CN107817167B - 管路件连接强度测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于连接件测试技术领域，涉及一种管路件连接强度测试装置，包括：拉伸试验机、上拉伸转接单元、下拉伸转接单元、泵组单元、防油罩单元和试验控制单元。上拉伸转接单元与拉伸试验机的上平台相连接，导管试验件的第一端与上拉伸转接单元连接；导管试验件的第二端与下拉伸转接单元连接，下拉伸转接单元与拉伸试验机的下平台相连接；泵组单元通过连接软管与上拉伸转接单元和下拉伸转接单元相连接；防油罩单元位于上拉伸转接单元和下拉伸转接单元之间；试验控制单元控制拉伸试验机和泵组单元。本发明采用模块化结构适用范围广、试验精度和可靠性高。

Description

管路件连接强度测试装置及其测试方法

技术领域

本发明属于连接件测试技术领域，具体涉及一种管路件连接强度测试装置及其测试方法。

背景技术

管路连接件是液压系统中重要组成零部件，液压系统的泵、阀、油箱等部件通过管路连接件连接起来，管路连接件性能的优劣直接影响到液压系统的正常运行。管路件连接强度试验是一种考核组合导管在工作压力条件下抗拉能力的典型试验，广泛应用于航空航天、机械工业等领域的管路件试验考核过程中。

现有的管路件连接强度测试装置，多采用螺纹安装维护繁杂，存在管路内部打压自动化程度低，打压过程中内部容易混入气体影响试验精度，且没有油液回收装置污染试验环境等诸多弱点。

发明内容

为了克服现有连接强度试验过程中部件组装繁琐，试验过程自动化程度低、试验件内气体混入、油液污染等缺点，本申请提出了一种管路件连接强度测试装置，采用拉伸试验机实现对导管试验件的拉伸控制，采用液压泵站及真空泵组合结构实现导管试验件内部气体自动排出和油液自动打压，通过基于上下位机系统的试验控制单元实现对连接强度试验过程中拉伸力、内部压力等信号的监视和试验过程的自动控制，采用防油罩结构防止结构破坏后油液的飞溅。

本发明是这样实现的：

一种管路件连接强度测试装置，其包括拉伸试验机、上拉伸转接单元、下拉伸转接单元、泵组单元和试验控制单元；

所述上拉伸转接单元分别与所述拉伸试验机的上平台和导管试验件的第一端相连接，所述上拉伸转接单元包括上拉伸连接筒和上拉伸连接块，所述上拉伸连接筒为中空筒形，包括筒体、在筒体的侧壁和底部上开设的相连通的开口，所述开口包括位于所述侧壁上的阶梯开口以及位于所述底部的一字形开口；所述上拉伸连接块为阶梯轴形结构件，包括轴头和轴颈，所述上拉伸连接块能穿入到所述筒体的开口并使所述轴头卡设在所述筒体中；

所述下拉伸转接单元分别与所述拉伸试验机的下平台和所述导管试验件的第二端相连接，所述下拉伸转接单元包括下拉伸连接筒和下拉伸连接块；

所述泵组单元的液气电磁阀与所述上拉伸转接单元相连接以形成气路，所述泵组单元的供油电阀磁与所述下拉伸转接单元相连接以形成液压油路；

所述试验控制单元通过控制线路和信号采集线路分别与所述拉伸试验机和所述泵组单元相连接，用于实现对所述拉伸试验机和所述泵组单元的控制和信号的采集。

优选的，所述泵组单元包括液压泵、供油电磁阀、液体压力传感器、真空泵、真空压力传感器、液气电磁阀；所述液体压力传感器位于所述液压泵和所述供油电磁阀之间，用于测量所述导管试验件内的液体压力值，所述真空泵传感器位于所述真空泵与所述液气电磁阀之间，用于测量所述导管试验件内的真空压力值。

