CN106290027B - 双卡套接头弯曲疲劳试验机 - Google Patents
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Abstract
一种双卡套接头弯曲疲劳试验机，包括带有水平滑道的上平台、带有圆弧形滑道的下平台和连接上平台与下平台的立柱，以及用于夹持被测试件两端的上锁紧装置和下锁紧装置；所述上锁紧装置下端固定在校准平台上，所述校准平台可在丝杠的驱动下在滑道上滑动；所述下锁紧装置下端固定在圆弧形移动平台上，所述圆弧形移动平台可在凸轮及凸轮传动系统的驱动下沿圆弧形滑道滑动；还包括为被测试件提供压力的液压系统、用于测试被测试件应力变化的应变片以及电控柜。可以对带双卡接头的钢管进行弯曲疲劳测试，且精确度大大提高，应力调节效率很高，控制位移精准度高，实验结果准确度好，提高了产品的使用安全性。
Description
技术领域
本发明属于理化测量装置技术领域，具体说是一种对双卡套接头及钢管进行弯曲疲劳性能检测的双卡套接头弯曲疲劳试验机。
背景技术
双卡套接头由美国人佛瑞德A.雷能在1947年发明。对比于螺纹、扩孔、单卡套等接头形式，双卡套管接头是一种兼顾密封及安全的小口径管道连接件。双卡套管接头有如下优点：
(1)承受高达管子爆破的压力而不泄漏。
(2)可用于真空及高压液体系统。
(3)可在低温状态下工作保证密封，也可在管子的最高额定温度下持久的密封。
(4)可重复拆装且保证密封。
双卡套管接头具有如上优点，如今已广泛地应用于核电、仪器仪表、石油化工、电力等行业。尤其在对材料性能要求极高的核电领域，但同时，苛刻的使用条件和对安全性的极高要求，必然要求对类似材料的性能要深入了解，因此，就需要对材料进行准确可靠的检测，以便掌握其性能；目前在核级产品检测过程中，依据国外相关标准，弯曲疲劳试验是衡量卡套接头组件在使用过程中密封性能及组件强度的关键参数。如今在国内没有特别适用于双卡套管接头的弯曲疲劳检测试验机，相关产品的检测目前利用振动装置或其他油缸形式结构，因钢管弯曲位移较小，要求精度高，采用油缸、气缸等结构控制精度不易完成位移控制，而且往往常规疲劳试验机，只具单一位移疲劳试验，不能实现应变测量及控制，加压等功能。综上所述，目前进行接头及钢管弯曲疲劳性能试验机仅能实现单一的位移控制，且精确度不高，应力调节效率不高，控制位移精准度低，实验结果准确度差，严重影响了产品的使用效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种双卡套接头弯曲疲劳试验机，可以对带双卡接头的钢管进行弯曲疲劳测试，以解决现有技术中的问题。
本发明是通过如下方式实现的：一种双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：包括带有水平滑道的上平台、带有圆弧形滑道的下平台和连接上平台与下平台的立柱，以及用于夹持被测试件两端的上锁紧装置和下锁紧装置；
所述上锁紧装置下端固定在校准平台上，所述校准平台可在丝杠的驱动下在滑道上滑动；所述下锁紧装置下端固定在圆弧形移动平台上，所述圆弧形移动平台可在凸轮及凸轮传动系统的驱动下沿圆弧形滑道滑动；
还包括为被测试件提供压力的液压系统、用于测试被测试件应力变化的应变片以及电控柜。
进一步的：所述应变片与应力测试系统相连接。
进一步的：所述液压系统通过压力管与被测试件连接。
进一步的：所述圆弧形滑道的圆心为被测试件位于上锁紧装置下平面的中心。
进一步的：所述电控柜上设有液压系统控制开关和液压系统指示灯以及电机控制开关和电机运行指示灯。
进一步的：所述被测试件为带有卡套的钢管，所述应变片中心位于距被测试件上部卡套下沿下方2－8mm。
进一步的：所述应变片中心位于距被测试件上部卡套下沿下方4.6mm。
进一步的：还包括压力测试装置。
进一步的：在电控柜上还设有触控显示屏。
本发明的有益技术效果是：
1.上平台上设有水平滑道，可以精确调节被测试件水平位置，进而实现被检试件初始状态应力符合要求。
2.通过应变采集系统的监视，稳步调整下锁紧装置的位移，使被检试件达到标准要求应变并记录位移，从而有效保证了实验在恒定应力下进行，结果准确可靠。
3.通过凸轮机构及滑道连接下锁紧装置，保证位移精度。
4.本发明具有轴向调节功能，可实现试件的长度补偿，降低试件长度加工精度。
