一種軋輥熱疲勞試驗機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及材料試驗技術(shù)，特別涉及一種乳輥熱疲勞試驗機(jī)，屬于檢驗設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱乳輥在乳制工件過程中，咬入被乳制材料時，輥面與熱乳材接觸擠壓摩擦，溫度迅速升高，脫離乳材后，噴液冷卻，溫度下降。經(jīng)歷多次冷熱溫度循環(huán)后，輥身表面產(chǎn)生疲勞龜裂紋和剝落。
[0003]熱疲勞試驗的加熱方式有電阻爐輻射加熱、火焰加熱、紅外加熱、感應(yīng)加熱、激光加熱等方式。其中感應(yīng)加熱因加熱速度快，熱量集中在表面、制作成本低，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)而被優(yōu)先選擇。
[0004]常用感應(yīng)加熱式熱疲勞試驗機(jī)采用圓柱形狀試樣，在其上剖一個小平面，對整個圓柱外圓面和平面進(jìn)行加熱。熱疲勞試驗完畢，檢測小平面上的疲勞裂紋密度和深度。這種加熱方式適合有一定韌性的鋼鐵材料。對于熱乳輥等硬脆材料，疲勞數(shù)次即可造成貫穿性裂紋。不同乳輥材料之間的抗熱疲勞性無法評價。因此需要專門的乳輥材料熱疲勞試驗裝置來研究其抗冷熱疲勞性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于熱乳輥等硬脆材料的熱疲勞試驗機(jī)，可以避免熱疲勞試驗中貫穿性裂紋的出現(xiàn)，可以模擬熱乳輥的乳制工況，獲得與實(shí)際工況相仿的熱疲勞效果。
[0006]為解決上述技術(shù)問題本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0007]—種乳輥熱疲勞試驗機(jī)，包括對試樣進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱設(shè)備和對試樣進(jìn)行冷卻的冷卻設(shè)備，所述感應(yīng)加熱設(shè)備包括固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源和安裝有平面感應(yīng)器的超音頻淬火變壓器，所述冷卻設(shè)備包括冷卻水槽，所述平面感應(yīng)器位于冷卻水槽；所述試樣為平板狀，試樣位于平面感應(yīng)器上面；在冷卻水槽內(nèi)平面感應(yīng)器下方與平板狀乳輥試樣及平面感應(yīng)器上下相對應(yīng)的位置設(shè)置有紅外測溫探頭；連接紅外測溫探頭的紅外測溫儀主機(jī)分別與對循環(huán)過程中的溫度進(jìn)行實(shí)時采集記錄的計算機(jī)及控制固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源的PLC相連；
[0008]冷卻水槽內(nèi)還設(shè)置有受PLC控制的試樣冷卻水栗和冷卻水電磁閥，試樣冷卻水栗與冷卻水電磁閥連接；所述冷卻水電磁閥的出水口設(shè)置在試樣的側(cè)面與試樣及平面感應(yīng)器相對的位置。
[0009]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述平面感應(yīng)器下面粘貼導(dǎo)磁體，導(dǎo)磁體上設(shè)置有插入紅外測溫探頭的孔。
[0010]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述試樣夾持在一試樣夾具，試樣與平面感應(yīng)器
(5)的上表面留有間隙。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:冷卻水槽內(nèi)還設(shè)置有換熱片，換熱片與采用空壓制冷的循環(huán)冷水機(jī)相連。
[0012]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:循環(huán)冷水機(jī)還與超音頻淬火變壓器、固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源相連。
[0013]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述測溫儀主機(jī)與計算機(jī)通過RS232串口相連。
[0014]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述紅外測溫探頭為小光斑紅外測溫儀探頭。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得的技術(shù)進(jìn)步在于:
