一种粉末冶金阻尼实验耐高温装置的制作方法

1.本发明属于阻尼实验技术领域，特别涉及一种粉末冶金阻尼实验耐高温装置。


背景技术：

2.随着航空航天、交通运输、信息产业的发展，新型轻合金材料的研发受到了各国的重视。镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金，是目前实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度小、强度高、阻尼性、切削加工性和铸造性能好的优点。镁合金材料的种类很多，其中zk60a镁合金的特点是强度高且耐腐蚀性好，主要用于电器产品的壳体，小尺寸薄型或异型支架等。粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。
3.现有技术中的粉末冶金高温阻尼实验，一般采用的是将试验件放置在高温真空炉内，使其处理高温的环境中。但是在进行激振时一般通过高温真空炉上开设的透明窗口来增加激振，在激振完对金属材料的阻尼数据进行检测时也需要通过高温真空炉上开设的透明窗口来检测，这样高温真空炉上窗口开设的时间就比较长会影响内部实验的温度。即使为了避免开窗次数将振动发生装置和数据检测装置放置在高温环境内，那么由于数据检侧装置一般采用传感器检测数据，那么高温环境会影响传感器的测量精度，很难保证其测量数据的准确性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种粉末冶金阻尼实验耐高温装置，用于解决上述技术问题。
5.本发明的技术方案是：
6.一种粉末冶金阻尼实验耐高温装置，包括：
7.高温真空炉，固定在底座上；
8.试件固定装置，固定在所述高温真空炉中部用于固定试验件；
9.两个冷却装置，一个冷却装置固定在所述高温真空炉上方与试验件相对的位置，另一个冷却装置固定在所述高温真空炉下方与试验件相对的位置；
10.两个开关组件，分别固定在两个所述冷却装置与试验件相对一端的开口处；
11.振动发生装置，固定在其中一个冷却装置内部；所述振动发生装置的振动件穿过所述开关组件与试验件接触带动试验件振动；
12.数据检测装置，固定在另一个冷却装置内部；所述数据检测装置的检测件穿过所述开关组件检测试验件的振动响应。
13.上述冷却装置包括：
14.冷却箱，固定在所述高温真空炉上；所述振动发生装置和所述数据检测装置卡接在所述冷却箱内部；所述冷却箱上与试验件相对的位置开设有缺口，缺口处固定有所述开关组件；
15.支撑架，固定在所述冷却箱内；
16.冷凝管，外侧缠绕有钢丝网，钢丝网固定在所述支撑架外侧；
17.第一连接管，一端与所述冷却箱侧壁固定连接并与其内部相通，另一端穿过所述高温真空炉；
18.第二连接管，一端通过柔性连接件与所述第一连接管穿过所述高温真空炉的一端连接，另一端与制冷组件固定连接。
19.上述制冷组件包括：
20.制冷箱，固定在所述底座上；
21.蒸发器，固定在所述制冷箱内；所述制冷箱上与所述蒸发器相对的位置开设有散热孔；
22.压缩机，固定在所述制冷箱内；
23.其中，所述冷凝管、所述蒸发器以及所述压缩机连接成一个闭环制冷系统。
24.上述柔性连接件材质为柔性橡胶。
25.上述冷却箱上开设缺口的位置固定有实心的圆柱，圆柱中心开设有允许所述振动件和所述检测件穿过的方形通孔。
26.上述开关组件包括：
27.板体，横向贯穿所述圆柱；
28.齿条，固定在所述板体上侧；
29.齿轮，与所述齿条啮合；
30.转轴，贯穿所述齿轮中心，转轴一端与第一电机的输出轴连接，转轴另一端通过轴承与所述冷却箱连接。
31.上述试件固定装置包括：
32.长方体，固定在横向移动机构上；
