CN102854001B - 一种汽缸升降疲劳寿命测试的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽缸升降疲劳寿命测试装置，包括：气泵，与汽缸通过气管连接，在通电时能够增加汽缸内的气压，使汽缸上升；电磁泄压阀，与气管固定连接，在断电时能够降低汽缸内的气压，使汽缸下降；开关，与气泵和电磁泄压阀电性连接，用于直接控制气泵和/或电磁泄压阀是否通电；时间计数器，与开关电性连接，用于通过控制开关的通电时间来控制气泵和电磁泄压阀的通电时间，并记录汽缸的升降次数。本发明还公开了一种汽缸疲劳寿命测试方法，通过气泵对汽缸进行加压，电磁泄压阀对汽缸进行泄压，循环往复，测出汽缸的升降疲劳寿命。本装置和方法能够有效地提高测试效率，避免了大量人力的耗费。

Description

一种汽缸升降疲劳寿命测试的装置和方法

技术领域

本发明涉及汽缸测试技术领域，特别是涉及一种汽缸升降疲劳寿命测试装置和方法，尤其是涉及到一种可以兼容不同汽缸的不同升降高度的汽缸升降寿命疲劳寿命测试装置。

背景技术

汽缸，是一种引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。汽缸能够应用于诸多不同的技术领域，如应用于汽车发动机、灯具照明、半导体等技术领域。

由于野外现场施工越来越频繁，尤其在紧急抢修或救援时大范围照明必不可少，汽缸作为大范围照明灯具的升降工具，也被越来越多的使用。

所需的照明的范围不同，汽缸升降高度也不一样，要保证汽缸能够在使用保修期间能够安全可靠地满足升降次数使用要求，必须有苛刻严格的可靠性指标，即需要测试汽缸的升降疲劳寿命。

目前，对汽缸的升降疲劳寿命进行的测试，都是靠人工进行给升降杆的气泵进行加气和断气，然后在用手工进行放气，使汽缸受顶部灯盘重力向下降到原位。一般情况下，都要求升降杆使用寿命在1000次循环以上，使用人工进行测试，需要测试人员进行1000次的加气和断气，所需时间较长，效率低，并且非常耗费测试人员的精力，劳动强度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽缸升降疲劳寿命测试装置和方法，其解决了现有技术中的人工测试效率低、劳动强度大的问题，从而能够有效地验证汽缸的升降性能的可靠性。

为实现本发明目的而提供的一种汽缸升降疲劳寿命测试装置，包括气泵，电磁泄压阀，空气开关，时间计数器，其中：所述气泵，与所述汽缸通过气管连接，用于产生气压并输出给所述汽缸，使所述汽缸上升；所述电磁泄压阀，与所述气管固定连接，用于控制所述气管中气流的通断；所述空气开关，与所述时间计数器、气泵、电磁泄压阀电性连接，用于与所述时间计数器一起控制所述气泵和/或所述电磁泄压阀的通断；时间计数器，与所述空气开关电性连接，用于控制所述空气开关的通电时间从而控制所述气泵和/或所述电磁泄压阀的通电时间；并记录汽缸的升降次数。

优选地，还包括开关电源；所述开关电源电连接到空气开关；所述开关电源输入交流电压，输出直流电压为空气开关供电。

优选地，还包括压力表；所述压力表电连接到气泵，检测并显示气泵的压力值。

其中，所述气泵包括电机、转子和活塞；所述电机与所述转子连接，所述电机在通电时带动所述转子转动；所述转子与所述活塞连接，所述转子转动能够推动活塞运行；所述活塞与所述气管联通，所述活塞将气体压入所述气管进而进入所述汽缸。

其中，所述气泵还包括气压保护阀，用于控制气压在超过气压预设值时气泵断开，使气泵停止向汽缸加气。

其中，所述电磁泄压阀包括电磁开关和排气孔；所述电磁开关的两端固定在所述气管上，在通电时所述电磁开关闭合，所述气管内部气体与外界隔离；在断电时所述电磁开关的闸刀与所述排气孔连接，气管内的气体通过所述排气孔排出。