5.下平台上安装圆弧移动平台，确保试验过程中无轴向附加应力。
6.本发明还具有结构简单，成本低，使用寿命长的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的A处剖视图；
图3是本发明的B处剖视图；
图4是本发明中被测试件的结构示意图。
附图符号说明：
1、立柱，2、凸轮驱动电机，3、凸轮，4、凸轮传动系统，5、圆弧形移动平台，6、下平台，7、圆弧形滑道，8、下锁紧装置，9、被测试件，10、应力测试系统，11、应变片，12、上平台，13、丝杠，14、水平滑道，15、丝杠驱动电机，16、校准平台，17、上锁紧装置，18、压力管，19、液压系统，20、电控柜，21、液压系统控制开关及指示灯，22、电机控制开关及指示灯。
下面结合附图通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权力要求书为准。
具体实施方式
如图1－4所示为本发明一种双卡套接头弯曲疲劳试验机，包括带有水平滑道14的上平台12、带有圆弧形滑道7的下平台6和连接上平台与下平台的立柱1，以及用于夹持被测试件9两端的上锁紧装置17和下锁紧装置8；
所述上锁紧装置下端固定在校准平台16上，所述校准平台可在带有丝杠驱动电机15的丝杠13的驱动下在水平滑道上滑动；所述下锁紧装置下端固定在圆弧形移动平台5上，所述圆弧形移动平台可在带有凸轮驱动电机2的凸轮3及凸轮传动系统4的驱动下沿圆弧形滑道滑动；
还包括为被测试件提供压力的液压系统19，液压系统通过压力管18与被测试件连接；
用于测试和监视被测试件应力变化的应变片11，应变片与应力测试系统10相连接，可通过应力测试系统测试和监视被测试件应力变化；
还包括电控柜20，液压系统控制开关及指示灯21、电机控制开关机及指示灯22，还设有触控显示屏，可实现可视化操作，可进行，试件弯曲应变设定、运行次数、压力等参数的控制，进行试件编号，安全警报灯参数功能设定，还可以实时显示压力时间曲线，位移时间曲线，应变时间曲线等，以及保障应变报警，超压报警、掉压停止、限位报警等功能的实现。
优选的：所述圆弧形滑道的圆心为被测试件位于上锁紧装置下平面的中心，也就是等于被测试件自由部分的长度，这样设置保证了当下锁紧装置往复运动时，被测试件的长度方向不会受到额外的应力，从而保证了测试结果的精准。
优选的：所述被测试件为带有卡套的钢管，所述应变片中心位于距被测试件上部卡套下沿下方2－8mm，特别优选的是4.6mm。
为了更进一步的了解本发明，下面对本发明的使用方法作出说明：
如图4所示，被测试件9包括卡套本体91、卡套螺母92、前卡套93和后卡套94，测试时中间为一段钢管90，上下分别用双卡套接头连接压力管和封堵，上部固定，称为定端；下部可以相对移动，称为动端。
用本发明进行双卡套接头弯曲疲劳测试时，首先，将试件定端与上锁紧装置连接并通过校准平台间接置于水平滑道上，连接时上锁紧装置下平面与被测试件上部卡套下沿高度相一致，被测试件动端与圆弧移动平台上的下锁紧装置连接，将应变片固定在钢管上同时应变片与应变测试系统连接，将应变装置清零；连接后，因为连接过程中钢管会受到一定的力的作用，使其产生应力，影响测试结果，因此必须削除产生的应力，可通过驱动丝杠沿滑道滑动，进而调节上锁紧装置的相对位置，使应变归零，此时试件处于自由状态。
然后，将加压连接装置连接到试件上，启动控制柜，按下压力控制开关，对试件进行注水和排气，此时先不加压。在控制界面上设定所要求的应变值，如12MPa，循环次数，试验压力等参数，开启自动功能，控制下部锁紧装置开始沿圆弧轨道进行移动，带动钢管动端移动，使钢管弯曲产生应力，直至应变到达预设应变值后记录位移读数并回到零点。
最后，对试件进行加压，压力达到预设压力并保持5min后，凸轮驱动电机启动，通过凸轮机构和凸轮传动系统旋转，使圆弧移动平台移动，移动位移为上一步骤记录的位移读数，当弯曲次数达到设定次数时，设备停止运行，自动卸压，实验完毕。
本发明的控制系统可以是触控显示屏，也可以内置电脑，或采用现有技术手段，实现控制和显示功能。在疲劳试验中，系统记录应变曲线、压力曲线和位移曲线。试验结束后，打印试验报表。
在试验过程中若出现限位报警、应变报警、压力超过设定压力10%或压力下降至设定压力50%时，蜂鸣器报警，试验装置停止运行，当试验过程中出现异常情况时，按下急停开关，电机停机，试验中断。
需要说明的是：
