挂载剥离强度测试夹具、测试系统及其测试方法
技术领域
本发明涉及强度测试技术领域,特别是涉及一种挂载剥离强度测试夹具、测试系统及其测试方法。
背景技术
在GB/T 23257-2009埋地钢质管道聚乙烯防腐层,附录J(规范性附录)中明确规定了防腐层剥离强度测定方法:先将防腐层沿环向划开宽度约为20mm、长约为10cm的长条,划开时应划透防腐层,并撬起一端。用测力计以10mm/min的速率垂直钢管表面匀速拉起防腐层,记录测力计稳定数值。50±5℃的粘结力,可在防腐层涂敷后的冷却过程中测定,也可将防腐层加热后测定。测定时,应采用表面温度计监测防腐层的表面温度,剥离试验应在45~55℃的温度范围内进行并完成。埋地钢质管道聚乙烯防腐层生产时,检测防腐管质量好坏,防腐层剥离强度是测试防腐层附着力的至关重要的一环。
现有的生产实验中,通常采用人为弹簧拉力计法,要求拉力应垂直于钢管表面并沿半径方向。由于是人工操作,导致剥离试验时数值震动变化误差大,且随着防腐层的逐渐剥离,很难保证拉力方向始终沿半径方向并与钢管表面垂直,同时在提拉剥离防腐层时速度不易控制,由此产生的角度偏差与速度不均匀等问题会极大程度上影响测试结果的精度,极难满足试验人员的测试需求。
发明内容
基于此,本发明有必要提供一种挂载剥离强度测试夹具、测试系统及其测试方法,拉力方向和剥离速度可控,能够保证防腐层剥离过程中拉力始终与钢管表面垂直以及剥离速度均匀,利于提高测试结果的精准性,满足测试需求。
其技术方案如下:
一种挂载剥离强度测试夹具,包括:
安装座,所述安装座包括承载主体、设置于所述承载主体上并用于与检测设备的拉伸接头连接的连接柱、及间隔设置于所述承载主体上的第一滚动体和第二滚动体;
第一夹持体,所述第一夹持体包括可滑动绕装于所述第一滚动体上的第一连接件、及分别与所述第一连接件的两端一一对应连接的第一挂接件;及
第二夹持体,所述第二夹持体包括可滑动绕装于所述第二滚动体上的第二连接件、及分别与所述第二连接件的两端一一对应连接的第二挂接件,两个所述第一挂接件和两个所述第二挂接件配合形成悬固机构、用于悬挂固定待测钢管样品;其中,所述待测钢管样品上设置有防腐层样条,所述防腐层样条与所述检测设备的拉伸夹头夹持固定,所述拉伸接头可沿远离所述拉伸夹头的方向匀速移动。
应用上述挂载剥离强度测试夹具对待测钢管表面的防腐层进行剥离强度测试时,首先通过连接柱与检测设备的拉伸接头固定对夹具的承载主体进行安装,之后将第一夹持体以第一连接件滑动绕装于第一滚动体上的方式进行安装,同时将第二夹持体以第二连接件滑动绕装于第二滚动体上的方式进行安装,最后通过两个第一挂接件和两个第二挂接件配合形成的悬固机构装夹固定待测钢管样品,并使防腐层样条与检测设备的拉伸夹头夹持固定良好。实际测试时,检测设备可控制拉伸接头向远离拉伸夹头的方向匀速移动,使得防腐层样条确保在均匀速度及拉力作用下平稳剥离于待测钢管表面,且在拉力作用下使得第一连接件可相对第一滚动体自由滑动、第二连接件可相对第二滚动体自由滑动,由此可确保测试过程中,拉力方向始终垂直于待测钢管样品的表面并沿径向延伸。如此,上述测试夹具能够实现对拉力方向和剥离速度的可控,保证防腐层剥离过程中拉力始终与钢管表面垂直以及剥离速度均匀,利于提高测试结果的精准性,满足测试需求,且操作简单、省力。
下面对本申请的技术方案作进一步地说明:
在其中一个实施例中,所述安装座还包括定位插销,所述连接柱远离所述承载主体的端面向内凹设有装配孔,且所述连接柱的外壁沿径向贯穿开设有与所述装配孔接通的第一定位孔,所述拉伸接头开设有第二定位孔,当所述拉伸接头插接于所述装配孔内时,所述第一定位孔与所述第二定位孔相对,所述定位插销穿设于所述第一定位孔和所述第二定位孔内。如此能够快速、稳固地实现测试夹具的安装固定,连接强度高,且该连接结构简单,装拆方便,便于对测试夹具进行拆分清理与维护。