其中，所述空气开关包括四个开关，六个输入端和四个输出端；第一输入端和第一输出端之间设置第一开关；第二输入端和第二输出端之间设置第二开关；第三输入端和第三输出端之间设置第三开关；第四输入端和第四输出端之间设置第四开关；所述第一开关和所述第二开关控制所述电磁泄压阀是否通电；所述第三开关和所述第四开关控制所述气泵是否通电；第五输入端和第六输入端与所述时间计数器联接接入交流电源，当第五输入端和第六输入端接入交流电源后，所述四个开关均闭合通电；否则，所述四个开头断开。

其中，所述时间计数器包括通电计时模块、断电计时模块和计数器，两个计时输入端和两个计时输出端；所述两个计时输入端与开关电源联接，通过开关电源为时间计数器供电；第一计时输出端同时与所述空气开关的第三输入端和第六输入端联接；第二计时输出端同时与所述空气开关的第四输入端和第五输入端联接，控制空气开关的通断，并控制气泵为汽缸供气时间进行计时的通断；所述通电计时模块用于计算获取所述空气开关的通电时间，在所述通电计时模块计时时间内，所述空气开关通电；所述断电计时模块用于计算获取所述空气开关的断电时间，在所述断电计时模块计时时间内，所述空气开关断电；所述计数器用以记录汽缸的升降次数。

本发明还提供一种汽缸升降疲劳寿命测试方法，包括步骤：A.所述时间计数器在预设的通电时间内将所述气泵和所述电磁泄压阀的开关闭合，气泵通电后给汽缸加压，使所述汽缸开始上升；B.所述时间计数器在预设的断电时间内将所述气泵和所述电磁泄压阀的常开开关断开，所述气泵停止加气，所述电磁泄压阀打开，所述汽缸内气体外泄，所述汽缸开始下降；C.所述汽缸降到最低位置时，所述时间计数器的计数值增1。

优选地，所述步骤A之前还包括步骤：a1.记录所述汽缸在用所述气泵加压时，从最低升到最高所需时间，记为所述气泵的通电时间；a2.记录所述汽缸通过所述电磁泄压阀泄压时，从最高降到最低所需时间，记为所述气泵的断电时间；a3.将所述通电时间和所述断电时间存储到所述时间计数器。

优选地，还包括如下步骤：重复步骤A-C，重新进行汽缸升降疲劳寿命测试至时间计数器设定的次数。

本发明的有益效果是：本发明描述的一种汽缸升降疲劳寿命测试装置和方法，通过电气方式控制汽缸的升降，提高了测试的效率，测试过程中无需人工参与，只需预设通电时间和断电时间，方便有效。

附图说明

图1为本发明的一种汽缸升降疲劳寿命测试装置的结构示意图；

图2为本发明的气泵的结构示意图；

图3为本发明的电磁泄压阀的结构示意图；

图4为本发明的开关电源、空气开关和时间计数器的连接关系示意图；

图5为本发明的一种汽缸升降疲劳测试装置的工装原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的一种汽缸升降疲劳测试装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，为本发明所提供的一种汽缸升降疲劳寿命测试装置的结构示意图。

本发明所提供的一种汽缸升降疲劳寿命测试装置，包括：开关电源1、时间计数器2、开关3、电磁泄压阀4和气泵5。

开关电源1用于将交流电源转换为开关3需要的直流稳压电源。

时间计数器2，与开关3电性连接，用于通过控制开关3的通电时间来控制气泵5和电磁泄压阀4的通电时间，并记录汽缸的升降次数。

计数器23的通电计时和断电计时交替进行，当时间计数器2处在通电计时阶段时，则时间计数器2相当于导线，可将时间计数器2接入的220伏交流电源传递至开关3，开关3通电、闭合，开关3闭合后，气泵5和电磁泄压阀4均通电，于是汽缸开始上升。汽缸升到最高后，进入断电计时阶段，则时间计数器2断路，开关3无电源供应，断开，从而气泵5和电磁泄压阀4也断电，电磁泄压阀4的阀门打开，汽缸内的气体外泄，汽缸下降，下降到最低后，计数器23的计数值增加1，再进入通电计时阶段，如此循坏往复，直到汽缸寿命终结，不能继续上升，此时记录计数器23的计数值，即为汽缸的升降疲劳寿命。

