[发明专利]一种难熔金属弹性元件疲劳寿命测定装置

说明书

本发明公开一种难熔金属弹性元件疲劳寿命测定装置，承压腔体上滑动且密封插接有活动杆，活动杆连接有驱动活动杆往复移动的驱动机构，固定杆一端伸入承压腔体内部，并与活动杆之间抵接有难熔金属弹性元件，另一端伸出承压腔体及加热炉，并连接有振动频率检测传感器；固定杆内开设有供高压气体流动的充压通道，固定杆对应难熔金属弹性元件内部的端壁上开设有与充压通道相连通的充压口，固定杆位于加热炉外侧的位置处开设有与充压通道相连通的内压接口，承压腔体的侧壁上开设有与其内部相连通的外压接口，外压接口连通有伸出加热炉的外压管道，外压管道和内压接口均连通有高压充气机构，以实现降低温度和压力的散失率，满足特殊工况的使用要求。

技术领域

本发明涉及难熔金属弹性元件测定设备技术领域，特别是涉及一种难熔金属弹性元件疲劳寿命测定装置。

背景技术

金属波纹管作为机械设备上常用的弹性元件和重要的基础零部件，是利用薄壁金属材料的弹性变形来实现柔性连接、位移补偿、机械密封的功能。即利用了薄壁波纹状金属管状物在外界载荷作用下改变形状和尺寸，当载荷卸除后又能恢复到原来的状态的特性来实现相应的功能。疲劳寿命作为表征金属波纹管使用性能的重要指标之一，需要采用专用检测装置来确定金属波纹管在交变载荷下耐久性能指标，这也是分析疲劳破坏方式最直接和最有效的办法。随着金属波纹管应用领域的不断扩大，由钽、铌合金等难熔合金制成的耐1000℃以上超高温、耐15MPa外压力的波纹管在特种设备上已经有了应用需求，设计制造耐超高温高压波纹管的疲劳性能试验设备也成为亟待解决的关键问题之一。

在目前可检索到的文献资料和专利成果中，尚不存在能够承受如此超高温的，且同时能试验内、外压力条件下的金属波纹管疲劳寿命测定装置，其主要困难集中在以下几个方面：

（1）测定精度偏低，传统形式的高温高压寿命检测装置缺乏对波纹管的状态检测，不能第一时间检测到波纹管发生疲劳破坏的运行次数，从而不能实现将寿命指标精确定量化。在高温高压运行条件下，波纹管的失效破坏与局部失稳、裂纹的萌生扩展等因素密切相关，因此，提高装置的监测能力是实现寿命高精度测定的关键因素。

（2）超高温高压环境下保温与保压困难。整个装置的设计应尽力少的使用保温棉，也应尽可能提高密封效果，以降低温度和压力的散失率，满足特殊工况的使用要求。

（3）制造成本高，难熔合金材料价格高昂，整个试验装置所有部件均采用耐1000℃以上难熔合金材料不利于成本的控制。因此在设计制造过程中应当采取相应的辅助措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种难熔金属弹性元件疲劳寿命测定装置，以解决上述现有技术存在的问题，以充分实现降低温度和压力的散失率，满足特殊工况的使用要求，能够在高温高压运行条件下，精确获取难熔金属弹性元件的失效破坏与局部失稳、裂纹的萌生扩展等因素的测试数据。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种难熔金属弹性元件疲劳寿命测定装置，包括承压腔体及环绕在所述承压腔体外周侧的加热炉，所述承压腔体上滑动且密封插接有活动杆，所述活动杆的一端伸出所述加热炉并连接有驱动所述活动杆往复移动的驱动机构，另一端伸入所述承压腔体内部，与所述活动杆相对的所述承压腔体内壁上插接有的固定杆，所述固定杆与所述活动杆同轴设置，其一端伸入所述承压腔体内部，并与所述活动杆之间抵接有难熔金属弹性元件，另一端伸出所述承压腔体及所述加热炉，并连接有振动频率检测传感器；

所述固定杆内开设有供高压气体流动的充压通道，所述固定杆对应所述难熔金属弹性元件内部的端壁上开设有与所述充压通道相连通的充压口，所述固定杆位于所述加热炉外侧的位置处开设有与所述充压通道相连通的内压接口，所述承压腔体的侧壁上开设有与其内部相连通的外压接口，所述外压接口连通有伸出所述加热炉的外压管道，所述外压管道和所述内压接口均连通有高压充气机构。