在其中一个实施例中,所述承载主体包括至少一个锁紧把手、与所述第一滚动体和所述第二滚动体均连接的安装主板、及可滑动设置于所述安装主板上并与所述连接柱连接的调节板,所述安装板开设有条形通槽,所述调节板开设有与所述条形通槽相对的装配孔,所述锁紧把手包括连接部及与所述连接部可转动连接的扣压部,所述连接部贯穿所述条形通槽并穿设固定于所述装配孔内,所述扣压部与所述安装主板扣接固定。如此便于对承载主体进行对中调节,进而确保拉力作用均匀传递到第一连接件和第二连接件上,防止承载主体发生倾斜,确保拉力始终与待测钢管样品的表面垂直,从而提升测试结果精度;此外,位置调节好之后还可以通过锁紧把手对安装主板与调节板扣压固定,避免测试时因受力发生相对滑动,提升测试夹具的整体结构稳定性及测试可靠性。
在其中一个实施例中,所述安装主板还设有滑动导槽,所述调节板与所述滑动导槽导向配合。如此能够确保对中调节时调节板按预定轨迹移动,利于提升调节板的移动平稳性与可靠性。
在其中一个实施例中,包括两个所述锁紧把手,两个所述锁紧把手间隔设置于所述调节板沿平行于移动方向的两端。如此当调节板移动至左右两端的极限位置时,也能够确保至少通过其中一个锁紧把后与安装板锁紧固定,能够大大扩大调节板的对中调整范围,提升测试夹具的使用性能和适用范围。
在其中一个实施例中,所述承载主体还包括设置于所述安装主板上的吊架,所述第一滚动体和所述第二滚动体可转动安装于所述吊架上。因而通过吊架能够对第一滚动体和第二滚动体进行安装与支撑固定。
在其中一个实施例中,所述第一挂接件和所述第二挂接件均包括锁固件和卡体,所述卡体开设有相接通的过孔和锁孔,所述第一连接件和所述第二连接件的端部穿设于所述过孔内时,所述锁固件固设于所述锁孔内并与所述第一连接件和所述第二连接件抵紧,且所述锁固件与所述待测钢管样品卡接。如此通过第一连接件和第二连接件在过孔内滑动便于调节第一挂接件和第二挂接件的长度等于待测钢管样品的半径,使测试对象及环境更加贴近于实际情况,同时使拉伸方向与待测钢管样品表面垂直,之后通过锁固件固设于锁孔内并与第一连接件和第二连接件抵紧实现固定;此外,锁固件通过与待测钢管样品卡接,还能够确保待测钢管样品的装夹固定,且该连接结构简单,装拆方便。
本发明还提供一种挂载剥离强度测试系统,其包括检测设备和如上所述的挂载剥离强度测试夹具,所述检测设备包括机座、设置于所述机座上并通信连接的控制系统和驱动系统、设置于所述机座上的拉伸夹头、及与所述拉伸夹头相对设置于所述机座上并与所述驱动系统连接的拉伸接头,所述拉伸接头与所述挂载剥离强度测试夹具连接,所述拉伸夹头与所述防腐层样条连接。
应用上述挂载剥离强度测试系统测试时,检测设备可控制拉伸接头向远离拉伸夹头的方向匀速移动,使得防腐层样条确保在均匀速度及拉力作用下平稳剥离于待测钢管表面,且在拉力作用下使得第一连接件可相对第一滚动体自由滑动、第二连接件可相对第二滚动体自由滑动,由此可确保测试过程中,拉力方向始终垂直于待测钢管样品的表面并沿径向延伸。如此,上述测试夹具能够实现对拉力方向和剥离速度的可控,保证防腐层剥离过程中拉力始终与钢管表面垂直以及剥离速度均匀,利于提高测试结果的精准性,满足测试需求,且操作简单、省力。
本发明还提供一种应用如上所述的挂载剥离强度测试系统的测试方法,其包括如下步骤:
在待测钢管样品上制作出防腐层样条;
将挂载剥离强度测试夹具安装到检测设备的拉伸接头上,将待测钢管样品装夹到所述挂载剥离强度测试夹具上并调整至水平状态;
使所述检测设备的拉伸夹头与所述防腐层样条夹持固定,并调整拉力方向垂直于所述待测钢管样品表面;
启动所述检测设备并设定拉伸速度,使所述拉伸接头匀速拉动剥离所述防腐层样条。
