CN101196451A - 金属软管弯曲摆动试验机 - Google Patents

Abstract

一种进行寿命试验的金属软管弯曲摆动试验机，它包括有：机架，控制柜，电气控制单元，显示单元，技术要点是：在机架中设置有传动油缸、转动轴、传动臂，与摆臂联动机构连接，组成设备的动力机构，液压机组驱动动力机构带动设备运动摆臂，运动摆臂上固定有金属软管，金属软管两端安装在固定加压基座和动态位移补偿机构上，金属软管运动轨迹由弯曲限位机构进行调整，金属软管一端与其固定连接，另一端与固定滑动式定位锁紧机构连接，实现弯曲和双向摆动功能。通过电气控制单元，启动电机，由电机带动减速机，驱动由偏心轮、连杆、直线导轨、运动端连接基座组成的交变式恒定位移运动机构，使固定在运动端连接基座上的金属软管实现恒定位移的弯曲运动。

Description

金属软管弯曲摆动试验机

技术领域

本发明属于对产品物理参数的测量技术领域，具体地说是一种对金属软管进行可靠性寿命试验的金属软管弯曲摆动试验机。

背景技术

众所周知，金属软管主要应用在电力、冶金、石化、航天、航空、自动化等领域，是系统管路中重要的连接构件，实现管路的连接、补偿、密封等功能。金属软管的质量将直接影响整个系统的性能和可靠性，因此对其进行可靠性寿命及性能试验，是检验金属软管的产品质量、并进行质量判定的重要手段。

对金属软管进行可靠性寿命试验，具体地讲，是根据产品的公称通径尺寸选择弯曲或摆动形式和动态弯曲半径。以往的试验装置，结构简陋，功能单一，存在定位不准确和不稳定、运动轨迹偏离、频率慢等问题，往往造成试验结果不可靠、试验效率低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种对金属软管进行物理参数可靠性寿命试验的金属软管弯曲摆动试验机。

本发明的目的是这样实现的：它包括有：机架，控制柜，电气控制单元，显示单元，其特征是：在机架上安有一控制柜，在控制柜的下部设有双机组液压泵站，中部设置有电气控制单元和显示单元，双机组液压泵站通过液压缸座与传动油缸相连接；在控制柜与机架的一端固定设置有承载横梁，在承载横梁的中部通过摆转动轴连接有一摆臂，摆臂的下端与传动油缸上的活塞杆相连接，摆臂的上部设置有一用于连接被测金属软管一端的上密封法兰，在靠近摆转动轴的上部还设置有一固定在承载横梁上的用于连接被测金属软管另一端的固定加压机座；在固定加压机座两侧的承载横梁上分别设置有带升降调节丝杠的升降台，在升降台上设置有水平直线滑槽，在水平直线滑槽上设有弯曲限位板，该弯曲限位板上的曲面与摆臂相对设置；

在控制柜与机架的另一端固定设置有悬臂梁，在悬臂梁上设置导轨及弯曲半径刻度尺，在导轨上连接有一调节滑块，调节滑块的下端连接有一带加压孔的用于连接被测金属软管一端的静止端连接基座；在靠近悬臂梁的控制柜侧壁上还设置有一与电机输出轴连接的偏心轮，在偏心轮上依次连接有连杆、滑块及用于连接被测金属软管另一端的运动端连接基座，滑块套装在直线限位导轨上。

为了便于读取及传输测金属软管弯曲和摆动准确的测量数据，则分别在摇摆转动轴上设置有带传感器固定架的电信号传感器，在靠近电信号传感器的摆臂上固定设置有信号触发器。在控制柜侧壁上设置有一光电信号传感器，该光电信号传感器与设置在活动端连接基座上的信号感光板相对应。

工作原理

在机架中设置有传动油缸、转动轴、传动臂等，与摆臂联动机构连接，组成设备的动力机构，液压机组驱动动力机构带动设备运动摆臂，运动摆臂上固定有金属软管，金属软管两端安装在固定加压基座和由长度调节轴、转动轴、长度调节板、轴承等组成的动态位移补偿机构上，金属软管运动轨迹由弯曲限位机构进行调整。电机驱动交变式恒定位移运动机构，金属软管一端与电机固定连接，另一端与固定滑动式定位锁紧机构连接，实现弯曲和双向摆动功能。通过电气控制单元，启动电机，由电机带动减速机，驱动由偏心轮、连杆、直线导轨、运动端连接基座组成的交变式恒定位移运动机构，使固定在运动端连接基座上的金属软管实现恒定位移的弯曲运动。金属软管的弯曲半径由安装在导轨上的自锁滑块进行调节；试验压力由带有加压孔的固定加压基座从外部加压系统引入；弯曲次数由光电信号传感器、信号感应板进行触发控制；频率通过控制电机的转速实现。

