Установка для испытания образцов на термоусталость Советский патент 1987 года по МПК G01N3/60 

ньк на каретке 11 на одинаковом расстоянии f от камеры 12 сгорания и по разные стороны от нее. При включении камеры 12 сгорания, в которую поступает агрессивный водный реагент на электромагниты 2 подают переменное напряжение, образец 5 нагревается снаружи и подвергается знакопеременному механическому нагружению, Одновременно в полость образца 5 подается охлаждающий сжатый воздух с агрессивным водным реагентом. В стенке образца 5 возникает градиент .температур который регистрируется

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов на термоусталость.

Цель изобретения - повышение про- изводительности испытания путем одновременного изменения температуры нескольких образцов и приближение условий испытания к условиям эксплуатации лопаток газовых турбин пу- тем одновременного воздействия механических и термических нагрузок и агрессивного реагента на наружную и внутреннюю поверхность трубчатых образцов.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка содержит основание с закрепленным на нем силовозбудите- лем, выполненным, например, в виде нескольких пар электромагнитов 2, электрически связанных с источником (не показан) питания. Между электромагнитами 2 размещен активный захва 3, выполненный в виде зажимов из магнитного материала, закрепляемых н одной из захватных головок 4 полых цилиндрических образцов 5 (показан только первый образец).К актив- ному захвату 3 на гибкой тяге 6 подвешен груз 7. Пассивный захват 8 закреплен на основании 1 и выполнен в виде плиты со сквозными конусообразными отверстиями 9, предназначен- ными для размешения в них захватных

термопарами 21 и-22 и вызывает термические напряжения. При перемещении каретки на расстояние , равное расстоянию между отверстиями 9, сопло 13 располагается напротив второго - . образца 5 и нагревает его, а штуцер 1 6 останавливается у предварительно нагретого образца и охлаждает его. После охлаждения нагретого образца 5 электромагниты 2 отключаются. После нагрева последнего в ряду образца 5 каретка 11 перемер1ается в противоположную сторону, а охлаждение осуществляется штуцером 17. з.п.

ф-ЛЬ, 1 ИЛ.

0 5

5

головок 10 образцов. Центры сквозных отверстий 9 в захвате 8 лежат на прямой, перпендикулярной оси захватов 3 и 8, Каретка П установлена на основании 1 с возможностью перемещения в направлении, перпендику- ,лярном оси захватов 3 и 8, и вдоль ряда образцов. В середине каретки 11 закреплено средство подачи горячего газа к образцам, выполненное в виде камеры 12 сгорания с реактивным соплом 13 и встроенной форсункой 14, соединенной с источником 15 агрессивной среды. Для средства подачи холодного газа к образцам выполнены в виде, штуцеров 16 и 17, установленных на каретке i1 на одинаковом расстоянии 1 от камеры 12 сгорания и по разные стороны от нее. Расстояние между центрами соседних сквозных отверстий 9 также равно 1. Крышка 18, выполненная в виде короба, герметично закреплена на пассивном захвате В,а дополнительная форсунка 19 размещена между крышкой 18 и по- . верхностью захвата 8 и соединена с дополнительным источником 20 агрессивной среды. В полости образца раз- мещена термопара 21 регистрирующая температуру на его внутренней поверхности, а снаружи образца установлена подвижная термопара 22, соединенная с сервомотором 23 и предназначенная для измерения температуры в любой точке наружной поверхност образца. Активный захват 3 может

быть связан с механически вибратором 24.

Установка работает следующим образом.

Захватные головки 10 испытуемых образцов устанавливают в сквозных конусообразных отверстиях 9, а на захватные головки 4 устанавливают активные захваты 3, В полости образцов устанавливают термопары 21, а |На их наружной поверхности - подвижные термопары 22. На пассивном захвате 8 герметично закрепляют крышку 18, Перемещая каретку 11 вдоль ряда образцов, подводят сопло 13 камеры 12 сгорания к первому образцу 5, .Включают камеру 12 сгорания, в которую подают агрессивный водный реагент от источника 15 агрессивной среды, а на электромагниты 2 подают переменное напряжение, в результате чего образец 5 нагревается и подвергается знакопеременному механическому нагружению и статическому нагружению под действием груза 7, Одновременно включают дополнительную форсунку 19, подающую сжатый воздух с агрессивным водньш реагентом от дополнительного источника 20 агрессивной среды в полости образцов. Б результате нагрева наружной поверхности образца 5 и охлаждения его полости в его стенке возникает градиент температуры, который регистрируется термопарами 21 и 22 и является Причиной возникновения термических напряжений. По истечении заданного времени каретка 11 перемещается на расстояние 1, в результате чего сопло 13 располагается напротив второг образца (не показан) и нагревает ег Одновременно штуцер 16 останавливается напротив предварительного нагретого первого образца 5, на наружную поверхность которого подается холодный газ. После охлаждения первого образца 5 электромагниты 2, связанные с активным захватом 3 этого образца, отключаются. В то время завершается нагрев второго образ- Q дачи холодного газа в полость короба и силовозбудителем, связанным с зажимами,

2, Установка поп, 1, отличающаяся тем, что она снабца, и каретка перемещается к следующему образцу, а второй образец охлаждается щтуцером 16. После нагре- ва последнего образца каретка 11 перемещается в противоположную сторону, а охлаждение осуп1ествляется уже штуцером 17. В результате одновре55

жена источниками агрессивной среда и сообщенными с ними форсунками,установленными на средствах подачи газа

менного «агрева одного-обр азца и охлаждения другого значительно повышается производительность испытания. Воздействие горячет о газа с водным

агрессивным реагентом на наружную поверхность образцов и воздействие этого же реагента на внутреннюю полость образцов с одновременным механическим нагружением приближает

условия испытания к условиям эксплуатации деталей оборудования, например полых лопаток газовых турбин,

В процессе испытания регистрируют количество циклон, необходимых

для разрупения образцов и по ним судят о термостойкости испытуемого материала.

Формула изобретения

20

5

0

1. Установка для испытания образцов на термоусталость, содержащая основание, захваты для крепления образца, каретку, установленную на основании с возможностью перемещения в направлении,перпендикулярном оси захватов, средство подачи горячего газа к образцам, закрепленное в середине каретки, и два средства подачи холодного газа к образцам, закрепленные на каретке на- одинаковом расстоянии от средства подачи горячего газа по разные стороны от него, отличающаяся тем, что, с целью повьшения производительности испытания и приближения его условий к условиям эксплуатации лопаток га- зовых турбин, один из захватов выполнен в виде плиты со сквозными отверстиями, центры которых лежат на прямой, перпендикулярной оси захва-/ тов, а расстояние между центрами соседних отверстий равно расстоянию между средствами подачи горячего и холодного газа, другой захват вьтол- нен в виде набора зажимов по числу отверстий, а установка снабжена крышкой в виде короба, герметично закрепленного на плите, средством по5

0

55

жена источниками агрессивной среда и сообщенными с ними форсунками,установленными на средствах подачи газа.

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повьшение производительности испытаний путем одновременного воздействия на несколько образцов и приближение условий испытаний к эксплуатационшда путем введения в газовый поток агрессивных реагентов. Установка содержит основание 1 с силовозбудителем,. активный захват 3 с грузом 7, пассивный захват 8 в виде плиты с конусообразными отверстиями 9 для размеще ния образцов 5. Средстве подачи холодного газа к образцам 5 выполнено в виде штуцеров 16 и 17, установленto го fS