[发明专利]一种可施加变荷载的高温试验夹持装置

说明书

一种可施加变荷载的高温试验夹持装置，包括固定端，固定端设有用于和高温试验舱连接的大法兰盘以及固定在大法兰盘上的固定框；操作端，包括转动螺栓和用于将转动螺栓与固定框连接的连接杆；监测传动系统，包括限位筒、传动轴、转动电机和传感器，限位筒通过底部的支杆活动插设在小法兰盘的通孔中，限位筒中心的通孔上段和转动螺栓螺纹连接，传动轴一端与转动电机传动连接，另一端与转动螺栓连接以传递扭矩，且传动轴和转动螺栓之间能够沿轴向相对移动；传感器的上下两端分别与转动电机和夹持端连接；所述夹持端用于夹持试样。本装置可实现试样的锁紧夹持及变载荷施加，便于开展镍基单晶高温合金材料在高温加载状态下的蠕变及微颗粒冲蚀特性研究。

技术领域

本发明属于高温试验领域，具体涉及一种可施加变荷载的高温试验夹持装置。

背景技术

涡轮叶片是航空发动机的核心热端部件之一，其安全服役对航空发动机的正常运行至关重要。涡轮叶片的服役环境极为复杂和苛刻，在服役过程中经受离心载荷、气动载荷、振动载荷等多种变载荷，同时承受高温燃气的冲刷及腐蚀作用，由离心力导致的蠕变失效与疲劳失效是造成叶片破坏的主要原因。镍基单晶高温合金因其优越的高温强度、良好的抗氧化、抗热腐蚀、抗冷、热疲劳性能以及良好的塑性和焊接性，能在高温下长时间的工作，已成为制造航空发动机热端部件的重要材料。镍基单晶高温合金作为航空发动机涡轮叶片的重要材料，其力学性能对航空发动机有着重大影响。

在目前国内外进行的高温试验中，多用镍基单晶高温合金试样来进行涡轮叶片高温性能研究，但在试验中实现对镍基单晶高温合金试样施加变荷载是一个重点，同时高温试验中对不同端头试样持续有效的夹持固定也是一个技术难点，目前缺少这种可装配于高温试验系统实现可变荷载施加的自动锁紧镍基单晶高温合金试样的夹持装置，因此，在高温试验研究工作中，有必要设计一种装配于高温试验的可施加变荷载的试样夹具。

发明内容

本发明的目的是提供一种可施加变荷载的高温试验夹持装置，便于开展镍基单晶高温合金材料在高温加载状态下的蠕变及微颗粒冲蚀特性研究。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种可施加变荷载的高温试验夹持装置，包括固定端，固定端设有用于和高温试验舱连接的大法兰盘以及固定在大法兰盘上的固定框；

操作端，包括转动螺栓和用于将转动螺栓与固定框连接的连接杆，转动螺栓和连接杆之间相对转动连接；

监测传动系统，包括限位筒、传动轴、转动电机和传感器，限位筒通过底部的支杆活动插设在小法兰盘的通孔中，限位筒中心的通孔上段和转动螺栓螺纹连接，传动轴一端与转动电机传动连接，另一端与转动螺栓连接以传递扭矩，且传动轴和转动螺栓之间能够沿轴向相对移动；传感器的上下两端分别通过连接件与转动电机和夹持端连接；所述小法兰盘固定在大法兰盘上；

所述夹持端穿过小法兰盘、大法兰盘，用于夹持试样，夹持端包括固齿、活齿、调节组件和设置于固齿的固齿夹头以及设置于活齿的活齿夹头，调节组件用于控制活齿相对于固齿直线移动。

所述连接杆为设有外螺纹的微调旋连杆，微调旋连杆和所述固定框的横梁螺纹连接，微调旋连杆的螺距小于转动螺栓的螺距。

微调旋连杆端部设置有球头，转动螺栓的顶部设置与球头配合的球窝。

所述传动轴端部设置有传动头，传动头插设在转动螺栓端面的传动凹槽中，传动头和传动凹槽啮合传动。

所述传动轴为十字传动轴，传动头的横截面呈十字形；所述转动螺栓的传动凹槽为十字形凹槽。

所述传感器和夹持端之间设置有冷却控温系统，冷却控温系统通过杆件与所述夹持端连接。

所述调节组件包括蜗轮和螺旋伸缩轴，蜗轮固定在螺旋伸缩轴上，并位于固齿内设置的操作孔中，螺旋伸缩轴的控制端伸出操作孔；所述活齿上设置有齿条，齿条活动设置在固齿上的活动孔中，活动孔和操作孔并排设置，并通过一段缺口连通，使得所述蜗轮通过缺口与所述齿条啮合。