通过电气控制单元，启动双机组液压控制单元，由其驱动传动油缸，传动油缸推动由摆臂、摇摆转动轴等组成的设备动力机构，带动固定在运动摆臂上的金属软管摆动。金属软管的摆动轨迹由带有曲面的弯曲限位板、垂直调节丝杠、水平直线滑槽、升降台等进行调整；摆动次数和摆动角度由光电信号传感器、信号触发器等控制；试验压力由带有加压孔的固定加压基座从外部加压系统引入；在摆动过程中产生的长度变化由动态位移补偿机构进行补偿；频率通过控制双机组液压单元的压力和流量来实现。

本发明的优点是：

1.采用由电机、减速机、偏心轮等组成的恒定位移运动结构，实现了交变恒位移运动，使单件试验效率比传统的方法提高了10～15倍。

2.采用由自锁紧滑块、滑动导轨、标尺等组成的滑动式定位锁紧结构，实现了对试件的快速装调，提高了运动位移的准确度。

3.采用双机组液压油缸控制式双向运动结构，实现了单双摆幅运动，并可根据试验条件，由双机组电机调节液压系统流量，控制运动速度，实现可调频率为2～60次/min。

4.采用由升降调节丝杠、弯曲限位板、水平直线滑槽等组成的可调式动态半径调节结构，实现了对不同试件运动轨迹的调节。

5.采用由长度调节轴、转动轴、长度调节板、轴承等组成的动态位移补偿结构，实现了对试件在运动过程中的位移补偿。

6.采用光电式位置控制方式，实现了定位准确、换向平稳、触发灵敏。

综上所述，本发明采用专有的交变式恒定位移结构、滑动式定位锁紧结构、双机组液压油缸控制式双向运动结构、可调式动态半径调节结构、动态位移补偿结构、光电式幅值调整机构，具有准确定位、试验平稳、运动轨迹满足金属软管的弯曲摆动(单双摆幅)的试验要求。本发明还具有结构简单合理，成本低，使用寿命长，应用范围宽等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意简图

图2是本发明A向结构示意简图

图3是本发明B向结构示意简图

图4是本发明K处放大结构示意图

图5是本发明I处放大结构示意图

图6是本发明工作状态示意图

             ※※附图主要部分的符号说明※※

1：机架；             2：承载横梁；         4：升降调节丝杠；

5：升降台；           8：弯曲限位板；       47：曲面；

9：摆臂；             11：长度调节轴；      16：显示单元；

17：电气控制单元；    18：电机；            19：减速机；

21：悬臂梁；          26：控制柜；          27：双机组液压泵站；

28：偏心轮；          35：光电信号传感器；  36：传动油缸；

38：长度调节板；      43：电信号传感器；    48、49：金属软管。

下面将结合附图通过实例对本发明做进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本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利要求书为准。

具体实施方式

如图1～4所示，图中的1为机架，26为控制柜，17为电气控制单元，16为显示单元，在机架1上安有一控制柜26，在控制柜的下部设有双机组液压泵站27，中部设置有电气控制单元17和显示单元16，双机组液压泵站通过液压缸座15与传动油缸36相连接；承载横梁2两端分别连接在机架1的固定立柱3及控制柜26上，在承载横梁2中部固定有加压孔40的固定加压基座39。承载横梁2上面两端分别设置装有弯曲限位板8的升降台5，升降台5通过装有手轮6的升降调节丝杠4及支撑丝杠7固定在承载横梁2上。弯曲限位板8下部有水平直线滑槽13及水平调整螺栓14，弯曲限位板8上的曲面47与摆臂9相对设置。摆臂9通过摇摆转动轴41与承载横梁2相连，摇摆转动轴41设置有锁紧螺母44及电信号传感器43的传感器固定架46，摆臂9中部镶有摆动角度读数尺42及信号触发器45，摆臂9上部装有带轴承37的长度调节板38，上密封法兰10通过长度调节轴11及上法兰转动轴12与长度调节板38相连，该长度调节板通过沿摆臂9上下滑动进行调节；摆臂9下部与传动油缸36相连，液压缸底座15连接在控制柜26下部。

如图1、图5所示，在控制柜26与机架1的另一端固定设置有悬臂梁21，在悬臂梁21上镶配导轨23及弯曲半径刻度尺20。弯曲半径调节滑块22下端连接带加压孔24的静止端连接基座25，并装配在导轨23上；在靠近悬臂梁的控制柜侧壁上还设置有一与电机18、减速机19的输出轴连接的偏心轮28，在偏心轮28上连接有连杆29、下端与用于连接被测金属软管的运动端连接基座33相连，运动端连接基座33下部装有信号感应板34，侧面固定的滑块32套配在直线限位导轨31上。在控制柜26侧壁上还设置有一光电信号传感器35，该光电信号传感器与设置在运动端连接基座33上的信号感光板34相对应。另外，30为装配直线导轨固定孔。