[0016]本試驗機(jī)是通過一種平面感應(yīng)器，對平面狀的乳輥試樣進(jìn)行加熱，到設(shè)定溫度后噴水冷卻。循環(huán)到設(shè)定次數(shù)后，停止工作?？梢阅M熱乳輥的乳制工況，獲得與實(shí)際工況相仿的熱疲勞效果。本試驗機(jī)是通過PLC設(shè)置固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源的加熱功率、循環(huán)次數(shù)、加熱溫度、冷卻時間等試驗參數(shù)并控制其他設(shè)備執(zhí)行動作。計算機(jī)用于記錄溫度-時間曲線。加熱時，固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源按PLC設(shè)定輸出功率到裝有導(dǎo)磁體的平面感應(yīng)器上，對平板狀乳輥試樣表面迅速加熱。紅外測溫探頭透過裝有導(dǎo)磁體的平面感應(yīng)器上的小孔對試樣進(jìn)行測溫，溫度信號通過光纖傳輸?shù)綔y溫儀主機(jī)，調(diào)制成兩路信號，一路輸出信號給PLC進(jìn)行溫度判斷，到達(dá)設(shè)定溫度后，PLC停止超音頻電源加熱，同時打開冷卻水電磁閥，對試樣進(jìn)行噴水冷卻。另一路信號給計算機(jī)，通過溫度采集軟件對循環(huán)過程中的溫度進(jìn)行實(shí)時采集記錄。測溫儀主機(jī)的一路信號給計算機(jī)，可以每加熱冷卻一次，PLC的顯示屏上循環(huán)次數(shù)減少一次，直至歸零。
[0017]本實(shí)用新型采用空壓制冷的循環(huán)冷水機(jī)對試樣冷卻水槽、超音頻淬火變壓器、固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源進(jìn)行冷卻。冷水機(jī)與試樣冷卻水通過換熱片進(jìn)行換熱。本實(shí)用新型可以采用一臺小光斑紅外測溫儀，能夠透過感應(yīng)器導(dǎo)磁體上的孔，準(zhǔn)確測量試樣的溫度，滿足大部分乳輥的熱疲勞試驗的要求。
[0018]本實(shí)用新型還具有以下技術(shù)效果:
[0019]1.實(shí)現(xiàn)試驗過程自動化，提高試驗精度，節(jié)省人力。
[0020]2.采用平面狀乳輥試樣，能很好模擬乳輥熱乳時承受的熱疲勞工況，能消除圓柱試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展快，易貫穿的缺陷。同時平面便于對疲勞裂紋進(jìn)行顯微測量。
[0021]3.采用溫度反饋控制系統(tǒng)，克服電網(wǎng)電壓波動對加熱功率的影響，提高了長時間試驗的試驗條件的穩(wěn)定性。同時能記錄溫度-時間曲線，便于后續(xù)分析。
[0022]4.以循環(huán)冷水機(jī)控制試樣冷卻水溫保持恒定，穩(wěn)定了試樣冷卻條件。
【附圖說明】
[0023]圖1試驗機(jī)總體連接結(jié)構(gòu)簡圖；
[0024]圖2紅外測溫裝置的主視圖；
[0025]其中，1、PLC，2、計算機(jī)，3、紅外測溫儀主機(jī)，4、紅外測溫頭，5、平面感應(yīng)器，6、試樣冷卻水栗，7、冷卻水電磁閥，8、試樣，9、循環(huán)冷水機(jī)，10、換熱片，11、冷卻水槽，12、超音頻淬火變壓器，13、固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源，14、試樣夾具。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0027]一種乳輥熱疲勞試驗機(jī)，如圖1所示，包括有:PLC 1、計算機(jī)2、紅外測溫儀主機(jī)3、紅外測溫頭4、平面感應(yīng)器5、試樣冷卻水栗6、冷卻水電磁閥7、試樣8、循環(huán)冷水機(jī)9、換熱片10、試樣冷卻水槽11、超音頻淬火變壓器12、固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源13。其中紅外測溫部分如圖2所示。
[0028]感應(yīng)加熱設(shè)備對試樣進(jìn)行加熱，冷卻設(shè)備對試樣進(jìn)行冷卻。感應(yīng)加熱設(shè)備包括固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源13和超音頻淬火變壓器12，超音頻淬火變壓器12上安裝有平面感應(yīng)器5。冷卻設(shè)備包括冷卻水槽11，所述平面感應(yīng)器5的加熱端位于冷卻水槽11 ;所述試樣8為平板形的塊狀試樣，試樣8位于平面感應(yīng)器5上面，試樣8可以直接放置在平面感應(yīng)器5上，也可以通過一試樣夾具14將試樣8夾持在平面感應(yīng)器5上方，此時試樣8與平面感應(yīng)器5的上表面留有間隙，在噴水冷卻時冷卻效果較好。所述平面感應(yīng)器5的下面粘貼有數(shù)塊導(dǎo)磁體，導(dǎo)磁體將平面感應(yīng)器5產(chǎn)生的磁力線導(dǎo)線試樣表面，導(dǎo)磁體上設(shè)置有插入紅外測溫探頭4的孔。所述紅外測溫探頭為小光斑紅外測溫儀探頭。
[0029]在冷卻水槽11內(nèi)、平面感應(yīng)器5的下方設(shè)置有紅外測溫探頭4，紅外測溫探頭4與平板狀乳輥試樣8及平面感應(yīng)器5上下相對應(yīng)，紅外測溫探頭4用于探測試樣8的溫度；連接紅外測溫探頭4的紅外測溫儀主機(jī)3位于冷卻水槽外面，分別與對循環(huán)過程中的溫度進(jìn)行實(shí)時采集記錄的計算機(jī)2及控制固態(tài)超音頻感應(yīng)加熱電源13的PLC I相連；冷卻水槽11內(nèi)還設(shè)置有受PLC I控制的試樣冷卻水栗6