[发明专利]一种耐火材料试验用试样加荷装置及加卸荷方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料试验技术领域，尤其涉及一种耐火材料压蠕变或荷重软化温度试验用的试样加荷装置及加卸荷方法。

背景技术

耐火材料因其良好的耐高温性能而广泛应用于钢铁、冶金、石油、化工等行业，耐火材料的压蠕变和荷重软化温度即是用来表征其耐高温性能的两个重要指标。耐火材料的压蠕变是指试样在恒定的压应力下随着时间而发生的等温形变，荷重软化温度是指耐火材料在规定的升温条件下，试样承受恒定载荷产生规定变形时的温度。用于测量这两个参数的装置主要由加荷系统、加热系统和位移变化测量系统组成。

目前的压蠕变试验炉和荷重软化温度试验炉的一次升温、保温过程只能测试单个耐火材料试样，而压蠕变试验最长需要在测试高温下保温50h,因此单个试样试验的周期长、效率低、用电量大。如果能实现多个试样共用一套加热系统同时进行试验，不但能提高效率，还能节省成本。另外，常用加荷装置加荷时自下向上为下加压棒、下垫片、试样、上垫片、上加压棒和加荷砣，各件之间接触面的不平整及试样在加热过程中各方向变形不均等因素均会导致加荷砣施加的压力偏离上加压棒、试样和下加压棒的公共轴心线，造成检验结果存在一定的偏差。

发明内容

本发明提供了一种耐火材料试验用试样加荷装置及加卸荷方法，可以同时测试两种性质相近的耐火材料试样，或者同一种耐火材料的两个平行试样；金属压杆与上加压棒之间设球形支座，具有自动找正对中的作用，保证荷重均匀施加在试样上，提高检验结果的准确性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种耐火材料试验用试样加荷装置，包括由加荷砣、升降机、升降钢丝绳、加荷钢丝绳、组合滑轮、金属压杆、球形支座、上加压棒和下加压棒组成的加荷装置；金属压杆、球形支座、上加压棒和下加压棒自上至下同轴设置，上加压棒的下部和下加压棒的上部分别置于加热炉内，试样装载在上加压棒和下加压棒之间；金属压杆顶部设组合滑轮，组合滑轮通过升降钢丝绳连接升降机，通过加荷钢丝绳连接加荷砣，组合滑轮可在升降机或加荷砣的作用下由对应钢丝绳牵动旋转，同时通过升降钢丝绳提升或者放下组合滑轮带动金属压杆竖直升降。

一种耐火材料试验用试样加荷装置，还包括机架；所述机架设底部水平架、上部水平架和顶部水平架，加热炉固定在底部水平架上；上部水平架上设滑动轴套与对应金属压杆滑动连接，金属压杆上部设限位环；顶部水平架的一侧设升降转向轮A，顶部水平架的中部设升降转向轮B，连接升降机的升降钢丝绳依次绕过升降转向轮A、升降转向轮B和组合滑轮后固定在顶部水平架上；上部水平架的一侧伸出机架外，其上设有加荷转向轮A，靠近滑动轴套的上部水平架上设加荷转向轮B，连接加荷砣顶部的加荷钢丝绳依次绕过加荷转向轮A、加荷转向轮B和组合滑轮后固定在上部水平架上。

所述加荷装置为2组，每组加荷装置中的升降机和加荷砣同侧设置，2组加荷装置中的加荷砣、升降机在机架两侧相对设置。

所述机架固定在底座上，底座的底部设可调地脚。

所述试样的底部可移动地设有下垫片，试样的顶部可移动地设有上垫片。

一种基于所述装置的加卸荷方法，包括如下步骤：

1)调整荷重：耐火材料压蠕变或荷重软化温度试验前，通过加减加荷砣片数量调整加荷砣的荷重，使其符合应施加给试样的规定荷重，若荷重与前一次试验所加荷重相同，则该步骤省略；调整荷重过程中，金属压杆在升降钢丝绳作用下始终位于球形支座的上方；

2)装载试样：在下加压棒的顶部依次同轴装载下垫片、试样、上垫片、上加压棒和球形支座，并使球形支座的中心对准金属压杆的底部压头；

3)加荷：按下对应一组加荷装置中升降机上的“下降”按钮；升降机放绳，升降钢丝绳带动组合滑轮下降，并带动金属压杆向下移动压在球形支座上，至升降钢丝绳松散后升降机停止放绳；升降钢丝绳对组合滑轮撤力后，加荷砣的荷重全部施加在试样上；

4)加热：按设定升温曲线对试样进行加热；

5)卸荷：按下升降机上的“升起”按钮，升降机收绳，升降钢丝绳通过组合滑轮带动金属压杆向上移动，金属压杆上升高度由限位环限位；金属压杆与球形支座分离后，即完成对试样的卸荷；

6)进行双试样试验时，按步骤1)调整另一组加荷装置，并按照步骤2)-步骤4)完成对应试样的装载、加荷、加热及卸荷过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)可以同时测试两种性质相近的耐火材料试样，或者同一种耐火材料的两个平行试样；大大提高检验效率，节省时间和能源；