操作步骤：

弯曲试验时，如图6所示，将被测金属软管48两端分别与运动端连接板33及静止端连接基座25密封连接，参比弯曲半径刻度尺20，在导轨23上滑动弯曲半径调节滑块22至试验要求的位置并锁紧，将本装置外部的加压系统通过管路与加压孔24连接，使加压系统的试验压力通过加压孔24施加在金属软管48内。通过电动控制单元17，启动电机18，带动偏心轮28、连杆29、滑块32、运动端连接基座33一起上下往复运动，直线导轨固定孔30及直线导轨31可保证运行平稳。通过光电信号传感器35及信号感光板34进行自动计数，到达预设次数自动停机，试验次数则通过光电信号传感器35采集信号、再由导线输送到显示单元16内，并在显示单元16中显示。

摆动试验时，如图6所示，将金属软管49两端分别与固定加压机座39及上密封法兰10密封连接，调整长度调节板38于合适位置，按照要求参比角度读数尺42调节传感器固定架46角度，拧紧锁紧螺母44。通过手轮6带动升降丝杠4，调节升降台5与固定立柱3的相对位置，将支撑丝杠7旋转至承载横梁2上，再通过水平滑槽13及水平调整螺栓14的水平位置调节，使弯曲限位板8处于合适位置，从加压孔40对软管施加试验压力。通过电动控制单元17，启动双机组液压泵站27，通过液压缸座15固定在控制柜26上的传动油缸36进行往复运动，驱动摆臂9绕摇摆转动轴41进行运动。长度调节轴11、上法兰转动轴12及轴承37的设计，保证了软管49按曲面47平稳运动，实现长度补偿。通过光电信号传感器43及信号触发器45进行自动计数，到达预设次数自动停机，试验次数也在显示单元16中显示。

主要性能指标：

弯曲通径4～80mm

摆动通径100～300mm

直线位移250mm

摆动位移100～2000mm

弯曲半径80mm～1000mm

频率2～60次/min

Claims (8)

1.一种对金属软管进行寿命试验的金属软管弯曲摆动试验机，它包括有：机架，控制柜，电气控制单元，显示单元，其特征是：在机架上安有一控制柜，在控制柜的下部设有双机组液压泵站，中部设置有电气控制单元和显示单元，双机组液压泵站通过液压缸座与传动油缸相连接；在控制柜与机架的一端固定设置有承载横梁，在承载横梁的中部通过摇摆转动轴连接有一摆臂，摆臂的下端与传动油缸上的活塞杆相连接，摆臂的上部设置有一用于连接被测金属软管一端的上密封法兰，在靠近摇摆转动轴的上部还设置有一固定在承载横梁上的用于连接被测金属软管另一端的固定加压机座；在固定加压机座两侧的承载横梁上分别设置有带升降调节丝杠的升降台，在升降台上设置有水平直线滑槽，在水平直线滑槽上设有弯曲限位板，该弯曲限位板上的曲面与摆臂相对设置；

在控制柜与机架的另一端固定设置有悬臂梁，在悬臂梁上设置导轨及弯曲半径刻度尺，在导轨上连接有一调节滑块，调节滑块的下端连接有一带加压孔的用于连接被测金属软管一端的静止端连接基座；在靠近悬臂梁的控制柜侧壁上还设置有一与电机输出轴连接的偏心轮，在偏心轮上依次连接有连杆、滑块及用于连接被测金属软管另一端的运动端连接基座，滑块套装在直线限位导轨上。

2.根据权利要求1所述的金属软管弯曲摆动试验机，其特征是：在摇摆转动轴上设置有带传感器固定架的电信号传感器，在靠近电信号传感器的摆臂上还固定设置有信号触发器。

3.根据权利要求1或2所述的金属软管弯曲摆动试验机，其特征是：在靠近电信号传感器的摆臂上还固定设置有摆动角度读数尺。

4.根据权利要求1所述的金属软管弯曲摆动试验机，其特征是：上密封法兰是依次通过长度调节轴，上法兰转动轴及轴承与摆臂相连接的。

5.根据权利要求4所述的金属软管弯曲摆动试验机，其特征是：轴承是通过长度调节板安装在摆臂上部的。

6.根据权利要求1所述的金属软管弯曲摆动试验机，其特征是：在升降调节丝杠的端部设置有一调节手轮。

7.根据权利要求1所述的金属软管弯曲摆动试验机，其特征是：在承载横梁与升降台之间还设置有支撑丝杠。

8.根据权利要求1所述的金属软管弯曲摆动试验机，其特征是：在控制柜侧壁上还设置有一光电信号传感器，该光电信号传感器与设置在活动端连接基座上的信号感光板相对应。

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