-
Correo electrónico
qingjiyiqi@zhongguoqingji.com
-
Teléfono
13402079333
-
Dirección
No. 208, an East road, Wuqiao town, Fengxian district, Shanghai
Miembros
¿¿ qué?Ayuda
¿¿ qué?Shanghai Jiaoji Instrument Technology co., Ltd.
qingjiyiqi@zhongguoqingji.com
13402079333
No. 208, an East road, Wuqiao town, Fengxian district, Shanghai
El núcleo de diseño estructural de la máquina de prueba de resistencia a la resistencia a la resistencia a la fluencia de alta temperatura gira en tornoLos tres requisitos básicos de "estabilidad a alta temperatura a largo plazo, carga precisa y constante, monitoreo preciso de deformación" están compuestos por siete módulos principales: marco principal, sistema de carga, sistema de horno de alta temperatura, sistema de medición de deformación, sistema de control, sistema de protección de Seguridad y sistema auxiliar, cada uno de los cuales coopera para garantizar una alta estabilidad y alta precisión de prueba en pruebas de alta temperatura (temperatura ambiente a 1600 ° c +) y largo período (0 a 1000000 h). El siguiente es el desmontaje estructural detallado de cada módulo:
I. marco principal: base de carga altamente rígida (requisitos básicos: sin deformación, resistencia a las vibraciones)
El marco principal es de todo el dispositivo El "esqueleto" debe soportar una carga constante a largo plazo (0,1 kn a 1000 kn) y la radiación térmica del horno de alta temperatura para garantizar que no haya deformación mecánica durante la carga y garantizar la precisión de la carga.
| Componentes básicos | Diseño de materiales y estructuras | Función |
| Fijación de vigas | Acero fundido de alta resistencia/ soldadura de placas de acero (eliminación de tensiones internas después del tratamiento de envejecimiento) | El sistema de carga fija y el soporte inferior del horno de alta temperatura proporcionan una referencia de carga estable. |
| Mover la viga | El mismo material de viga fija, se desliza con la columna | Se mueve hacia arriba y hacia abajo con el sistema de carga, aplicando fuerza de tracción/ carga de presión, el espacio entre el travesaño y la columna es ≤ 0,02 mm, lo que garantiza la coartada |
| Columna | 4 estructuras de acero de aleación de alta resistencia (cromado y óxido en la superficie), con tornillos de bola de precisión | Conecte las vigas superior e inferior para garantizar el movimiento suave de la viga y, al mismo tiempo, proporcione rigidez súper alta (deformación de la columna al cargar)≤0.01mm / m) |
| base | Base de Acero fundido pesado (peso)≥ 1 / 3 del peso total del equipo, con pies planos | El equipo fijo en su conjunto absorbe la vibración y garantiza el nivel del motor principal (nivel) ajustando los pies.≤0.1mm/m), Evitar momentos de flexión adicionales causados por la inclinación |
2. sistema de carga: salida precisa de carga constante (requisito central: estabilidad a largo plazo≤ ± 0,3% FS)
El sistema de carga es responsable de aplicar una fuerza de tracción constante a la muestra/ la carga de presión se puede dividir en "servomotor electrohidráulico", "tipo de peso" y "tipo de resorte" de acuerdo con el modo de carga, y la corriente principal es servomotor electrohidráulico, con la siguiente estructura:
| Componentes básicos | Diseño de materiales y estructuras | Función |
| Mecanismo de ejecución de carga | Servomotores electrohidráulicos (modelos medianos y grandes)/ elevador de tornillo de precisión (modelo pequeño) | El servomotor electrohidráulico impulsa el movimiento del pistón a través del aceite de alta presión para lograr la fuerza de tracción./ carga a presión; El ascensor de tornillo está impulsado por un servomotor y se adapta a la prueba de carga pequeña. |
| Sensores de carga | Tipo de columna/ sensor de tracción de alta precisión de anillo (material: acero aleado / acero inoxidable, nivel de precisión 0,1) | La señal de carga se recoge en tiempo real y se retroalimenta al controlador para formar un control de circuito cerrado. el rango de medición de la carga es de rango completo.0,5% a 100%, estabilidad a largo plazo ≤ 0,3% FS |
| Mecanismo de transmisión de carga | Palanca de alta resistencia, Junta universal | La palanca se utilizaMaterial de aleación 40crnimo (resistencia a la tracción ≥ 1000mpa), la articulación universal compensa la excentricidad de la instalación de la muestra y evita que el momento de flexión adicional afecte la prueba. |
| Componente de carga auxiliar | Grupo de pesas (opcional para calibrar/ prueba de carga estática pura), amortiguador | El Grupo de peso logra una carga estática pura a través de la superposición de estructuras mecánicas, y la deriva de la carga es mínima (adecuada para pruebas a largo plazo); El amortiguador absorbe el impacto instantáneo de la carga y evita el exceso de carga. |