开关3与气泵5和电磁泄压阀4电性连接，用于控制气泵5和/或电磁泄压阀4是否通电。

在电气技术领域，开关种类较多，能够实现功能的开关有若干种。此处选用常开开关，在通电时，开关3闭合；若选用常闭开关，则开关在通电时，开关断开，将常闭开关应用于本装置需要对应更改其他部件的一些参数，如通电时间和断电时间等。控制气泵5的开关3和控制电磁泄压阀4的开关可以设置于同一开关机构中，也可以分为两个不同的开关机构，本领域技术人员可通过技术常识对开关的种类以及个数设置进行灵活更改。

电磁泄压阀4固定连接在气管7壁上，电磁泄压阀4在断电时，阀门打开，气管7内的气体外泄，从而降低汽缸内的气压，使汽缸下降。当电磁泄压阀4通电时，阀门闭合，气管7密闭，在气泵5的作用下，汽缸内的气压继续增大，汽缸高度继续升高。

气泵5与汽缸通过气管7连接。气泵5在通电时能够通过气管7向汽缸内加气，增加汽缸内的气压，使汽缸内部得气压不断增大，汽缸在内部气压作用下不断上升。

本发明所提供的装置还包括气管连接口8和汽缸接口9。气管连接口8的一端带螺纹，直接与电磁泄压阀4的螺纹连接，另一端是汽缸接口9，用于直接将气管7插入汽缸的连接头。

本装置中的开关电源1、时间计数器2、开关3、电磁泄压阀4和气泵5均是上电机51构，其中开关电源1、时间计数器2、开关3和气泵5需要接入220伏交流电源，而电磁泄压阀4需要接入直流12伏稳压电源。

本发明的技术关键点在于通过气泵给汽缸加气，使灯具升到最大高度，然后再用电磁泄压阀进行放气，使汽缸下降到原来的位置。用空气开关进行控制气泵和电磁泄压阀的电源通断，使汽缸能够按照正常使用方式进行升降，使汽缸升降寿命得到验证，从而解决测试效率低下和测试人员疲劳强度大的问题，以满足不同升降高度型号的汽缸寿命测试的要求。

如图2所示，作为一种可实施方式，气泵5包括：气泵5包括电机51、转子52、活塞53和气压保护阀54；电机51与转子52连接，电机51在通电时带动转子52转动；转子52与活塞53连接，转子52转动能够推动活塞53运行从而产生气压；活塞53与气管7联通，活塞53将气体压入气管7进而进入汽缸；气压保护阀54，固定在电机51上，与气管7联通，当活塞53内产生的气压大于0.3kg/cm²时，气压保护阀54的开关被气压顶开，从而断电气泵5的电机51工作电源，使气泵5停止工作。气泵5外设两个输入端，用于接入220伏交流电源。

如图3所示，作为一种可实施方式，电磁泄压阀4包括电磁开关41和排气孔42，电磁开关41的两端固定在气管7上，用于控制气管7内气流的通断。当给电磁泄压阀4输入直流12伏电压时，电磁泄压阀4内部有电流流通，产生磁力，电磁开关41与b端自动吸合，从而气泵5的气经过电磁泄压阀4给汽缸进行加气，当电压断开时，电磁开关41与b端自动断开，与a端自动吸合，从而汽缸内部气压大于外界压力，内部气压通过汽缸到电磁泄压阀4往外排气，从而汽缸受顶部灯盘重力下降，回到原位置。电磁泄压阀4外设两个输入端，用于接入所需直流电源。