通过采用上述挂载剥离强度测试系统的测试方法,检测设备可控制拉伸接头向远离拉伸夹头的方向匀速移动,使得防腐层样条确保在均匀速度及拉力作用下平稳剥离于待测钢管表面,且在拉力作用下使得第一连接件可相对第一滚动体自由滑动、第二连接件可相对第二滚动体自由滑动,由此可确保测试过程中,拉力方向始终垂直于待测钢管样品的表面并沿径向延伸。如此,上述测试夹具能够实现对拉力方向和剥离速度的可控,保证防腐层剥离过程中拉力始终与钢管表面垂直以及剥离速度均匀,利于提高测试结果的精准性,满足测试需求,且操作简单、省力。
附图说明
图1为本发明实施例所述的挂载剥离强度测试夹具的结构示意图;
图2为图1所示的安装座的俯视结构示意图;
图3为本发明实施例所述的挂载剥离强度测试系统的结构示意图;
图4为图3所示的挂载剥离强度测试系统的测试方法的流程示意图。
附图标记说明:
100、安装座,110、承载主体,111、锁紧把手,112、安装主板,112a、条形通槽,112b、滑动导槽,113、调节板,113a、装配孔,120、连接柱,130、第一滚动体,140、第二滚动体,150、定位插销,200、第一夹持体,210、第一连接件,220、第一挂接件,300、第二夹持体,310、第二连接件,320、第二挂接件,400、卡体,500、检测设备,510、机座,520、拉伸接头,530、拉伸夹头,600、防腐层样条。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是,当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件;一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现,在此不再赘述,优选采用螺纹连接的固定方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。
如图1所示,为本发明展示的一种实施例的挂载剥离强度测试夹具,包括:安装座100,所述安装座100包括承载主体110、设置于所述承载主体110上并用于与检测设备500的拉伸接头520连接的连接柱120、及间隔设置于所述承载主体110上的第一滚动体130和第二滚动体140;第一夹持体200,所述第一夹持体200包括可滑动绕装于所述第一滚动体130上的第一连接件210、及分别与所述第一连接件210的两端一一对应连接的第一挂接件220;及第二夹持体300,所述第二夹持体300包括可滑动绕装于所述第二滚动体140上的第二连接件310、及分别与所述第二连接件310的两端一一对应连接的第二挂接件320,两个所述第一挂接件220和两个所述第二挂接件320配合形成悬固机构、用于悬挂固定待测钢管样品;其中,所述待测钢管样品上设置有防腐层样条600,所述防腐层样条600与所述检测设备500的拉伸夹头530夹持固定,所述拉伸接头520可沿远离所述拉伸夹头530的方向匀速移动。
应用上述挂载剥离强度测试夹具对待测钢管表面的防腐层进行剥离强度测试时,首先通过连接柱120与检测设备500的拉伸接头520固定对夹具的承载主体110进行安装,之后将第一夹持体200以第一连接件210滑动绕装于第一滚动体130上的方式进行安装,同时将第二夹持体300以第二连接件310滑动绕装于第二滚动体140上的方式进行安装,最后通过两个第一挂接件220和两个第二挂接件320配合形成的悬固机构装夹固定待测钢管样品,并使防腐层样条600与检测设备500的拉伸夹头530夹持固定良好。实际测试时,检测设备500可控制拉伸接头520向远离拉伸夹头530的方向匀速移动,使得防腐层样条600确保在均匀速度及拉力作用下平稳剥离于待测钢管表面,且在拉力作用下使得第一连接件210可相对第一滚动体130自由滑动、第二连接件310可相对第二滚动体140自由滑动,由此可确保测试过程中,拉力方向始终垂直于待测钢管样品的表面并沿径向延伸。如此,上述测试夹具能够实现对拉力方向和剥离速度的可控,保证防腐层剥离过程中拉力始终与钢管表面垂直以及剥离速度均匀,利于提高测试结果的精准性,满足测试需求,且操作简单、省力。