优选的，所述试验控制单元的采集线路分别连接所述真空压力传感器和液体压力传感器，所述试验控制单元的控制线路分别连接所述液压泵、供油电磁阀、真空泵和液气电磁阀；当管试验件内抽真空时，所述试验控制单元的信号采集线路采集真空泵传感器数值，并通过控制线路控制所述真空泵和液气电磁阀，使导管试验件内自动达到设置的真空压力；当导管试验件内供油时，所述试验控制单元的信号采集线路采集液体压力传感器数值，并通过控制线路控制所述液压泵和供油电磁阀，使导管试验件内自动达到设置的供油压力。

优选的，所述上拉伸转接单元还包括上转接接头和上连接变径接头；所述上转接接头的第一端与所述上拉伸连接块的轴颈相连接，所述上转接接头的第二端与所述上连接变径接头的第一端相连接，所述上转接接头侧面的外锥螺纹结构圆管台阶与所述泵组单元的液气电磁阀相连通。

优选的，所述下拉伸转接单元还包括下转接接头和下连接变径接头；所述下转接接头侧面的外锥螺纹结构圆管台阶与所述泵组单元的供油电阀磁相连通。

优选的，还包括防油罩单元，所述防油罩单元整体呈圆筒状，位于所述上拉伸转接单元和下拉伸转接单元之间，与所述上拉伸转接单元和下拉伸转接单元通过密封圈密封连接,导管试验件被密封在所述防油罩单元内。

优选的，所述防油罩单元包括相互之间能拆卸连接的防油罩上接头、防油罩下接头和防油罩本体；所述防油罩上接头为内部开有密封沟槽的筒形结构件，通过密封圈密封连接所述上拉伸转接单元；所述防油罩下接头为内部开有密封沟槽和储油槽的筒形结构件，通过密封圈密封连接所述下拉伸转接单元；所述防油罩本体为半透明波纹管结构件；所述防油罩本体位于所述防油罩上接头和防油罩下接头之间，与所述防油罩上接头和防油罩下接头采用承插连接。

优选的，所述试验控制单元包括上位机、控制线路、信号采集线路；所述上位机与控制线路和信号采集线路相连接，所述信号采集线路用于采集所述拉伸试验机的力传感器、所述泵组单元的真空压力传感器和液体压力传感器信号，所述控制线路用于控制所述拉伸试验机和泵组单元。

优选的，所述的拉伸试验机为进行直线运动的设备，所述真空泵为抽真空排气设备，所述液压泵为供给液压油的设备。

一种管路件连接强度测试方法，其包括以下步骤：

S1，将导管试验件分别与上拉伸转接单元和下拉伸转接单元相连接并安装防油罩单元；

S2，通过上拉伸转接单元连接上转接头连接软管，将上拉伸转接单元与泵组单元相连接，通过下拉伸转接单元连接下转接接头连接软管，将下拉伸转接单元与泵组单元相连接；

S3，通过试验控制单元控制供油电磁阀截止，液气电磁阀开启；控制真空泵将导管试验件内抽真空；控制切换液气电磁阀截止，供油电磁阀开启；控制液压泵供油到试验规定压力；

S4，调整拉伸试验机，通过上位机发送试验指令，开始试验并记录数据；

S5，当导管试验件拉伸到规定的力值时导管试验件没有破裂，则通过液压泵让导管试验件内液压油回流到油箱，拆除导管试验件，测试结束；当导管试验件拉伸到规定的力值时导管试验件破裂，则拆除上拉伸转接单元，将防油罩下接头中储存的油液倾倒入液压泵的油箱，拆除导管试验件，测试结束。

本发明与传统方案相比，其优势如下：

1、本发明采用“凸”形槽结构实现与导管试验件与拉伸试验机的连接，与传统的连接强度试验工装相比，无需螺纹安装使用更便捷。

2、本发明采用液压泵站及真空泵组合结构实现导管试验件内部自动排气和油液自动打压，与传统的连接强度试验工装相比，试验自动化程度高，试验件内部没有气体混入试验准确性更高。