如图4所示，作为一种可实施方式，开关3可选用为空气开关3，包括至少四个常开开关，外设至少六个输入端和四个输出端。

第一输入端J1和第一输出端之间设有第一常开开关K1，第二输入端J2和第二输出端之间设有第二常开开关K2，第三输入端J3和第三输出端之间设有第三常开开关K3，第四输入端J4和第四输出端之间设有第四常开开关K4；第一常开开关K1和第二常开开关K2用于控制电磁泄压阀4是否通电，第三常开开关K3和第四常开开关K4用于控制气泵5是否通电；第五输入端J5和第六输入端J6与时间计数器2联接，用于接入交流电源，当第五输入端J5和第六输入端J6接入交流220伏电源后，四个常开开关均闭合。断开交流220伏电源时，则四个常开开关同时断开，电磁泄压阀4和气泵5的电源也就同时断开。

空气开关3的第一输出端和第二输出端分别与电磁泄压阀4的两个输入端联接，第三输出端和第四输出端分别于气泵5的两个输入端联接。

时间计数器2包括通电计时模块21、断电计时模块22和计数器23，外设两个输入端和两个输出端。

两个输入端与交流电源联接，一个输出端同时与空气开关3的第三输入端J3和第六输入端J6联接，另一输出端同时与空气开关3的第四输入端J4和第五输入端J5联接；通电计时模块21用于控制空气开关3的通电时间，在通电计时模块21计时时间内，时间计数器2导通，空气开关3通电；断电计时模块22用于控制空气开关3的断电时间，在断电计时模块22计时时间内，时间计数器2断路，空气开关3断电；计数器23用以记录汽缸的升降次数。

开关电源1，输入交流220伏电压，输出直流12伏电压，主要为电磁泄压阀4提供工作电源；外设两个输入端，用于接入220伏交流电源，两个输出端分别与空气开关3的第一输入端J1和第二输入端J2联接。

优选地，气管7上还应设置有电接点压力表6，用于显示汽缸内的实际气压值。安装电接点压力表6后，可实时得知汽缸内的压力状况。

综上，参见图5所示，图5为本发明所提供的一种汽缸升降疲劳寿命测试装置的工装原理图。

首先输入交流220伏电压，主要为开关电源1提供输入电源和时间计数器2供电，然后开关电源1输出直流12伏电压到空气开关3的第一输入端J1和第二输入端J2，同时时间计数器2又控制空气开关3的通断，其中时间计数器2通电计时模块21计时时，时间计数器2输出交流220伏电压，一是为空气开关3的第五输入端J5和第六输入端J6提供电源，当第五输入端J5和第六输入端J6输入交流220伏电源时空气开关3吸合，空气开关3的四个常开开关K1、K2、K3、K4通道导通，从而第一输入端J1和第二输入端J2为电磁泄压阀4供电。

第三输入端J3和第四输入端J4导通时为气泵5供电，使电磁泄压阀4通电时后电磁开关41与2自动吸合，气泵5工作产生气压经过气管7流经电磁泄压阀4，再经过汽缸连接口为汽缸输入气压，从而使汽缸上升到最大高度，当时间计数器2的断电计时模块22计时时，时间计数器2处于断开状态，时间记数器无电源输出，空气开关3断开，使第三常开开关K3、第四常开开关K4断开，从而气泵5也断电不工作，电磁泄压阀4也因为第一常开开关K1和第二常开开关K2的断开而断电，电磁开关41与1自动吸合，汽缸内部气压大于外界压力，内部气压通过汽缸到电磁泄压阀4往外排气，使汽缸开始下降，时间计数器2的计数器232-3开始记录2-1导通时间和2-2的断开时间的循环次数，从而使汽缸完成一个升降循环过程。

