有穿过真空室顶板的往复运动磁密封件，往复运动磁密封件在真空室内部一端设有Y向滑台，Y向滑台与加载杆顶端相接触，真空室外侧往复运动磁密封件顶端设有载荷传感器，载荷传感器顶端通过连接轴与Z向平移滑台相接，Z向平移滑台通过载荷加载电机驱动，加载杆底端穿过真空室顶板和加热炉炉盖伸入熔盐样品槽内与待测样品相接触；加热炉与真空室顶板内侧之间的加载杆上从下到上依次设有传感器连接横梁、传感器隔热外套和Y向滑轨，传感器连接横梁一端与传感器隔热外套相接，传感器隔热外套内设有摩擦力传感器，传感器隔热外套远离加载杆一端底部设有可旋转升降台，可旋转升降台设于X向平移滑台顶部，X向平移滑台安装于真空室室内底板上；

所述工控机信号输入端分别与温度传感器、切向力传感器和载荷传感器电连接，工控机信号输出端分别与温控仪、旋转驱动电机和载荷加载电机电连接。

作为本发明技术方案的优选，所述主机架内底部设有真空泵组，主机架内顶部贯穿主机架顶板设有真空室法兰接口；所述真空室法兰接口出口与真空泵组相接，真空室法兰接口入口与主机架外侧顶部的真空室连通。

进一步地，所述旋转主轴穿出磁密封旋转件的一端设有传动轮,传动轮与旋转驱动电机通过带传动连接。

进一步地，所述可旋转升降台外侧设有定位孔，定位孔内安装锁紧螺栓，可实现可旋转升降台的上下运动和正/反向90°旋转。

进一步地，所述X向平移滑台一侧与磁密封件一端相接，磁密封件另一端穿出真空室连接旋转手柄。

进一步地，所述样品台通过高温合金螺栓固定于旋转主轴顶部，熔盐样品槽与样品台可拆卸连接。

进一步地，所述轴套一端固设于主机架内侧顶板上，另一端与磁密封旋转件相连接。