3、本发明采用基于上位机系统的试验控制单元对连接强度试验过程中拉伸力、内部压力等信号的监视和试验过程的自动控制，与传统的连接强度试验工装相比，能更全面的记录试验过程力和压力变化数据。

4、本发明采用基于透明波纹管、密封圈、储油槽等结构的防油罩，与传统的试验过程相比，防止试验过程中油液飞溅、减少试验现场的油雾污染，更加绿色环保。

5、本发明采用变径管接头结构，与传统连接强度工装相比，可通过替换变径管接头实现对不同管径和密封结构的导管试验件连接强度试验。

附图说明

图1为本发明的各组成单元示意图；

图2为上拉伸转接单元结构示意图；

图3为下拉伸转接单元结构示意图；

图4为防油罩单元结构示意图；

图5为防油罩波纹管收缩后结构示意图；

图6为上拉伸转接单元、上拉伸转接单元和防油罩单元装配结构剖面图；

图7为上转接接头结构示意图；

图8为下转接接头结构示意图；

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明公开了一种管路件连接强度测试装置，其包括拉伸试验机1、上拉伸转接单元2、导管试验件3、下拉伸转接单元4、泵组单元5、防油罩单元6和试验控制单元24，安装结构示意图如图1所示。导管试验件3通过上拉伸转接单元2的第一端与拉伸试验机1的上平台114相连接，上拉伸转接单元2的第二端与导管试验件3的第一端连接；下拉伸转接单元4的第二端与拉伸试验机1的下平台117相连接，下拉伸转接单元4的第一端与导管试验件3的第二端相连接；泵组单元5的电磁阀通过上转接头连接软管14与上拉伸转接单元2的侧面端口103相连接，泵组单元5的液压电磁阀通过下转接头连接软管20与下拉伸转接单元4的侧面端口173相连接；防油罩单元6的第一端通过防油罩上接头密封圈22与上拉伸转接单元2相连接，防油罩单元6的第二端通过防油罩下接头密封圈23与下拉伸转接单元4相连接，将导管试验件3密封在防油罩内；试验控制单元24通过信号线分别与拉伸试验机1和泵组单元5相连接，用于实现系统的控制和信号的采集。

本发明的拉伸试验机1通常采用直线运动机构装置构成，其包括立柱112、设置在立柱112内侧的纵滑槽113、能够在纵滑槽113中上下移动的上平台114以及固定不动的下平台117。

如图2所示，上拉伸转接单元2包括上拉伸连接筒8、上拉伸连接块9、上转接接头10、上连接变径接头12。上拉伸连接筒8为中空筒形，该上拉伸连接筒8顶部侧面开有圆孔，用于通过销子7与拉伸试验机1的上平台相连接，上拉伸连接筒8包括筒体、在筒体的侧壁和底部上开设的相连通的开口，开口包括位于侧壁上的阶梯开口以及位于底部的一字形开口；上拉伸连接块9为阶梯轴形结构件，包括轴头91和轴颈92，轴头91为圆盘形，用于和上拉伸连接筒8的开口相匹配，轴颈92为有螺纹的阶梯轴形结构。上拉伸连接块9能穿入到筒体的开口并使轴头91卡设在筒体中；轴颈92与上转接接头10连接；如图7所示，上转接接头10为第一端开有螺纹孔101、第二端有内螺纹锥面结构圆柱台阶102且侧面有外锥螺纹结构圆管台阶103的内部开有油路的长方形结构件。第一端开有螺纹孔101用于与上拉伸连接块9的连接，第二端有内螺纹锥面结构圆柱台阶102用于与上连接变径接头12的第一端连接，侧面有外锥螺纹结构圆管台阶103用于与上转接头连接软管14第一端连接，用于组成上部的气路；上连接变径接头12为第一端具有螺纹锥面结构、第二端根据导管试验件结构配做、且具有扳拧面的阶梯轴形结构件，用于连接导管试验件第一端。上拉伸转接单元2的连接关系为：上拉伸连接筒8的顶端侧面通过销子7与拉伸试验机1的上平台相连接，上拉伸连接筒8的开口端与上拉伸连接块的轴头91相连接，上拉伸连接块9的轴颈92通过螺纹与上转接接头的第一端螺纹孔101相连接，上转接接头侧面外锥螺纹结构圆管台阶103与上转接头连接软管14的第一端相连接，上转接接头第二端内螺纹锥面结构圆柱台阶102与上连接变径接头12的第一端相连接，上连接变径接头12的第二端通过螺纹与导管试验件3的第一端相连接，防油罩上接头11通过防油罩上接头密封圈22与上转接接头10第二端相连接。该上拉伸转接单元2用于导管试验件3上部的固定以及气路的连接。