所述承载主体110还包括设置于所述安装主板112上的吊架,所述第一滚动体130和所述第二滚动体140可转动安装于所述吊架上。因而通过吊架能够对第一滚动体130和第二滚动体140进行安装与支撑固定。
具体的,实际工作中,埋地钢管的重量和体积通常较大,整体很难挂接到测试夹具上,因而通常将钢管沿平行于中心线的方向切一部分弧形的钢板下来作为测试对象,即上述的待测钢管样品用于模拟真实埋地钢管。上述吊架包括对称设置的且与承载主体110一体连接的两个支撑柱,两个支撑柱的相对侧开设有转孔,第一滚动体130和第二滚动体140可选是滑动轮,且滑动轮套装有转轴,通过转轴与转孔的安装实现固定,滑动轮受力时可自由转动。此外,第一连接件210和第二连接件310可选是钢丝绳,通过绕装的方式套在滑动轮上,两条钢丝绳的四个自由端分别通过挂接件(第一挂接件220和第二挂接件320)与待测钢管样品的四个角上开设的孔挂接。由于待测钢管样品的外形为弧面,因而随着防腐层样品逐渐被剥离,拉力方向时刻在变化的,为了确保拉力始终与钢管表面垂直,通过转动良好的滑动轮以及钢丝绳与滑动轮的滑动配合,可以使待测钢管样品实现随拉力方向的空间位置自动调整,即待测钢管样品能够不断调整自己的空间角度以确保始终与拉力方向垂直。
请继续参阅图2,本发明还提供一种挂载剥离强度测试系统,其包括检测设备500和如上所述的挂载剥离强度测试夹具,所述检测设备500包括机座510、设置于所述机座510上并通信连接的控制系统和驱动系统、设置于所述机座510上的拉伸夹头530、及与所述拉伸夹头530相对设置于所述机座510上并与所述驱动系统连接的拉伸接头520,所述拉伸接头520与所述挂载剥离强度测试夹具连接,所述拉伸夹头530与所述防腐层样条600连接。
应用上述挂载剥离强度测试系统测试时,检测设备500可控制拉伸接头520向远离拉伸夹头530的方向匀速移动,使得防腐层样条600确保在均匀速度及拉力作用下平稳剥离于待测钢管表面,且在拉力作用下使得第一连接件210可相对第一滚动体130自由滑动、第二连接件310可相对第二滚动体140自由滑动,由此可确保测试过程中,拉力方向始终垂直于待测钢管样品的表面并沿径向延伸。如此,上述测试夹具能够实现对拉力方向和剥离速度的可控,保证防腐层剥离过程中拉力始终与钢管表面垂直以及剥离速度均匀,利于提高测试结果的精准性,满足测试需求,且操作简单、省力。
上述检测设备500优选是电子万能试验机,可用于对产品的拉伸、弯曲、压缩、剪切、环刚度等性能进行精准检测。拉伸接头520安装于纵向移动横架上,纵向移动横架与驱动系统连接,其中驱动系统可选是紧密丝杠模组;通过驱动纵向移动横架匀速远离拉伸夹头530,使得拉伸夹头530能够将防腐层样品逐渐剥离。
当将测试夹具安装到电子万能试验机的拉伸接头520时,所述安装座100还包括定位插销150,所述连接柱120远离所述承载主体110的端面向内凹设有装配孔113a,且所述连接柱120的外壁沿径向贯穿开设有与所述装配孔113a接通的第一定位孔,所述拉伸接头520开设有第二定位孔,当所述拉伸接头520插接于所述装配孔113a内时,所述第一定位孔与所述第二定位孔相对,所述定位插销150穿设于所述第一定位孔和所述第二定位孔内。如此能够快速、稳固地实现测试夹具的安装固定,连接强度高,且该连接结构简单,装拆方便,便于对测试夹具进行拆分清理与维护。当第一定位孔和第二定位孔为通孔时,与定位插销150插接固定;当第一定位孔和第二定位孔为螺纹孔时,定位插销150还可以是螺钉或螺栓,通过螺纹锁紧固定。