33.第一电动推杆，外壳体固定在所述长方体上，
34.第二电动推杆，外壳体固定在所述长方体上，第二电动推杆的伸缩端与所述第一电动推杆相对伸缩；
35.两个压板，分别与所述第一电动推杆和所述第二电动推杆的伸缩端固定连接；
36.其中，第一电动推杆和第二电动推杆从上下两侧压紧试验件。
37.上述横向移动机构包括：
38.螺杆，其左右两端均通过轴承与固定在所述高温真空炉内侧壁的轴承座连接；
39.第二电机，固定在所述高温真空炉内并且其输出轴与所述螺杆一端固定连接；
40.螺母，与所述螺杆螺纹连接，螺母一侧固定有滑块，滑块与水平固定在高温真空炉内侧的滑槽滑动连接；所述螺母另一侧通过连接杆与所述长方体固定连接。
41.上述振动发生装置包括第三电动推杆，第三电动推杆外壳体固定有第一卡块，第一卡块与第一卡槽固定连接，第一卡槽固定在所述冷却箱上；所述振动件为激振器，所述第三电动推杆的伸缩端与所述振动件固定连接。
42.上述数据检测装置包括竖杆，竖杆的上端固定有第二卡块，第二卡块与第二卡槽固定连接，第二卡槽固定在所述冷却箱内；所述检测件为激光位移传感器，激光位移传感器固定在所述竖杆的下端。
43.本发明的有益效果：
44.1、现有技术中zk60a金属材料在做高温阻尼实验时一般采用的是将试验件放置在高温真空炉内，使其处理高温的环境中。但是在进行激振时一般通过高温真空炉上开设的透明窗口来增加激振。在激振完对金属材料的阻尼数据进行检测时也需要通过高温真空炉上开设的透明窗口来检测。这样高温真空炉上窗口开设的时间就比较长会影响内部实验的温度。即使为了避免开窗次数将振动发生装置和数据检测装置放置在高温环境内会影响数据测量的准确性。数据检侧装置一般采用传感器检测数据，那么高温环境会影响传感器的测量精度，很难保证其测量数据的准确性。同时如果振动发生装置长期高温环境中会影响其使用寿命，需要反复的更换振动件。本发明将振动发生装置和数据检测装置直接固定在高温真空炉内避免长时间开启高温真空炉造成炉内温度的变化，同时利用两个冷却装置用来冷却振动发生装置和数据检测装置，避免高温对其测量数据产生影响。
45.2、现有技术中的试验件一般是固定在高温真空炉内的特定位置。而本发明将试验件利用第一电动推杆和第二电动推杆固定，固定后利用横向移动机构带动其移动，使试验件长度不同时根据试验件的长度移动，使试验端一直位于振动发生装置和数据检测装置之间。
46.3、现有技术中的冷却装置为一体式结构，如果采用一体式结构那么压缩电机固定在高温真空炉内就会带动振动，影响实验数据。为了保证实验精度，本发明将冷却装置分为两部分，将第一连接管与第二连接管之间通过柔性连接件连接，利用柔性连接件的好处在于即使压缩机产生小幅度的振动也不会使高温真空炉产生振动。
附图说明
47.图1为本发明的整体结构示意图。
48.图2为本发明横向移动机构的结构示意图。
49.图3为本发明开关组件的侧视结构示意图。
50.图4为本发明开关组件的俯视结构示意图。
51.图5为本发明振动发生装置的结构示意图。
52.图6为本发明数据检测装置的结构示意图。
53.附图标记说明：
54.1、高温真空炉；2、底座；3、振动件；4、检测件；5、冷却箱；6、支撑架；7、冷凝管；8、第一连接管；9、第二连接管；10、制冷箱；11、蒸发器；12、压缩机；13、圆柱；14、板体；15、齿条；16、齿轮；17、转轴；18、第一电机；19、长方体；20、第一电动推杆；21、第二电动推杆；22、压板；23、螺杆；24、第二电机；25、螺母；26、滑块；27、滑槽；28、连接杆；29、第三电动推杆；30、第一卡块；31、第一卡槽；32、竖杆；33、第二卡块；34、第二卡槽。
具体实施方式