如图3所示，下拉伸转接单元4包括下拉伸连接筒19、下拉伸连接块18、下转接接头17和下连接变径接头15。下拉伸转接单元4的组成部件与上拉伸转接单元2的各组成部件结构相同，并且对称的安装在拉伸试验机1的下平台；其不同在于下连接变径接头15用于连接导管试验件3的第二端，且下转接接头17侧面外锥螺纹结构圆管台阶173连接下转接头连接软管20的第一端，用于组成下部的液压油路。下拉伸转接单元4的连接关系为：下拉伸连接筒19的顶端通过销子7与拉伸试验机1的下平台相连接，下拉伸连接筒19的开口端与下拉伸连接块18的轴头相连接，下拉伸连接块18的轴颈通过螺纹与下转接接头的底部螺纹孔171相连接，下转接接头17侧面外锥螺纹结构圆管台阶173与下转接头连接软管20的第一端相连接，下转接接头17顶部内螺纹锥面结构圆柱台阶172与下连接变径接头15的第一端相连接，下连接变径接头15的第二端通过螺纹与导管试验件3的第二端相连接，防油罩下接头16通过防油罩下接头密封圈23与下转接接头17的第二端相连接。该下拉伸转接单元4用于导管试验件3下部的固定以及液压油路的连接。

泵组单元5，包括液压泵、油箱、供油电磁阀、液体压力传感器、下转接接头连接软管20、真空泵、真空压力传感器、液气电磁阀、上转接接头连接软管14、连接导管。泵组单元5的连接关系为：液压泵的吸油端与油箱相连接，液压泵的输出端通过连接导管与液体压力传感器第一端相连接，液体压力传感器的第二端通过连接导管与供油电磁阀的第一端相连接，供油电磁阀的第二端与下转接接头连接软管20的第二端相连接，真空泵的输出端通过连接导管与真空压力传感器第一端相连接，真空压力传感器第二端与液气电磁阀第一端相连接，液气电磁阀第二端与上转接接头连接软管14第二端相连接。油箱用于储油；供油电磁阀用于供油输出控制；液体压力传感器用于输出油压检测；下转接接头连接软管用于油路的连接；真空压力传感器用于真空压力检测；液气电磁阀用于气路的控制；上转接接头连接软管用于气路的连接；连接导管用于内部油路连接。本领域技术人员都知道真空泵也可用其他结构形式代替实现抽真空排气，如活塞、气缸等；液压泵可用其他液压源代替实现供给液压，如：手动液压泵等。

如图4、图5和图6所示，防油罩单元6包括相互之间可拆卸连接的防油罩上接头11、防油罩下接头16、防油罩本体21、防油罩上接头密封圈22和防油罩下接头密封圈23。防油罩上接头11为内部开有密封沟槽的筒形结构件，用于防油罩上部密封；该防油罩下接头16为内部开有密封沟槽和储油槽的筒形结构件，储油槽用于导管拉断后收集飞溅出的油液，密封沟槽用于安装密封圈防止储油槽中油液泄露；该防油罩为半透明波纹管结构件，用于防油及试验过程观察；防油罩本体21位于防油罩上接头11和防油罩下接头16之间，与防油罩上接头11和防油罩下接头16采用承插连接。防油罩上接头密封圈22用于防油罩上部密封，防油罩下接头密封圈23用于防油罩下部密封。该防油罩单元6用于防止油液飞溅及观察试验过程。