当汽缸升高过程中电接点压力表6会显示汽缸上升过程中的实际压力值，汽缸升高过程的压力会稳定在0.23kg/cm²，当汽缸升高到最高时，其汽缸内部空间体积不会在增大，但是气泵5还在给汽缸加压，当汽缸内不能够再进行加压时，汽缸内部气压就会反向反馈到气泵5的气压阀内，使气泵5上的气压阀内的压片开关受压力而顶开，压片开关的弹力在0.3kg/cm²左右，而电机51的电源又是串联在气压阀压片开关上的，开关断开后电机51停止工作，从而活塞53也停止运行，使压力保持在0.3kg/cm²，当汽缸因为气密性不好而漏气时，气压会下降，低于0.3kg/cm²时，气泵5的气压阀开关会重新吸合，使电机51导通而工作，活塞53进行运行，为汽缸加气，而电接点压力表6又是连接在电磁泄压阀4的转接头上，压力经过气管7时显示在气压表，从而可以读出汽缸内部的气压值，同时也有时间计数器2的控制。

一是时间计数器2根据汽缸升降时间设置控制通断的时间，如此循环进行；二是气泵5内部气压阀自身也可以进行保护通断，达到双重保护功能的要求，从而解决因无汽缸升降疲劳寿命装置而测试效率低下和测试人员疲劳强度大的问题，以满足不同升降高度型号的汽缸寿命测试的要求，使汽缸达到公司规定的可靠性指标要求。

本发明还提供了一种汽缸升降疲劳寿命测试装置的方法，包括步骤：

A.所述时间计数器在预设的通电时间内将所述气泵和所述电磁泄压阀的开关闭合，气泵通电后给汽缸加压，使所述汽缸开始上升。

在步骤A之前还包括步骤a1.记录汽缸在用气泵加压时，从最低升到最高所需时间，记为气泵的通电时间；a2.记录汽缸通过电磁泄压阀泄压时，从最高降到最低所需时间，记为气泵的断电时间；a3.将通电时间和断电时间存储到时间计数器。

B.所述时间计数器在预设的断电时间内将所述气泵和所述电磁泄压阀的常开开关断开，所述气泵停止加气，所述电磁泄压阀打开，所述汽缸内气体外泄，所述汽缸开始下降；

C.所述汽缸降到最低位置时，所述时间计数器的计数值增1。

气缸每升降一次需要计数器予以记录，具体是通电计时模块和断电计时模块各计时一次后，计数器的值增1。

D.当汽缸无法升降时，计数器所显示的计数值计为汽缸的升降疲劳寿命，否则进入步骤A。

本发明通过气泵5给汽缸加气，同时用时间计数器2和气泵5上的气压保护阀54同时双重保护，使灯具升到最大高度，然后再用电磁泄压阀进行放气，使汽缸下降到原来的位置，同时用空气开关3进行控制气泵5和电磁泄压阀4的电源通断，使汽缸按照正常使用方式进行升降，使汽缸升降寿命得到验证，从而解决测试效率低下和测试人员疲劳强度大的问题。满足不同升降高度型号的汽缸寿命测试的要求，具有简单安全可靠、易操作的优点。

最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种汽缸升降疲劳寿命测试装置，其特征在于，包括气泵(5)，电磁泄压阀(4)，空气开关(3)，时间计数器(2)，其中：

所述气泵(5)，与所述汽缸通过气管(7)连接，用于产生气压并输出给所述汽缸，使所述汽缸上升；

所述电磁泄压阀(4)，与所述气管(7)固定连接，用于控制所述气管(7)中气流的通断；

所述空气开关(3)，与所述时间计数器(2)、气泵(5)、电磁泄压阀(4)电性连接，用于与所述时间计数器(2)一起控制所述气泵(5)和/或所述电磁泄压阀(4)的通断；

