[0028] 下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0029] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030] 具体地,本发明提供一种管接头耐压疲劳试验装置,包括支撑架12、压力发生装置、压力传送装置、压力转换装置和计数检测装置,压力发生装置、压力传送装置、压力转换装置和计数检测装置分别设置在支撑架12上。
[0031] 压力发生装置包括凸轮4、驱动电机5以及液压缸2,驱动电机5的输出轴连接凸轮4,驱动电机5借助于凸轮4带动液压缸2的活塞杆上下运动以在管路内形成循环压力。
[0032] 优选地,凸轮为圆形的偏心凸轮,凸轮的内孔偏心4mm。
[0033] 优选地,驱动电机为无极调速减速电机,无极调速减速电机的调速范围为200-1000r/min,液压缸的内径为32mm。液压缸2为后法兰单出杆活塞液压缸。
[0034] 压力传送装置包括第一油管6和第二油管10,第一油管6连接液压缸2的有杆腔油口,第二油管10连接液压缸的无杆腔油口,第二油管10连接第一三通管接头13的第一端部,第一三通管接头13的第二端部连接压力转换装置,第一三通管接头的第三端连接测试件11。
[0035] 液压缸有杆腔不受压力,第一油管6借助悬挂装置挂起,加入油液到第一油管1/3高度,第一油管6只起到上位油箱和润滑活塞的作用。
[0036] 液压缸无杆腔为高压腔,第二油管10也为单层钢丝软管,第二油管10通过三通管接头一端连接气罐和压力表,一端连接测试件,测试件可以根据用户需要进行设置,多个测试件之间可依靠匹配连接件串联或者并联连接。
[0037] 压力转换装置包括气罐7和充气单向阀8,气罐7和充气单向阀8以及第三油管14分别连接在第二三通管接头15的一个端部。
[0038] 优选地,气罐7由无缝钢管焊接而成,气罐的上端焊接与M8充气单向阀匹配的螺纹附件,通过压缩气罐内气体使系统内产生内能与动能的转换,从而产生压力循环,压力变化通过调控气罐内油液与空气的比例进行调节。
[0039] 充气单向阀8为高压充气单向阀8。
[0040] 计数检测装置包括压力表9以及计数器1,压力表9安装在气罐与测试件间的油路上,计数器安装在凸轮的对面,凸轮与计数器1相对的一个外表面上设置有磁铁,计数器的感应接头与磁铁相对设置,磁铁与感应接头之间的距离大于零并且小于10mm。凸轮每转一圈,压力循环一次,计数器计数一次。
[0041] 优选地,计时器为霍尔感应计数器。霍尔感应计数器的计数具有记忆功能,在试验过程中,能够随时中断试验。
[0042] 优选地,压力表9利用球阀控制开始或关闭。
[0043] 优选地,第一油管和第二油管10均为单层钢丝软管。
[0044] 优选地,本发明还提供一种管接头耐压疲劳试验方法,其包括以下步骤:
[0045] S1、试验前,通过气体绝热压缩方程求出气罐内应预留的气体体积,油液加到预定位置后拧紧充气单向阀,通过转动驱动电机使凸轮转动到液压缸活塞的最低位置,此时对应装置内最高压力,用打气筒将气罐内打到预设的压力,继续转动驱动电机使凸轮转动一周检查压力循环是否满足要求。
[0046] S2、根据试验循环要求,设定试验时间、驱动电机转速以及计数器的采样频率;试验时间、驱动电机转速以及计数器的采样频率可以根据需要试验的测试件或用户的需求进行设定,不同需求可以设定不同的试验时间、驱动电机转速以及计数器的采样频率。
[0047] S3、试验时,关闭压力表的球阀,电机转速先从最低转速开始,在启动后逐渐提高转速到最高转速,最低转速和最高转速根据步骤S2中设定的转速进行确定。试验期间每隔一段时间打开压力表球阀观察一下系统内压力循环状况,间隔的一段时间也根据用户需求进行设定,一般是2-5h。
[0048] 具体实施例
[0049] 本发明提供一种管接头耐压疲劳试验装置,包括支撑架12、压力发生装置、压力传送装置、压力转换装置和计数检测装置,压力发生装置、压力传送装置、压力转换装置和计数检测装置分别设置在支撑架12上。
[0050] 图1所示的管接头耐压疲劳试验装置示意图中,所述支撑架12是由4040加厚铝型材依据各装置安装位置设计的实验操作平台,可以根据需要进行设计。