试验控制单元24包括上位机、控制线路、信号采集线路。试验控制单元连接关系为：上位机通过信号采集线路与拉伸试验机的力传感器、泵组单元的真空压力传感器和液体压力传感器相连接，上位机通过控制线路分别与泵组单元5的液压泵、供油电磁阀、真空泵、液气电磁阀以及拉伸试验机相连接。上位机用于控制指令的发送和信号监视；控制线路用于液压泵、供油电磁阀、真空泵、液气电磁阀以及拉伸试验机的控制；信号采集线路用于传感器信号采集。

使用本实施例的强度测试装置进行导管测试的具体步骤为：

1)按照试验要求将导管试验件3分别与上拉伸转接单元2和下拉伸转接单元4相连接并安装防油罩单元6。

2)通过上转接头连接软管14，将上拉伸转接单元2与泵组单元5相连接，通过下转接接头连接软管20将下拉伸转接单元4与泵组单元5相连接。

3)通过试验控制单元控制供油电磁阀截止，液气电磁阀开启；控制真空泵将导管试验件内抽真空；控制切换液气电磁阀截止，供油电磁阀开启；控制液压泵供油到试验规定压力

4)调整拉伸试验机，通过上位机发送试验指令，开始试验并记录数据。

5)当试验件拉伸到规定的力值时导管试验件没有破裂，则通过液压泵让导管内液压油回流到油箱，拆除试验件，测试结束；当试验件拉伸到规定的力值时导管试验件破裂，则拆除上拉伸转接单元，将防油罩下接头中储存的油液倾倒回油箱，拆除试验件，测试结束。

本发明采用管路件连接强度测试装置实现对导管试验件的拉伸控制，采用液压泵站及真空泵组合结构实现导管试验件内部气体自动排出和油液自动打压，通过基于上位机系统的试验控制单元实现对连接强度测试过程中拉伸力、内部压力等信号的监视和试验过程的自动控制，采用防油罩结构防止结构破坏后油液的飞溅。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。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。

Claims (4)

1.一种管路件连接强度测试装置，其特征在于：包括拉伸试验机、上拉伸转接单元、下拉伸转接单元、泵组单元、试验控制单元和防油罩单元；

所述上拉伸转接单元分别与所述拉伸试验机的上平台和导管试验件的第一端相连接，所述上拉伸转接单元包括上拉伸连接筒和上拉伸连接块，所述上拉伸连接筒为中空筒形，包括筒体、在筒体的侧壁和底部上开设的相连通的开口，所述开口包括位于所述侧壁上的阶梯开口以及位于所述底部的一字形开口；所述上拉伸连接块为阶梯轴形结构件，包括轴头和轴颈，所述上拉伸连接块能穿入到所述筒体的开口并使所述轴头卡设在所述筒体中；

所述下拉伸转接单元分别与所述拉伸试验机的下平台和所述导管试验件的第二端相连接，所述下拉伸转接单元包括下拉伸连接筒和下拉伸连接块；

所述泵组单元的液气电磁阀与所述上拉伸转接单元相连接以形成气路，所述泵组单元的供油电阀磁与所述下拉伸转接单元相连接以形成液压油路；

所述试验控制单元通过控制线路和信号采集线路分别与所述拉伸试验机和所述泵组单元相连接，用于实现对所述拉伸试验机和所述泵组单元的控制和信号的采集；

所述泵组单元包括液压泵、供油电磁阀、液体压力传感器、真空泵、真空压力传感器、液气电磁阀；所述液体压力传感器位于所述液压泵和所述供油电磁阀之间，用于测量所述导管试验件内的液体压力值，所述真空泵传感器位于所述真空泵与所述液气电磁阀之间，用于测量所述导管试验件内的真空压力值；