请继续参阅图1和图2,在上述实施例中,所述承载主体110包括至少一个锁紧把手111、与所述第一滚动体130和所述第二滚动体140均连接的安装主板112、及可滑动设置于所述安装主板112上并与所述连接柱120连接的调节板113,所述安装板开设有条形通槽112a,所述调节板113开设有与所述条形通槽112a相对的装配孔113a,所述锁紧把手111包括连接部及与所述连接部可转动连接的扣压部,所述连接部贯穿所述条形通槽112a并穿设固定于所述装配孔113a内,所述扣压部与所述安装主板112扣接固定。如此便于对承载主体110进行对中调节,进而确保拉力作用均匀传递到第一连接件210和第二连接件310上,防止承载主体110发生倾斜,确保拉力始终与待测钢管样品的表面垂直,从而提升测试结果精度;此外,位置调节好之后还可以通过锁紧把手111对安装主板112与调节板113扣压固定,避免测试时因受力发生相对滑动,提升测试夹具的整体结构稳定性及测试可靠性。
进一步地,所述安装主板112还设有滑动导槽112b,所述调节板113与所述滑动导槽112b导向配合。如此能够确保对中调节时调节板113按预定轨迹移动,利于提升调节板113的移动平稳性与可靠性。
更进一步地,包括两个所述锁紧把手111,两个所述锁紧把手111间隔设置于所述调节板113沿平行于移动方向的两端。如此当调节板113移动至左右两端的极限位置时,也能够确保至少通过其中一个锁紧把后与安装板锁紧固定,能够大大扩大调节板113的对中调整范围,提升测试夹具的使用性能和适用范围。
所述第一挂接件220和所述第二挂接件320均包括锁固件和卡体400,所述卡体400开设有相接通的过孔和锁孔,所述第一连接件210和所述第二连接件310的端部穿设于所述过孔内时,所述锁固件固设于所述锁孔内并与所述第一连接件210和所述第二连接件310抵紧,且所述锁固件与所述待测钢管样品卡接。如此通过第一连接件210和第二连接件310在过孔内滑动便于调节第一挂接件220和第二挂接件320的长度等于待测钢管样品的半径,使测试对象及环境更加贴近于实际情况,同时使拉伸方向与待测钢管样品表面垂直,之后通过锁固件固设于锁孔内并与第一连接件210和第二连接件310抵紧实现固定;此外,锁固件通过与待测钢管样品卡接,还能够确保待测钢管样品的装夹固定,且该连接结构简单,装拆方便。
如图4所示,本发明还提供一种应用如上所述的挂载剥离强度测试系统的测试方法,其包括如下步骤:
在待测钢管样品上制作出防腐层样条600;
将挂载剥离强度测试夹具安装到检测设备500的拉伸接头520上,将待测钢管样品装夹到所述挂载剥离强度测试夹具上并调整至水平状态;
使所述检测设备500的拉伸夹头530与所述防腐层样条600夹持固定,并调整拉力方向垂直于所述待测钢管样品表面;
启动所述检测设备500并设定拉伸速度,使所述拉伸接头520匀速拉动剥离所述防腐层样条600。
通过采用上述挂载剥离强度测试系统的测试方法,检测设备500可控制拉伸接头520向远离拉伸夹头530的方向匀速移动,使得防腐层样条600确保在均匀速度及拉力作用下平稳剥离于待测钢管表面,且在拉力作用下使得第一连接件210可相对第一滚动体130自由滑动、第二连接件310可相对第二滚动体140自由滑动,由此可确保测试过程中,拉力方向始终垂直于待测钢管样品的表面并沿径向延伸。如此,上述测试夹具能够实现对拉力方向和剥离速度的可控,保证防腐层剥离过程中拉力始终与钢管表面垂直以及剥离速度均匀,利于提高测试结果的精准性,满足测试需求,且操作简单、省力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。