55.下面结合附图1至附图6，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
56.实施例1：
57.如图1所示，本发明实施例提供了一种粉末冶金阻尼实验耐高温装置，包括高温真
空炉1，固定在底座2上；试件固定装置，固定在所述高温真空炉1中部用于固定试验件；两个冷却装置，一个冷却装置固定在所述高温真空炉1上方与试验件相对的位置，另一个冷却装置固定在所述高温真空炉1下方与试验件相对的位置；两个开关组件，分别固定在两个所述冷却装置与试验件相对一端的开口处；振动发生装置，固定在其中一个冷却装置内部；所述振动发生装置的振动件3穿过所述开关组件与试验件接触带动试验件振动；数据检测装置，固定在另一个冷却装置内部；所述数据检测装置的检测件4穿过所述开关组件检测试验件的振动响应。
58.进一步地，所述冷却装置包括冷却箱5，固定在所述高温真空炉1上；所述振动发生装置和所述数据检测装置卡接在所述冷却箱5内部；所述冷却箱5上与试验件相对的位置开设有缺口，缺口处固定有所述开关组件；支撑架6，固定在所述冷却箱5内；冷凝管7，外侧缠绕有钢丝网，钢丝网固定在所述支撑架6外侧；第一连接管8，一端与所述冷却箱5侧壁固定连接并与其内部相通，另一端穿过所述高温真空炉1；第二连接管9，一端通过柔性连接件与所述第一连接管8穿过所述高温真空炉1的一端连接，另一端与制冷组件固定连接。
59.进一步地，所述制冷组件包括制冷箱10，固定在所述底座2上；蒸发器11，固定在所述制冷箱10内；所述制冷箱10上与所述蒸发器11相对的位置开设有散热孔；压缩机12，固定在所述制冷箱10内；其中，所述冷凝管7、所述蒸发器11以及所述压缩机12连接成一个闭环制冷系统。
60.进一步地，所述柔性连接件材质为柔性橡胶。
61.进一步地，所述冷却箱5上开设缺口的位置固定有实心的圆柱13，圆柱13中心开设有允许所述振动件3和所述检测件4穿过的方形通孔。
62.进一步地，所述开关组件包括板体14，横向贯穿所述圆柱13；齿条15，固定在所述板体14上侧；齿轮16，与所述齿条15啮合；转轴17，贯穿所述齿轮16中心，转轴17一端与第一电机18的输出轴连接，转轴17另一端通过轴承与所述冷却箱5连接。
63.现有技术中zk60a金属材料在做高温阻尼实验时一般采用的是将试验件放置在高温真空炉内，使其处理高温的环境中。但是在进行激振时一般通过高温真空炉上开设的透明窗口来增加激振。在激振完对金属材料的阻尼数据进行检测时也需要通过高温真空炉上开设的透明窗口来检测。这样高温真空炉上窗口开设的时间就比较长会影响内部实验的温度。即使为了避免开窗次数将振动发生装置和数据检测装置放置在高温环境内会影响数据测量的准确性。数据检侧装置一般采用传感器检测数据，那么高温环境会影响传感器的测量精度，很难保证其测量数据的准确性。同时如果振动发生装置长期高温环境中会影响其使用寿命，需要反复的更换振动件。本发明将振动发生装置和数据检测装置直接固定在高温真空炉1内避免长时间开启高温真空炉1造成炉内温度的变化，同时利用两个冷却装置用来冷却振动发生装置和数据检测装置，避免高温对其测量数据产生影响。
64.现有技术中的冷却装置为一体式结构，如果采用一体式结构那么压缩机12固定在高温真空炉1内就会带动振动，影响实验数据。为了保证实验精度，本发明将冷却装置分为两部分，将第一连接管8与第二连接管9之间通过柔性连接件连接，利用柔性连接件的好处在于即使压缩机产生小幅度的振动也不会使高温真空炉产生振动。
65.实施例2：
66.本实施例基于实施例1，所述试件固定装置包括长方体19，固定在横向移动机构