所述试验控制单元的采集线路分别连接所述真空压力传感器和液体压力传感器，所述试验控制单元的控制线路分别连接所述液压泵、供油电磁阀、真空泵和液气电磁阀；当管试验件内抽真空时，所述试验控制单元的信号采集线路采集真空泵传感器数值，并通过控制线路控制所述真空泵和液气电磁阀，使导管试验件内自动达到设置的真空压力；当导管试验件内供油时，所述试验控制单元的信号采集线路采集液体压力传感器数值，并通过控制线路控制所述液压泵和供油电磁阀，使导管试验件内自动达到设置的供油压力；

所述上拉伸转接单元还包括上转接接头和上连接变径接头；所述上转接接头的第一端与所述上拉伸连接块的轴颈相连接，所述上转接接头的第二端与所述上连接变径接头的第一端相连接，所述上转接接头侧面的外锥螺纹结构圆管台阶与所述泵组单元的液气电磁阀相连通；

所述下拉伸转接单元还包括下转接接头和下连接变径接头；所述下转接接头侧面的外锥螺纹结构圆管台阶与所述泵组单元的供油电阀磁相连通；

所述防油罩单元整体呈圆筒状，位于所述上拉伸转接单元和下拉伸转接单元之间，与所述上拉伸转接单元和下拉伸转接单元通过密封圈密封连接,导管试验件被密封在所述防油罩单元内；

所述防油罩单元包括相互之间能拆卸连接的防油罩上接头、防油罩下接头和防油罩本体；所述防油罩上接头为内部开有密封沟槽的筒形结构件，通过密封圈密封连接所述上拉伸转接单元；所述防油罩下接头为内部开有密封沟槽和储油槽的筒形结构件，通过密封圈密封连接所述下拉伸转接单元；所述防油罩本体为半透明波纹管结构件；所述防油罩本体位于所述防油罩上接头和防油罩下接头之间，与所述防油罩上接头和防油罩下接头采用承插连接。

2.根据权利要求1所述的管路件连接强度测试装置，其特征在于：所述试验控制单元包括上位机、控制线路、信号采集线路；所述上位机与控制线路和信号采集线路相连接，所述信号采集线路用于采集所述拉伸试验机的力传感器、所述泵组单元的真空压力传感器和液体压力传感器信号，所述控制线路用于控制所述拉伸试验机和泵组单元。

3.根据权利要求1所述的管路件连接强度测试装置，其特征在于：所述的拉伸试验机为进行直线运动的设备，所述真空泵为抽真空排气设备，所述液压泵为供给液压油的设备。

4.一种利用权利要求2所述的管路件连接强度测试装置进行测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将导管试验件分别与上拉伸转接单元和下拉伸转接单元相连接并安装防油罩单元；

S2，通过上拉伸转接单元连接上转接头连接软管，将上拉伸转接单元与泵组单元相连接，通过下拉伸转接单元连接下转接接头连接软管，将下拉伸转接单元与泵组单元相连接；

S3，通过试验控制单元控制供油电磁阀截止，液气电磁阀开启；控制真空泵将导管试验件内抽真空；控制切换液气电磁阀截止，供油电磁阀开启；控制液压泵供油到试验规定压力；

S4，调整拉伸试验机，通过上位机发送试验指令，开始试验并记录数据；

S5，当导管试验件拉伸到规定的力值时导管试验件没有破裂，则通过液压泵让导管试验件内液压油回流到油箱，拆除导管试验件，测试结束；当导管试验件拉伸到规定的力值时导管试验件破裂，则拆除上拉伸转接单元，将防油罩下接头中储存的油液倾倒入液压泵的油箱，拆除导管试验件，测试结束。

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