CN102156030B - 一种波纹管外压疲劳试验设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种波纹管外压疲劳试验设备，属于疲劳试验设备技术领域。该设备包括筒体和曲柄滑块机构；筒体装有下底板和上底板；下底板与下波纹管的下端密封连接，下波纹管的上端与连接块的下端密封连接，连接块的上端与上波纹管的下端密封连接，上波纹管的上端与上底板的中央密封连接，从而在筒体与上、下波纹管之间形成环状密闭空间；上底板的上表面延伸出具有外螺纹的定位柱，定位柱的外螺纹与固定在筒体上端的盖板中央内螺纹孔旋合；连接块通过穿经下波纹管以及下底板内孔的定位杆与所述曲柄滑块机构中的往复运动件固定连接。采用本发明后，可以得到所需的外压疲劳试验结果，从而为制造高品质波纹管类弹性元件奠定了试验基础。

Description

一种波纹管外压疲劳试验设备
技术领域
本发明涉及一种试验设备，尤其是一种波纹管外压疲劳试验设备，属于疲劳试验设备技术领域。
背景技术
目前对一些要求不高的弹性元件进行疲劳试验，只要具有循环反复拉伸压缩功能的设备就可以满足要求。但对于需要测试外压环境下疲劳强度的波纹管类弹性元件，现有设备均不能满足试验要求。
检索发现，申请号为200720015255.0的中国专利申请公开了一种金属波纹管摇摆试验装置。分析可知，该装置只能进行摇摆疲劳试验，无法完成拉伸压缩疲劳试验。此外，申请号为200920248697.9的中国专利公开了一种金属波纹管省力疲劳试验装置，包括疲劳试验机和压力系统，在疲劳试验机上安装省力结构：中心管下端外壁与底座中心圆台垂直焊接；波纹管组件上、下直壁置于上、下端法兰内壁与上、下内环外壁间焊接，保证同轴度；下端法兰与底座由螺钉连接，底座固定在疲劳试验机上；中心管上部与上端法兰内环动密封；上端法兰与顶板通过双头螺柱连接，压力系统油管与省力结构底座进油口连接。虽然该装置可以进行疲劳试验，但采用常规的管内充油方式，只能对波纹管处于内压环境下进行拉伸压缩试验，无法测试波纹管处于外压环境的拉伸疲劳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足，提出一种波纹管外压疲劳试验设备，从而满足高品质的波纹管类弹性元件的疲劳试验需求。
为了达到上述目的，本发明的波纹管外压疲劳试验设备包括安置在机架上通压力介质源的筒体和驱动试验件上下运动的曲柄滑块机构；所述筒体底部装有与之相对密封固连的下底板，内部装有与之形成密封移动副的上底板；所述下底板上表面的中央与下波纹管的下端密封连接，所述下波纹管的上端与连接块的下端密封连接，所述连接块的上端与上波纹管的下端密封连接，所述上波纹管的上端与上底板的下表面中央密封连接，从而在筒体与上、下波纹管之间形成环状密闭空间；所述上底板的上表面延伸出具有外螺纹的定位柱，所述定位柱的外螺纹与固定在所述筒体上端的盖板中央内螺纹孔旋合；所述连接块通过穿经下波纹管以及下底板内孔的定位杆与所述曲柄滑块机构中的往复运动件固定连接。
试验时，把待试验波纹管装夹在筒体内，再通过调节定位柱与上盖板的相对位置，使待试验波纹管处于自然伸缩状态。之后注入压力介质，启动曲柄滑块机构，即可开始试验。在满足试验要求后停机，得到试验数据。由于采用本发明后，波纹管处于外压状态，因此可以得到所需的外压疲劳试验结果，从而为制造高品质波纹管类弹性元件奠定了试验基础。
本发明进一步的完善是，所述曲柄滑块机构中的曲柄为具有径向导槽的偏心盘，所述导槽中装有可滑移锁定的连杆铰接块，所述偏心盘的主轴与调速电机的减速输出轴连接。这样，可以十分方便地实现待试验波纹管振动频率和振幅的调节。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的整体结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为图1中筒体内部结构放大示意图。
具体实施方式
实施例
为满足不仅有循环反复拉伸压缩试验功能，还具有拉伸压缩行程可调、试验频次可调，以及试验件必须处于外压环境中试验的等要求，申请人设计的本实施例波纹管外压疲劳试验设备如图1所示，其机架1上安置一对试验用的筒体2，该筒体的侧壁通过管路与作为压力介质源的气动增加装置3连通，机架1的中部装有驱动试验件上下运动的曲柄滑块机构4。
如图3所示，筒体2的底部通过外螺纹与固定在机架1上表面的圆环形底座4的内螺纹孔连接，筒体2的底端压持在嵌入底座4台阶孔中下底板2-1的边缘将其固定，下底板2-1通过径向密封圈2-3与筒体2内壁相对密封。筒体2的内部还装有通过密封圈2-7与之形成升降密封移动副的上底板2-6。下底板2-1上表面的中央与下波纹管2-4的下端焊接密封连接，该下波纹管的上端与连接块2-5的下端焊接密封连接，该连接块的上端与上波纹管2-8的下端焊接密封连接，该上波纹管的上端与上底板2-6的下表面中央焊接密封连接，从而在筒体2与上、下波纹管之间形成环状密闭空间。
上底板2-6的上表面通过紧固件与朝上延伸且具有外螺纹的定位柱2-9连接，该定位柱的外螺纹与通过紧固件固定在筒体2上端的盖板2-10中央内螺纹孔旋合。
连接块2-5的中心通孔由下至上穿插定位杆2-11上端的螺纹头，连接块2-5的上部装有穿过上底板2-6以及上波纹管2-8通孔的T形压紧杆2-12，该T形压紧杆的下端螺纹孔与螺纹头旋合，将连接块2-5夹紧。定位杆2-11的下端穿经下波纹管2-4以及下底板2-1的内孔，与作为曲柄滑块机构中往复运动件的垂向导杆4-1(参见图2)通过螺纹固定连接。
曲柄滑块机构如图2所示，曲柄为具有径向导槽的偏心盘4-2，该导槽中装有可滑移锁定的连杆铰接块4-3，该连杆铰接块通过连杆4-4与约束在垂向导套4-5中的导杆4-1下端铰接。偏心盘4-2的主轴与调速电机4-6的减速输出轴连接。
此外，本实施例的波纹管外压疲劳试验设备还具有气动液压泵和计数、变频控制系统、压力检测系统。
试验时，首先将筒体的底座打开；将作为试验件的焊接后波纹管组放入筒内，并根据其长度，通过螺纹副调整定位柱的高低位置，保证试验件的上底板和下底板处于自由高度，即保证试验件在未受力时的自由高度。上、下底板和筒体之间构成波纹管的外压环境。试验组件的内孔由定位杆穿过，并与压紧杆旋合，使试验件轴向定位。调整定位杆与导杆的相对位置，保证波纹管处于不受力位置，锁紧压紧杆，并将底座在试验机台面上压紧紧固。之后，启动液压增压装置，向筒体内注入试验介质，并调节介质的压力，达到试验压力。
按试验所要求的振幅和频率分别调节偏心盘的偏心距以及变频电机转速。启动电机后，在偏心盘曲柄连杆机构的作用下，待试验波纹管将在外压下做上下往复振动，从而达到对试验件进行疲劳试验的目的。
当试验次数到达预设值时，电机按设定要求停止。如果试验过程中波纹管破裂，设备将紧急停机。
试验证明，本实施例的波纹管外压疲劳试验设备可以进行多参数调节，试验过程稳定，能够满足较高要求波纹管特定的各项试验需求。