1、凸轮机构和凸轮传动系统为现有技术，在本发明中将凸轮的转动通过传动机构变成驱动下锁紧装置往复移动的动力，具有实验精度高，传动可靠的优点。应变片与应变采集测试系统同样为现有技术。
2、经过大量的钢管疲劳损坏案例和利用本发明装置实验可知，疲劳损毁绝大部分发生在定端卡套下方2－8mm，特别是定端卡套下方4.6mm处，故将所述应变片中置于距被测试件上部卡套下沿下方2－8mm，特别优选的是4.6mm处，可以使测试结果更加准确。
实验过程中被测试件的初始状态是影响测试结果的主要因素，故此要格外重视，管材的长度对测试结果的影响非常小，可以忽略。
Claims (7)
1.一种双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：包括带有水平滑道的上平台、带有圆弧形滑道的下平台和连接上平台与下平台的立柱，以及用于夹持被测试件两端的上锁紧装置和下锁紧装置；
所述上锁紧装置下端固定在校准平台上，所述校准平台可在丝杠的驱动下在水平滑道上滑动；所述下锁紧装置下端固定在圆弧形移动平台上，所述圆弧形移动平台可在凸轮及凸轮传动系统的驱动下沿圆弧形滑道滑动；
还包括为被测试件提供压力的液压系统、用于测试被测试件应力变化的应变片以及电控柜；
所述液压系统通过压力管与被测试件连接；
所述圆弧形滑道的圆心为被测试件位于上锁紧装置下平面的中心。
2.根据权利要求1所述的双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：所述应变片与应力测试系统相连接。
3.根据权利要求1所述的双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：所述电控柜上设有液压系统控制开关和液压系统指示灯以及电机控制开关和电机运行指示灯。
4.根据权利要求1所述的双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：所述被测试件为带有卡套的钢管，所述应变片中心位于距被测试件上部卡套下沿下方2-8mm。
5.根据权利要求4所述的双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：所述应变片中心位于距被测试件上部卡套下沿下方4.6mm。
6.根据权利要求1所述的双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：还包括压力测试装置。
7.根据权利要求1所述的双卡套接头弯曲疲劳试验机，其特征是：在电控柜上还设有触控显示屏。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CI02 | Correction of invention patent application | ||
| CI02 | Correction of invention patent application |
Correction item: Classification number Correct: G01N 3/38(2006.01) False: G01N 3/20(2006.01) Number: 01 Page: The title page Volume: 33 |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210121 Address after: 110043 No. 242 Beihai street, Dadong District, Liaoning, Shenyang Applicant after: Shenyang Guoyi Testing Technology Co.,Ltd. Address before: 110043 No. 242 Beihai street, Dadong District, Liaoning, Shenyang Applicant before: SHENYANG ACADEMY OF INSTRUMENTATION SCIENCE Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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