3. sistema de horno de alta temperatura: ambiente de alta temperatura uniforme y estable (requisito central: precisión de control de temperatura ± 1 ° c, uniformidad del campo de temperatura ≤ 3 ° c)
El sistema de horno de alta temperatura es el núcleo de la simulación del entorno de servicio de alta temperatura de los materiales, que requiere estabilidad a alta temperatura a largo plazo y campo de temperatura uniforme, y el diseño estructural se centra en. "Uniformidad de calentamiento, aislamiento térmico, resistencia a la temperatura":
| Componentes básicos | Diseño de materiales y estructuras | Función |
| Carcasa del cuerpo del horno | Moldeo por pulverización de placas de acero laminadas en frío (capa exterior)+ capa térmica (capa media) + revestimiento interior (capa interior) | La carcasa está protegida contra la humedad, la capa térmica reduce la pérdida de calor y el interior proporciona una cavidad de alta temperatura. |
| Capa de aislamiento térmico | Fibra cerámica de alta densidad (conductividad térmica)≤ 003w / (m · k)) + ladrillo térmico de alúmina | Diseño de aislamiento térmico de varias capas, temperatura de la superficie de la carcasa del horno≤ 60 ° c (a la temperatura de prueba de 1200 ° c), evite la fuga de calor y la quemadura del operador |
| Elemento de calefacción | Selección según el rango de temperatura:- temperatura media (≤ 800 ° c): alambre de aleación de níquel - cromo (resistencia a la temperatura 850 ° c) - alta temperatura (800 a 1200 ° c): barra de carbono de silicio (resistencia a la temperatura 1400 ° c) - temperatura ultra alta (> 1200 ° c): alambre de molibdeno / barra de grafito (resistencia a la temperatura 1600 a 2000 ° c) | Distribuido uniformemente a ambos lados de la cavidad del horno/ cuatro semanas (como 6 a 8 arreglos simétricos), a través del ajuste de la EIP para lograr el calentamiento subregional, para garantizar un campo de temperatura uniforme |
| Interior (cavidad del horno) | Temperatura media:Sus304 acero inoxidable a alta temperatura / súper alta temperatura: tubo cerámico de alúmina / revestimiento de horno de grafito | Resistente a la corrosión y a altas temperaturas, la forma de la cavidad del horno es cilíndrica (evitando el ángulo muerto del flujo de aire), y el diámetro interior está diseñado de acuerdo con el tamaño de la muestra (generalmente φ50 ~ 150 mm) |
| Elemento de medición de temperatura | Termómetro tipo S / R (rango de medición de temperatura de 0 a 1600 ° c, precisión de ± 0,5 ° c) | La sonda térmica se fija cerca de la Sección de distancia estándar de la muestra (distancia de la muestra)≤5mm), Recoger la temperatura del área de la muestra en tiempo real y retroalimentarla al controlador |
| Interfaz de Ambiente (opcional) | Entrada de aire (gas inerte)/ gas de protección), salida de aire, interfaz de vacío | Adecuado para la prueba de materiales fáciles de oxidar, se puede introducir argón/ nitrógeno (pureza ≥ 99,99%) o vacío (≤ 10⁻ mpa) para evitar la oxidación a alta temperatura de la muestra |
IV. sistema de medición de deformación: captura precisa de la deformación de arrastre (requisito central: resolución≤0.0001mm)
El sistema de medición de deformación es responsable del monitoreo en tiempo real de la deformación de arrastre de la muestra a altas temperaturas (incluyendo la etapa inicial de arrastre, arrastre en Estado estable y arrastre acelerado), que es el núcleo para obtener la curva de arrastre y los indicadores clave, que se dividen en "Contacto" y "sin contacto":
| Componentes básicos | Diseño de materiales y estructuras | Función |
| Extensor de alta temperatura de contacto | Material resistente a la temperatura: cerámica/ estructura de aleación Inconel (resistencia a la temperatura ≤ 1200 ° c): tipo de garra doble, distancia estándar ajustable (25 a 50 mm), equipada con mecanismo de precarga de resorte | Sujetado directamente en ambos extremos de la distancia estándar de la muestra, a través de un transformador diferencial/ la regla de rejilla convierte la deformación mecánica en una señal eléctrica, con una precisión de medición de deformación ≤ 0001 mm y una resolución ≤ 00001 mm |
| Extensor láser sin contacto (opcional) | Estructura: extremo emisor láser+ extremo receptor (dispuesto simétricamente a ambos lados del horno de alta temperatura), monitoreado a través de una ventana de Observación de cuarzo | Basado en el principio de medición triangular de distancia láser, la medición sin contacto de la deformación de la Sección de distancia estándar de la muestra evita la oxidación a alta temperatura y el daño por impacto cuando la muestra se rompe, y se adapta a la temperatura ultra alta.> 1200 ° c) o muestras fáciles de oxidar |