[0051] 压力发生装置包括一套0.37KW无极调速减速电机5、一个偏心凸轮4和一个32mm内径后法兰单出杆活塞液压缸2,偏心轮偏心4mm可以使液压缸得到8mm的工作行程,由液压缸的高压腔面积与工作行程相乘即为气罐内压缩气体的体积。
[0052] 压力传送装置包括接在液压缸进出油口的第一油管6和第二油管10,第一油管6和第二油管10设置有油管辅件,油管均为DN10的单层钢丝软管,第二油管10通过两个三通管接头与测试件、气罐和压力表相连,在本实施例中,其中测试件为5个,5个测试件相互串联,其余实施例中,可以根据需要选择测试件的数量后串联或并联连接。
[0053] 压力转换装置包括一个内部容积情况明确的耐压气罐7和一个高压单向充气阀8,气罐选用内径15mm、外径20mm精密无缝钢管焊接而成,充气单向阀选用市面上常见的8mm快充公头。
[0054] 充气时用高压打气筒打气即可,试验压力完全由气罐内油、气比例根据气体绝热压缩方程求得,调节油、气比例时打开充气单向阀8加油放油即可;所述计数检测装置包括一个6位计数霍尔感应电子计数器1和一个1.6MPa压力表9,霍尔感应计数器计数采样频率根据电机转速设定,压力表量程要大于最大试验压力且需要一个球阀来控制启闭,防止压力表损坏。
[0055] 下面结合实施例对本发明的检测过程进行描述:
[0056] 在开始实验前,先依据试验要求调试装置。
[0057] 本例中要求检测测试件在0.2-0.8MPa压力循环下36万次的密封状况。所以在实验前先由气体绝热压缩方程求出气罐内应预留的气体体积。
[0058] 其具体算法如下:
[0059]
[0060] V1-V2=ΔV
[0061] 其中,上述两式中P1,V1;P2,V2分别为气罐内压缩前后的气压与气体体积;n为气体等熵指数,空气的气体等熵指数为1.4;ΔV是气罐内气体压缩前后的体积差,即液压缸行程中的体积循环变化量。
[0062] 当油液加到预定位置后拧紧充气单向阀8,可以通过转动电机风扇使凸轮转动到液压缸活塞的最低位置,此时对应装置内最高压力,用打气筒将气罐内打到0.8MPa的压力,继续转动风扇使电机凸轮转动一周检查压力循环是否满足要求,再做相应调整。
[0063] 本实施例中,对于36万次的循环要求,预计在10小时左右完成试验,所以电机转速要在600r/min,相应的计数器采样频率设置到大于10HZ即可。
[0064] 试验时,关闭压力表球阀,电机转速先从最低的200r/min开始,在启动后逐渐提高转速到600r/min。由于计数器有记忆功能,试验期间可以随时停止启动试验,每隔两个小时可以打开压力表球阀观察一下装置内压力循环状况。
[0065] 在实施实验的过程中,依据试验要求将五个测试件串联并用铜垫片密封,油液加到距气罐顶端6cm处开始用旋转电机风扇的方法调整加油,实验中实验装置由于凸轮的原因有轻微振动,运行4小时后停机检测压力,最高压力下降0.03MPa,考虑样机制作的粗糙会引起轻微泄露、气体绝热压缩升温及测试件在循环压力冲击下的微量胀形,用气筒将气罐内最高压力打到略高于0.8MPa继续试验,并每小时检测一次压力,直至试验结束,试验过程中如遇气罐发热严重,可暂停试验,待气罐散热或是用冷水协助散热后,可继续进行试验。
[0066] 由于本发明采用了上述技术方案,本发明具有以下优点:
[0067] ①本发明采用电机拖动压力循环,驱动电机为无极调速减速电机,无极调速减速电机的调速范围为200-1000r/min,液压缸的内径为32mm。液压缸为后法兰单出杆活塞液压缸,循环快速、周期可调、操作简单,使用方便,压力调节精度较高。
[0068] ②本发明采用气体压缩完成能量转换,转换速度快,调节方便,气罐的上端焊接与M8充气单向阀匹配的螺纹附件,通过压缩气罐内气体使系统内产生内能与动能的转换,从而产生压力循环,压力变化通过调控气罐内油液与空气的比例进行调节。
[0069] ③本发明采用霍尔感应计数器,霍尔感应计数器的计数具有记忆功能,在试验过程中,可以随时启停继续实验。本发明采用的设备价格低廉,元件寿命长,密封后内部环境不再改变,精确度高。
[0070] 最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。