1.一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:包括冲击机构(1)、送沙机构(2)、沙粒自动循环机构(3)、试样加热机构(4)以及安装前述机构的机架(5);
所述冲击机构(1)包括从后至前方向依次设置的直线驱动电机(11)、冲击电吸盘(12)、冲头安装底座(13)和冲头夹具(14),其中,所述直线驱动电机(11)用于驱动所述冲击电吸盘(12)在前后方向上以呈正弦曲线时变的速度作直线往复运动,所述冲头安装底座(13)用于在前端面安装所述冲头夹具(14),所述冲击电吸盘(12)用于通过如下上电带磁/下电消磁方式使所述冲头安装底座(13)在前后方向上也做直线往复运动:在运动开始时,控制所述冲击电吸盘(12)上电带磁,吸附所述冲头安装底座(13)向前运动,然后在达到速度顶峰点时,控制所述冲击电吸盘(12)下电消磁,使所述冲头安装底座(13)以最大速度向前匀速运行,直至发生冲击;
所述送沙机构(2)包括送沙漏斗(21)和沙流速控制阀(22),其中,所述送沙漏斗(21)设置在所述冲头夹具(14)的上方,所述沙流速控制阀(22)设置在所述送沙漏斗(21)的颈部;
所述沙粒自动循环机构(3)包括沙粒回收箱(33)、沙粒储存器(34)和沙粒收集管道(35),其中,所述沙粒回收箱(33)设置在所述机架(5)的下方,所述沙粒储存器(34)设置在所述送沙漏斗(21)的上方,所述沙粒收集管道(35)的两端分别连通所述沙粒回收箱(33)和所述沙粒储存器(34);
所述试样加热机构(4)设置在所述冲头夹具(14)的前方,并包括加热块(41)和试样夹具(17),其中,所述试样夹具(17)安装在所述加热块(41)的后端面上;
所述冲头夹具(14)用于夹持冲头,所述试样夹具(17)用于夹持试样品,所述冲头夹具(14)与所述试样夹具(17)相对设置,并使两者的中心线处于同一条直线上。
2.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述冲击电吸盘(12)在单片机系统的通电控制下实现上电带磁,并在该单片机系统的断电控制下实现下电消磁。
3.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述冲击电吸盘(12)通过缓冲散热底座(15)与所述直线驱动电机(11)的输出端相连;
所述缓冲散热底座(15)包括安装块(151)、散热片(152)、缓冲拉杆(153)、减震弹簧(154)和固定套筒(155),其中,所述安装块(151)的内部开有矩形通孔,所述散热片(152)的内部开有螺纹孔,所述缓冲拉杆(153)呈三段阶梯轴形状,所述固定套筒(155)的外周表面设有螺纹;
所述安装块(151)用于在前端面安装所述冲击电吸盘(12),所述散热片(152)安装在所述安装块(151)的矩形通孔内壁上,所述缓冲拉杆(153)的前段在穿过所述减震弹簧(154)后同轴连接所述固定套筒(155),所述缓冲拉杆(153)的后段同轴连接所述直线驱动电机(11)的输出端,所述固定套筒(155)通过螺纹配合固定在所述螺纹孔中。
4.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述冲头安装底座(13)为槽状结构,并在所述冲头安装底座(13)的后端面安装有圆柱形硅钢片(131);
所述圆柱形硅钢片(131)的后端面与所述冲击电吸盘(12)相对设置,并使二者的中心线处于同一条直线上。
5.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述冲击机构(1)还包括气浮导轨(16)、导轨安装底座(161)、光栅尺(162)、光栅尺读数头(163)和读头安装板(164),其中,所述光栅尺读数头(163)与所述光栅尺(162)配合使用,所述导轨安装底座(161)固定安装在所述机架(5)上;
所述气浮导轨(16)从后至前安装在所述导轨安装底座(161)上,所述气浮导轨(16)的溜板上活动安装有所述冲头安装底座(13),所述光栅尺(162)贴在所述气浮导轨(16)的溜板上,所述光栅尺读数头(163)通过所述读头安装板(164)安装在所述导轨安装底座(161)上;