| Sensores de desplazamiento | Regla de rejilla (resolución)≤0.001mm), Instalado entre el travesaño móvil y el travesaño fijo | Medición auxiliar del desplazamiento de la viga para calibrar el extensor o monitorear grandes deformaciones (como la deformación total después de la rotura de la muestra) |
| Módulo de transmisión de señal | Cable blindado de alta temperatura, amplificador de señal | Proteger la interferencia electromagnética y la influencia de la radiación térmica del horno de alta temperatura, amplificar la señal de deformación débil y garantizar la estabilidad de la transmisión de datos. |
V. sistema de control: Centro de operación de equipos y procesamiento de datos (requisitos básicos: automatización, alta fiabilidad)
El sistema de control es del equipo. El "cerebro", que coordina el trabajo de cada módulo para lograr un control preciso de la temperatura y la carga, así como la adquisición, procesamiento y generación de informes de datos, tiene la siguiente estructura:
| Componentes básicos | Diseño de materiales y estructuras | Función |
| Hardware del controlador | PC + ordenador industrial (integrado / de escritorio) + pantalla de operación táctil | El PLC es responsable del control en tiempo real (temperatura, carga, frecuencia de adquisición de deformación ≥ 10 hz), la computadora industrial es responsable del almacenamiento y análisis de datos, y la pantalla táctil admite la configuración de parámetros, monitoreo y operación en tiempo real. |
| Módulo de control de temperatura | Algoritmo de control pi + inexistente, Programa de calentamiento por etapas | Controlar la Potencia del elemento de calefacción para lograr Proceso de calentamiento de "calentamiento rápido → aproximación lenta → estabilidad de temperatura constante", precisión de control de temperatura ≤ 1 ° C para evitar el exceso de temperatura |
| Módulo de control de carga | Servomotor electrohidráulico..Moog / atos) + ajuste de retroalimentación de circuito cerrado | Controlar la presión del cilindro servomotor o la velocidad del motor del tornillo para mantener la carga estable en el valor establecido Dentro de ± 0,5%, se admiten dos modos de control de tensión / carga constante constante |
| Módulo de adquisición y almacenamiento de datos | Tarjeta de adquisición de datos de alta velocidad (tasa de muestreo)≥100Hz)、 Almacenamiento de disco duro / tarjeta SD | Adquisición automática de datos de temperatura, carga, deformación y tiempo, soporte de almacenamiento continuo≥ 10000h datos de prueba, con función de recuperación de corte de energía (los datos no se pierden después del Corte de energía, la llamada se renueva automáticamente) |
| Sistema de software | Software de prueba especial..Sistemas Windows / linux) | Función:① configuración de parámetros (temperatura, carga útil, tiempo de prueba, condiciones de parada); ② dibujar la curva de arrastre (curva epsilon - t) en tiempo real; ③ calcular automáticamente la resistencia a la fluencia, la resistencia a la rotura, la tasa de transmisión a la fluencia y otros indicadores; ④ generación y exportación de informes (microsoft / Word / pdf); ⑤ monitoreo remoto (soporte para la aplicación móvil / computadora para ver el Estado de la prueba) |
6. sistema de protección de la seguridad: garantizar la seguridad del equipo y el personal (requisitos básicos: alta fiabilidad)
Teniendo en cuenta las particularidades de las pruebas de alta temperatura, alta presión y largo ciclo, el sistema de protección de Seguridad debe cubrirse. "Protección contra altas temperaturas, protección contra sobrecarga, protección contra rotura, protección eléctrica" y otras dimensiones:
| Componentes básicos | Diseño de materiales y estructuras | Función |
| Cubierta protectora de alta temperatura | Vidrio templado de doble capa+ marco de acero inoxidable (resistente a altas temperaturas, resistente al impacto), cubriendo el exterior del horno de alta temperatura | Evitar que los operadores se quemen por radiación de alta temperatura y, al mismo tiempo, facilitar la observación del Estado de la muestra, con un recubrimiento antiniebla en la superficie del vidrio (evitar la niebla de vapor de agua de alta temperatura) |
| Dispositivo de protección contra sobrecarga | Interruptor de límite mecánico+ alarma electrónica de sobrecarga (activada cuando la carga supera el 110% del rango completo) | El límite mecánico evita el movimiento excesivo del travesaño, la sobrecarga electrónica se descarga automáticamente y llama a la policía para evitar daños en el equipo y las muestras. |
| Protección contra la rotura de la muestra | Algoritmo de detección de mutaciones de deformación+ válvula de descarga de emergencia | Cuando la muestra se rompe, la cantidad de deformación cambia repentinamente, el controlador activa rápidamente la instrucción de descarga, detiene la carga y se enfría para evitar salpicaduras de fragmentos rotos. |