时间计数器(2)，与所述空气开关(3)电性连接，用于控制所述空气开关(3)的通电时间从而控制所述气泵(5)和/或所述电磁泄压阀(4)的通电时间；并记录汽缸的升降次数。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括开关电源(1)；

所述开关电源(1)电连接到空气开关(3)；所述开关电源(1)输入交流电压，输出直流电压为空气开关(3)供电。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括压力表(6)；

所述压力表(6)电连接到气泵(5)，检测并显示气泵(5)的压力值。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气泵(5)包括电机(51)、转子(52)和活塞(53)；

所述电机(51)与所述转子(52)连接，所述电机(51)在通电时带动所述转子(52)转动；

所述转子(52)与所述活塞(53)连接，所述转子(52)转动能够推动活塞(53)运行；

所述活塞(53)与所述气管(7)联通，所述活塞(53)将气体压入所述气管(7)进而进入所述汽缸。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述气泵(5)还包括气压保护阀(54)，用于控制气压在超过气压预设值时气泵(5)断开，使气泵(5)停止向汽缸加气。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁泄压阀(4)包括电磁开关(41)和排气孔(42)；

所述电磁开关(41)的两端固定在所述气管上，在通电时所述电磁开关(41)闭合，所述气管(7)内部气体与外界隔离；

在断电时所述电磁开关(41)的闸刀与所述排气孔(42)连接，气管(7)内的气体通过所述排气孔(42)排出。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空气开关(3)包括四个开关，六个输入端和四个输出端；

第一输入端和第一输出端之间设置第一开关；第二输入端和第二输出端之间设置第二开关；第三输入端和第三输出端之间设置第三开关；第四输入端和第四输出端之间设置第四开关；

所述第一开关和所述第二开关控制所述电磁泄压阀(4)是否通电；所述第三开关和所述第四开关控制所述气泵(5)是否通电；

第五输入端和第六输入端与所述时间计数器(2)联接接入交流电源，当第五输入端和第六输入端接入交流电源后，所述四个开关均闭合通电；否则，所述四个开头断开。

8.根据权利要求2或7所述的装置，其特征在于，所述时间计数器(2)包括通电计时模块(21)、断电计时模块(22)和计数器(23)，两个计时输入端和两个计时输出端；

所述两个计时输入端与开关电源(1)联接，通过开关电源(1)为时间计数器(2)供电；第一计时输出端同时与所述空气开关(3)的第三输入端和第六输入端联接；第二计时输出端同时与所述空气开关(3)的第四输入端和第五输入端联接，控制空气开关(3)的通断，并控制气泵(5)为汽缸供气时间进行计时的通断；

所述通电计时模块(21)用于计算获取所述空气开关(3)的通电时间，在所述通电计时模块(21)计时时间内，所述空气开关(3)通电；

所述断电计时模块(22)用于计算获取所述空气开关(3)的断电时间，在所述断电计时模块(22)计时时间内，所述空气开关(3)断电；

所述计数器(23)用以记录汽缸的升降次数。

9.一种采用如权利要求1所述的汽缸升降疲劳寿命测试装置进行汽缸升降疲劳寿命测试方法，其特征在于，包括步骤：

A.所述时间计数器在预设的通电时间内将所述气泵和所述电磁泄压阀的开关闭合，气泵通电后给汽缸加压，使所述汽缸开始上升；

B.所述时间计数器在预设的断电时间内将所述气泵和所述电磁泄压阀的常开开关断开，所述气泵停止加气，所述电磁泄压阀打开，所述汽缸内气体外泄，所述汽缸开始下降；

C.所述汽缸降到最低位置时，所述时间计数器的计数值增1。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括步骤：

a1.记录所述汽缸在用所述气泵加压时，从最低升到最高所需时间，记为所述气泵的通电时间；

a2.记录所述汽缸通过所述电磁泄压阀泄压时，从最高降到最低所需时间，记为所述气泵的断电时间；

a3.将所述通电时间和所述断电时间存储到所述时间计数器。