作品名稱:復合拉伸與化學場耦合測試儀
學校名稱:鹽城工學院
參賽隊伍:小柿子
參賽學生:陳杰 丁怡輝 陳潔
指導老師:周海 朱孟峰
目前一般的測試裝置多以大型設備為主,而小型的測試儀比較少見,儀器小型化則需要滿足精度高、穩定性能好,設計比較復雜。目前與應力腐蝕相關的測試裝置主要存在的問題是:體積較大不便于移動、腐蝕池密封性較差、裝置小型化導致電機扭矩不足等。
針對這些目前存在的問題,采取了一些措施,采用輕便緊湊的設計使得測試裝置易于移動,密封性能方面,采用定制的硅膠可伸縮軟塞來進行密封。同時,采用三級減速裝置以滿足低速大扭矩的條件,整個復合拉伸與化學場耦合測試裝置就能夠正常工作運轉。小型化的測試裝置可以滿足實驗室的小型材料試件的測試要求,配合光學顯微鏡設備則可以實時在線記錄材料試件形變、開裂、斷裂的過程,探索應力腐蝕破壞發生的內在原理。直流伺服電機是機械結構部分的動力源頭,與直流伺服電機相配套的行星齒輪減速箱的作用是減速和加大扭矩。測試裝置需要滿足低速大扭矩的條件就可以正常工作運行,所以又加裝了兩套減速和加大扭矩的機構即一級蝸輪蝸桿和二級蝸輪蝸桿。直流電機輸出的動力經過連續三次的減速與加大扭矩,最后傳遞到滾珠絲杠,這里滾珠絲杠的功能是將旋轉運動轉變為直線運動。此時,與工作臺組裝在一起的絲杠螺母帶動工作臺對試件進行拉伸測試。其他輔助的模塊包括直線導軌,用于溫度場的水浴加熱槽,實現腐蝕環境的腐蝕槽,實現測量功能的力傳感器和位移傳感器,固定裝置和限位開關等。限位開關的作用是確保測試裝置在超出有效行程后自動停止加載。電機啟動時傳遞扭矩,經過行星齒輪減速箱時第一次減速與加大扭矩,傳遞到一級蝸輪蝸桿時進行第二次的減速與加大扭矩,通過傳動軸又經過二級蝸輪蝸桿時第三次進行減速并加大扭矩,最后傳遞到滾珠絲杠上,滾珠絲杠通過絲杠螺母帶動工作臺進行直線拉伸運動,同時化學場機構在進行腐蝕反應,這樣測試裝置就正常開始工作運轉。通過三次的減速與加大扭矩,電機傳遞到工作臺上的工作載荷已足夠進行拉伸試驗直至試件斷裂。