| Protección eléctrica | Interruptor de protección de fugas, protección de sobrecorriente, protección de puesta a tierra | Evitar cortocircuitos eléctricos, accidentes de fuga de electricidad y resistencia a la tierra del equipo≤4Ω |
| Otras protecciones | Protección de desconexión de acoplamiento (parada automática del horno cuando se desconecta el termómetro), alarma de falla de refrigeración por agua (modelo de refrigeración por agua), monitoreo de presión de atmósfera (modelo de atmósfera) | Hacer frente a las anomalías durante las pruebas y evitar daños en el equipo o fallos en las pruebas |
7. sistema auxiliar: garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del equipo
El sistema auxiliar es un complemento del funcionamiento normal del equipo, opcional de acuerdo con los requisitos de prueba, y el núcleo incluye:
| Componentes básicos | Diseño de materiales y estructuras | Función |
| Sistema de refrigeración | Enfriador de agua (enfriador de agua industrial, capacidad de refrigeración)5 a 30 kW / disipador de calor refrigerado por aire | Enfriar la carcasa del horno de alta temperatura, el cilindro de carga, la pinza y otros componentes para evitar el fallo de los componentes causado por la alta temperatura y mantener la estabilidad del funcionamiento del equipo. |
| Sistema de control de atmósfera (opcional) | Cilindros de gas, válvulas reductoras de presión, medidores de flujo, filtros de pureza de gas | Introducir gas inerte (argón) en el horno de alta temperatura/ nitrógeno), el caudal se puede ajustar (0 a 5 L / min), asegurando que el contenido de oxígeno en el horno sea ≤ 10 ppm y evitando la oxidación de la muestra |
| Sistema de vacío (opcional) | Bomba de vacío giratoria+ medidor de vacío (rango de medición 10 ⁵ a 10⁻ pa) | Lograr un ambiente de vacío en el horno y adaptarse a la prueba de materiales especiales sensibles a la oxidación (como aleación de titanio y cerámica de alta temperatura) |
| Pinzas de muestra | Accesorios de aleación resistentes a altas temperaturas..Inconel / aleación de molibdeno, resistente a la temperatura ≥ 80% de la temperatura de prueba), incluyendo pinzas de autobloqueo en forma de cuña / pinzas de tornillo | Fijar la muestra para asegurarse de que el agarre es firme y la coaxalidad es buena (desviación del eje de la muestra del eje de carga)≤ 0,5 °), evitar la prueba de influencia del momento de flexión adicional |
Diagrama esquemático del diseño estructural general (simplificado)
texto sencillo
[arriba: mueve el travesaño]
↓
[sistema de carga: elevador de cilindro / tornillo servomotor + sensor de carga]
↓
[sistema de horno de alta temperatura: cuerpo del horno + elemento de calefacción + par + interfaz de atmósfera]
↓
[pinzas de muestra: pinzas superiores (conectando sensores de carga) + pinzas inferiores (conectando vigas fijas))
↓
[sistema de medición de deformación: extensor (sección de distancia estándar de la muestra de agarre) + emisor / receptor láser (ambos lados))
↓
[viga fija + columna + base]
↓
[sistema de control: pantalla de operación + computadora Industrial + controlador]
↓
[sistema auxiliar: unidad refrigerada por agua + cilindro de atmósfera + Sistema de vacío]
[protección de seguridad: cubierta protectora de alta temperatura + protección contra sobrecarga + protección eléctrica]
Resumen de los puntos clave del diseño de la estructura central
Alta rigidez: el marco principal utiliza Acero fundido pesado y aleación de alta resistencia para garantizar una carga a largo plazo sin deformación;
Resistencia a altas temperaturas: hornos de alta temperatura, accesorios, extensores y otros componentes que entran en contacto directo con altas temperaturas utilizan materiales resistentes a la temperatura (cerámica, aleación de alta temperatura, molibdeno)/ grafito);
Alta estabilidad: el sistema de carga adopta el control de circuito cerrado y el control de temperatura adoptaAlgoritmo EIP + inexistente, la medición de deformación utiliza sensores de alta precisión para garantizar la estabilidad de los datos de prueba a largo plazo;
Seguridad: diseño de protección, cubriendo puntos de riesgo como Alta temperatura, sobrecarga, rotura y electricidad;
Escalabilidad: admite configuraciones opcionales como control de atmósfera, sistema de vacío y extensor láser, y se adapta a diferentes materiales y necesidades de prueba.
Este diseño estructural garantiza que el equipo pueda funcionar de manera estable en condiciones de prueba (alta temperatura, ciclo largo, alta carga), obtener con precisión datos sobre las propiedades de arrastre y resistencia del material y proporcionar un apoyo confiable para el diseño y la evaluación de la vida útil de los componentes de alta temperatura.