Claims (9)

1.一种波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：包括安置在机架上通压力介质源的筒体和驱动试验件上下运动的曲柄滑块机构；所述筒体底部装有与之相对密封固连的下底板，内部装有与之形成密封移动副的上底板；所述下底板上表面的中央与下波纹管的下端密封连接，所述下波纹管的上端与连接块的下端密封连接，所述连接块的上端与上波纹管的下端密封连接，所述上波纹管的上端与上底板的下表面中央密封连接，从而在筒体与上、下波纹管之间形成环状密闭空间；所述上底板的上表面延伸出具有外螺纹的定位柱，所述定位柱的外螺纹与固定在所述筒体上端的盖板中央内螺纹孔旋合；所述连接块通过穿经下波纹管以及下底板内孔的定位杆与所述曲柄滑块机构中的往复运动件固定连接。
2.根据权利要求1所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述曲柄滑块机构中的曲柄为具有径向导槽的偏心盘，所述导槽中装有可滑移锁定的连杆铰接块，所述偏心盘的主轴与调速电机的减速输出轴连接。
3.根据权利要求2所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述筒体的底部通过外螺纹与固定在机架上表面的圆环形底座的内螺纹孔连接。
4.根据权利要求3所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述筒体的底端压持在嵌入底座台阶孔中下底板的边缘将其固定。
5.根据权利要求4所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述下底板通过径向密封圈与筒体内壁密封。
6.根据权利要求5所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述上底板的上表面通过紧固件与朝上延伸且具有外螺纹的定位柱连接，所述定位柱的外螺纹与通过紧固件固定在筒体上端的盖板中央内螺纹孔旋合。
7.根据权利要求6所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述连接块的中心通孔由下至上穿插定位杆上端的螺纹头，所述连接块的上部装有穿过上底板以及上波纹管通孔的压紧杆，所述压紧杆的下端螺纹孔与螺纹头旋合，将所述连接块夹紧。
8.根据权利要求7所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述定位杆的下端与作为所述往复运动件的垂向导杆通过螺纹固定连接。
9.根据权利要求8所述的波纹管外压疲劳试验设备，其特征在于：所述连杆铰接块通过连杆与约束在垂向导套中的导杆下端铰接。
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