所述光栅尺(162)与所述光栅尺读数头(163)相对设置,并使两者的间隙距离介于1mm~1.5mmm之间。
6.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述沙流速控制阀(22)包括流速控制阀体(221),并在所述沙流速控制阀(22)的下方安装有送沙管道(26);
所述流速控制阀体(221)的顶部开有沙粒通孔(222),所述流速控制阀体(221)的侧面开有调速孔(223),所述调速孔(223)内设置有流速调节片(224),所述流速调节片(224)上贴有标尺(225);
所述送沙漏斗(21)的颈部通道、所述沙流速控制阀(22)的内部通道和所述送沙管道(26)的内部通道为尺寸一致的矩形孔。
7.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:还包括漏斗支架(24)、第一固定夹具(25)、第二固定夹具(38)、第一横梁(23)和第二横梁(37),其中,所述漏斗支架(24)固定在所述机架(5)上,所述第一固定夹具(25)开设有第一横向通孔,所述第二固定夹具(38)开设有第二横向通孔;
所述第一固定夹具(25)安装在所述漏斗支架(24)的中部,所述第一横梁(23)的一端固定安装所述送沙漏斗(21),所述第一横梁(23)的另一端通过穿过所述第一横向通孔的方式固定在所述漏斗支架(24)上;
所述第二固定夹具(38)安装在所述漏斗支架(24)的顶部,所述第二横梁(37)的一端固定安装所述沙粒储存器(34),所述第二横梁(37)的另一端通过穿过所述第二横向通孔的方式固定在所述漏斗支架(24)上。
8.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述沙粒自动循环机构(3)还包括矩形下料口(31)和沙粒回收漏斗(32),其中,所述矩形下料口(31)设置在所述机架(5)上且处于所述送沙漏斗(21)的正下方,所述沙粒回收漏斗(32)固定在所述矩形下料口(31)的正下方且处于所述沙粒回收箱(33)的正上方;
所述沙粒回收箱(33)的整体呈矩形箱体结构,并在其顶部设有开口,在其箱体底角设有管道接口(331),其中,所述管道接口(331)连通所述沙粒收集管道(35)的一端;
所述沙粒回收箱(33)的两相邻内壁面呈V型倾斜结构,并分别倾斜延伸至所述管道接口(331)。
9.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述沙粒储存器(34)为顶部封闭的漏斗形状,并在其顶部中央设置有竖直的圆筒形沙粒通道(341),其中,所述沙粒通道(341)的顶部侧壁开有两个分别连通所述沙粒收集管道(35)和气泵的横向通道接口(342),并在与所述气泵连通的横向通道接口(342)中设置有过滤装置(36);
所述沙粒储存器(34)还包括沙粒截止阀芯(343)、柔索(344)、滚筒(345)和活塞阀门控制电机(346),其中,所述沙粒截止阀芯(343)由橡胶材质制成,所述活塞阀门控制电机(346)用于驱动所述滚筒(345)在竖直面上旋转;
所述沙粒截止阀芯(343)位于所述沙粒储存器(34)的下方开口处,所述柔索(344)的一端连接所述沙粒截止阀芯(343),所述柔索(344)的另一端连接着所述柔索(344)。
10.如权利要求1所述的一种能够模拟沙粒及高温复杂环境的冲击磨损试验装置,其特征在于:所述试样加热机构(4)还包括加热机构底座(42)、隔热板(43)和隔热板安装块(44),其中,所述加热机构底座(42)安装在所述机架(5)上;
所述隔热板(43)通过所述隔热板安装块(44)固定安装在所述加热机构底座(42)的后端面上;
所述加热块(41)安装在所述隔热板(43)的后端面上,并在所述加热块(41)的上端面开有至少一个电热棒安装孔(45),在所述加热块(41)的后端面开设有用于固定安装所述试样夹具(17)的试样夹具安装孔(46)。