Установка для испытания образцов на термоусталость

(591ч ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря(56) Установка для испытания металлов на термическую усталость в условиях механического нагружения при воздействии агрессивной среды, Заводская лаборатория, 1972, У 5, с. 612-613.Авторское свидетельство СССР У 183992, кл. С 01 Ю 3/60, 1965.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПИТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ТЕРМОУСТАЛОСТЬ(57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повьпнение производительности испытаний путем одновременного воздействия на несколькообразцов и приближение условий испытаний к эксплуатационным путемвведения в газовый поток агрессивных реагентов. Установка содержитоснование 1 с силовозбудителем,. активный захват 3 с грузом , пассивный захват 8 в виде плиты с конусообразными отверстиями 9 для размещения образцов 5. Средства подачи холодного газа к образцам 5 выполненов виде штуцеров 16 и 17, установлен"1295301 ных на каретке 11 на одинаковом расстоянии Г 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 иэводительности испытания путем одновременного изменения температуры нескольких образцов и приближение условий испытания к условиям эксплуатации лопаток газовых турбин путем 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 1 с закрепленным на нем силовозбудите- Л лем, выполненным, например, в виде нескольких пар электромагнитов 2, электрически связанных с источником (не показан) питания. Между электромагнитами 2 размещен активный захват 3, выполненный в виде зажимов иэ магнитного материала, закрепляемых на одной из захватных головок 4 полых цилиндрических образцов 5 (пока" зан 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 35 ными для размещения в них захватных термопарами 21 и 22 и вызывает термические напряжения. При перемещении каретки на расстояние , равноерасстоянию между отверстиями 9, сопло 13 располагается напротив второго,образца 5 и нагревает его,а штуцер 16останавливается у предварительнонагретого образца и охлаждает его,После охлаждения нагретого образца5 электромагниты 2 отключаются. После нагрева последнего в ряду образца 5 каретка 11 перемещается в про"тивоположную сторону, а охлаждениеосуществляется штуцером 17. э.п,ф-лы 1 1 ил,головок 10 образцов, Центры сквозных отверстий 9 в захвате 8 лежат на прямой, перпендикулярной оси захватов 3 и 8, Каретка 11 установлена на основании 1 с воэможностью 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 н встроенной орсункой 14, соединенной с источником 15 агрессивной среды, Для средства подачи холодного газа к образцам выполнены в виде штуцеров 16 и 17, установленных на каретке 11 на одинаковом расстоянии 1 от камеры 12 сгораниян 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 З,а дополнительная форсунка 19 размещена между крышкой 18 и поверхностью захвата 8 и соединена с дополнительным источником 20 агрессивной среды, В полости образца размещена термопара 21, регистрирующаятемпературу на его внутренней поверхности, а снаружи образца установлена подвижная термопара 22, соединенная с сервомотором 23 и предназначенная для измерения температурыв любой точке наружной поверхностобразца, Активный захват 3 может3 129530быть связан с механически 1 вибратором 24,Установка работает следующим образом,Захватные головки 10 испытуемыхобразцов устанавливают в сквозныхконусообразных отверстиях 9, а назахватные головки 4 устанавливаютактивные захваты 3, В полости образцов устанавливают термопары 21, а 1 Она их наружной поверхности - подвижные термопары 22. На пассивном захвате 8 герметично закрепляют крышку18. 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 агрессивнойсреды, а на электромагниты 2 подают 20переменное напряжение, в результатечего образец 5 нагревается и подвергается знакопеременному механическому нагружению и статическомуиагружению под действием груза 7. 25Одновременно включают дополнительнуюфорсунку 19, подающую сжатый воздухс агрессивным водным реагентом отдополнительного источника 20 агрессивной среды в полости образцов. В 30результате нагрева наружной поверхности образца 5 и охлаждения его полости в его стенке возникает градиент температуры, который регистрируется термопарами 21 и 22 и являетсяпричиной возникновения термическихнапряжений. По истечении заданноговремени каретка 11 перемещается нарасстояние 1, в результате чего сопло 13 располагается напротив второго 49образца (не показан) и нагревает его.Одновременно штуцер 16 останавливается напротив предварительного нагретого первого образца 5, на наружную поверхность которого подаетсяхолодный гаэ, После охлаждения первого образца 5 электромагниты 2,связанные с активным захватом 3 этого образца, отключаются, В то время завершается нагрев второго образца, и каретка перемещается к следующему образцу, а второй образец охлаждается штуцером 16, После нагре-ва последнего образца каретка 11 перемещается в противоположную сторону, а охлаждение осуществляется ужештуцером 17, В результате одновременного нагрева одного образца и охлаждения другого значительно повышается производительность испытания,Воздействие горячего газа с воднымагрессивным реагентом на наружнуюповерхность образцов и воздействиеэтого же реагента на внутреннюю полость образцов с одновременным механическим нагружением приближаетусловия испытания к условиям эксплуатации деталей оборудования, например полых лопаток газовых турбин.В процессе испытания регистрируют количество циклов, необходимыхдля разрушения образцов и по ним судят о термостойкости испытуемого материала,Формула и э о б р е т е н и я 1. Установка для испытания образцов на термоусталость, содержащаяоснование, захваты для крепления образца, каретку, установленную на основании с воэможностью перемещенияв направлении, перпендикулярном осизахватов, средство подачи горячегогаза к образцам, закрепленное в середине каретки, и два средства подачихолодного газа к образцам, закрепленные на каретке на,одинаковом расстоянии от средства подачи горячегогаза по разные стороны от него,о т л и ч а ю щ а я с л тем, что,с целью повышения производительностииспытания и приближения его условийк условиям эксплуатации лопаток газовых турбин, один из захватов выполнен в виде плиты со сквозными отверстиями, центры которых лежат напрямой, перпендикулярной оси захватов, а расстояние между центрамисоседних отверстий равно расстояниюмежду средствами подачи горячего ихолодного газа, другой захват выполнен в виде набора зажимов по числуотверстий, а установка снабжена крьппкой в виде короба, герметично закрепленного на плите, средством подачи холодного газа в полость короба и силовоэбудителем, связанным сзажимами,2, Установка по п. 1, о т л и "ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена источниками агрессивной среды исообщенными с ними Форсунками,установленными на средствах подачи газа,