上；第一电动推杆20，外壳体固定在所述长方体19上；第二电动推杆21，外壳体固定在所述长方体19上，第二电动推杆21的伸缩端与所述第一电动推杆20相对伸缩；两个压板22，分别与所述第一电动推杆20和所述第二电动推杆21的伸缩端固定连接；其中，第一电动推杆20和第二电动推杆21从上下两侧压紧试验件。
67.进一步地，所述横向移动机构包括螺杆23，其左右两端均通过轴承与固定在所述高温真空炉1内侧壁的轴承座连接；第二电机24，固定在所述高温真空炉1内并且其输出轴与所述螺杆23一端固定连接；螺母25，与所述螺杆23螺纹连接，螺母25一侧固定有滑块26，滑块26与水平固定在高温真空炉1内侧的滑槽27滑动连接；所述螺母25另一侧通过连接杆28与所述长方体19固定连接。
68.进一步地，所述振动发生装置包括第三电动推杆29，第三电动推杆29外壳体固定有第一卡块30，第一卡块30与第一卡槽31固定连接，第一卡槽31固定在所述冷却箱5上；所述振动件3为激振器，所述第三电动推杆29的伸缩端与所述振动件3固定连接。
69.进一步地，所述数据检测装置包括竖杆32，竖杆32的上端固定有第二卡块33，第二卡块33与第二卡槽34固定连接，第二卡槽34固定在所述冷却箱5内；所述检测件4为激光位移传感器，激光位移传感器固定在所述竖杆32的下端。
70.现有技术中的试验件一般是固定在高温真空炉1内的特定位置。而本发明将试验件利用第一电动推杆20和第二电动推杆21固定，固定后利用横向移动机构带动其移动，使试验件长度不同时根据试验件的长度移动，使试验端一直位于振动发生装置和数据检测装置之间。
71.本发明的工作原理：
72.在进行高温阻尼实验时要求如下：
73.1、为了消除空气阻尼的影响和避免材料在高温下发生氧化，测试必须在真空下进行；2、必须将试件加热到所要求的高温；3、激振响应不应该引入附加阻尼。
74.本技术提供一种粉末冶金阻尼实验耐高温装置，在使用时先利用第一电动推杆20和第二电动推杆21从上下两侧夹持试验件，将试验件夹持完成后根据试验件端部的位置启动横向移动机构移动，使其端部与振动发生装置和数据检测装置相对。
75.在移动时启动第二电机24，第二电机24带动螺杆23转动，螺杆23带动螺母25移动，螺母25移动带动其侧壁固定的滑块26相对滑槽27滑动，螺母25通过连接杆28带动夹持试验件的长方体19移动到与振动发生装置和数据检测装置相对的位置。
76.这时关闭高温真空炉1使其处理密闭的状态，开启高温真空炉1对其内部进行加热，使位于其内部的试验件一直处于高温状态。在高温状态下为保证振动发生装置和数据检测装置一直处于低温状态，启动冷却装置的压缩机12进行制冷，冷凝管使冷却箱5内的温度降低，蒸发器11将热量蒸发。在温度降低的同时为了避免过多的冷空气进入到高温真空炉1内，利用开关组件件冷却箱5上的缺口关闭。在关闭时利用第一电机18电机带动转轴17转动，转轴17带动齿轮16转动，齿轮16带动齿条15移动，齿条15移动带动板体沿圆柱13滑动，利用齿轮16与齿条15的结构控制圆柱13的开关。
77.当需要振动发生装置产生激振时，短时间开启放置振动发生装置的冷却装置所对应的开关组件，利用第三电动推杆29带动振动件3也就是激振器与试验件接触，当激振产生完成后快速关闭开关组件，开关组件开启的时间特别短并不会影响高温真空炉1内空气的
温度。
78.当振动发生装置激振完成后，在短时间内开启放置数据检测装置的冷却装置所对应的开关组件，利用激光位移传感器测试悬臂梁尖端的振动响应。
79.综上所述，本发明提供一种粉末冶金阻尼实验耐高温装置，在高温真空炉内完成整个阻尼实验过程，避免反复开窗影响实验精度，同时还利用冷却装置在高温环境下降低数据检测装置的温度，提高其检测精度。