CN108226209A - 冷热疲劳测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷热疲劳测试装置及方法，所述冷热疲劳测试装置包括机箱，机箱包括底座；第一水箱和第二水箱，第一水箱和第二水箱设于底座上，第一水箱和第二水箱中的水温不相同；样品篮，样品篮用于容置工件，样品篮设于底座的上方；第一驱动装置，第一驱动装置包括水平驱动机构和竖直驱动机构，水平驱动机构用于驱动样品篮在第一水箱和第二水箱的上方之间往复移动；竖直驱动机构用于驱动样品篮升降移动；工件充气管路，工件充气管路用于对工件通气；以及气密性检测元件，气密性检测元件用于在工件通气时对工件进行气密性检测。本发明能够自动测试工件的疲劳性，测试效率高，可有效地减少人工操作。

Description

冷热疲劳测试装置及方法

技术领域

本发明涉及工件测试技术领域，尤其是涉及一种冷热疲劳测试装置及方法。

背景技术

目前在管路系统中使用的管件、阀门等工件均会在热水和冷水交替的环境下使用，这样的使用环境下对工件中的橡胶件和金属件都有很大的影响，如会产生老化和应力，容易引发漏水和开裂等疲劳问题。而传统的工件疲劳测试均是人工操作，操作强度大，测试效率低下。

发明内容

基于此，本发明实施例在于克服现有技术的缺陷，提供一种冷热疲劳测试装置及方法，其能够自动测试工件的疲劳性，测试效率高，可有效地减少人工操作。

为达上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

本发明实施例第一方面提供了一种冷热疲劳测试装置，包括：

机箱，所述机箱包括底座；

第一水箱和第二水箱，所述第一水箱和所述第二水箱设于所述底座上，所述第一水箱和所述第二水箱中的水温不相同；

样品篮，所述样品篮用于容置工件，所述样品篮设于所述底座的上方；

第一驱动装置，所述第一驱动装置包括水平驱动机构和竖直驱动机构，所述水平驱动机构用于驱动所述样品篮在所述第一水箱的上方和所述第二水箱的上方之间往复移动；所述竖直驱动机构用于驱动所述样品篮升降移动；

工件充气管路，所述工件充气管路用于对工件通气；以及

气密性检测元件，所述气密性检测元件用于在所述工件通气时对所述工件进行气密性检测。

进一步地，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设于所述第一水箱内，所述第二温度传感器设于所述第二水箱内。

进一步地，所述第一水箱包括第一容纳箱体和与所述第一容纳箱体配合使用的制冷装置，所述第二水箱包括第二容纳箱体和与所述第二容纳箱体配合使用的加热装置。

进一步地，还包括控制器，所述第一驱动装置、所述气密性检测元件、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述制冷装置以及所述加热装置均与所述控制器电性连接。

进一步地，所述机箱还包括设于所述底座上的箱壳，所述第一驱动装置固定设于所述箱壳内，且所述箱壳上还设有与所述控制器电性连接的显示屏和控制按钮。

进一步地，还包括水箱盖和第二驱动装置，所述水箱盖可盖设于所述第一水箱或所述第二水箱上，所述第二驱动装置用于驱动所述水箱盖在所述第一水箱和所述第二水箱之间移动切换。

进一步地，所述水平驱动机构包括第一气缸，所述竖直驱动机构包括第二气缸，第一气缸的驱动端与所述第二气缸连接，所述第二气缸的驱动端与所述样品篮连接，所述第二驱动装置包括第三气缸，所述第三气缸的驱动端与所述水箱盖连接。

进一步地，还包括系统供气管路，所述系统供气管路包括供气管和设于所述供气管上的供气电磁阀，所述供气管通过所述供气电磁阀与所述第一气缸、所述第二气缸、所述第三气缸以及所述工件充气管路均连通。

进一步地，所述工件充气管路包括与所述工件连通的充气管、设于所述充气管上的调压阀以及设于所述充气管上的充气电磁阀。

本发明实施例第二方面提供了一种冷热疲劳测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10：测试前准备，将工件放入样品篮中，并给工件通气；

步骤S20：开始测试，竖直驱动机构驱动样品篮进入第一水箱中浸泡；

步骤S30：竖直驱动机构驱动样品篮退出第一水箱；

步骤S40：水平驱动机构驱动样品篮移动至第二水箱的上方；

步骤S50：竖直驱动机构驱动样品篮进入第二水箱中浸泡；

步骤S60：竖直驱动机构驱动样品篮退出第二水箱；

步骤S70：水平驱动机构驱动样品篮退回至第一水箱的上方，完成一次测试；

步骤S80：数次重复步骤S20至S70，直至达到预设测试次数，完成测试；

其中，在执行步骤S20至步骤S80的过程中，气密性检测元件实时检测所述工件的气密性。

本发明实施例包括以下优点，然而，实施本发明的任一产品并不需要同时达到以下所述的所有优点：

1、所述冷热疲劳测试装置及方法，可通过工件充气管路给工件通气，之后第一驱动装置的竖直驱动机构和水平驱动机构配合使用来驱动样品篮在第一水箱和第二水箱之间切换，第一水箱和第二水箱可设置不同的温度，使得工件自动交替进入冷、热环境中。在此过程中，气密性检测元件检测工件的气密性，从而可及时判断工件在交替的冷、热环境中的是否出现漏气现象，进而判断工件的疲劳特性。整个测试过程基本上采用自动化模式，无需人工重复移动工件，同时在判断疲劳特性的时候采用气密性检测元件的检测结果，无需人工判断，大大地减少了人工操作，提高了测试效率，也提高了测试精度。

2、第一温度传感器和第二温度传感器分别用于实时监测第一水箱和第二水箱的温度，当需要实现恒温模式时，可根据第一温度传感器和第二温度传感器发出的温度信息来控制第一水箱和第二水箱进行升温或降温处理。

3、水箱盖的设置用于将第一水箱和第二水箱关闭，从而防止水温受外界环境影响，进一步实现恒温测试模式。

4、调压阀的设置用于调节进入工件的压力值大小，从而保证工件在恒压的模式下进行测试。

5、控制器的使用，使得各个机构之间的动作联动，促进整个测试过程进一步实现自动化。

附图说明

图1为本发明实施例所述的冷热疲劳测试装置的结构示意图；

图2为图1中的冷热疲劳测试装置的正视图；

图3为图1中的冷热疲劳测试装置的系统原理图。

附图标记说明：

10、机箱，11、底座，12、箱壳，20、第一水箱，30、第二水箱，40、样品篮，50、第一驱动装置，51、水平驱动机构，52、竖直驱动机构，60、水箱盖，70、第二驱动装置，80、显示屏，90、控制按钮，100、工件，110、工件充气管路，111、充气管，112、调压阀，113、充气电磁阀，120、系统供气管路，121、供气管，122、供气电磁阀，130、气密性检测元件，140、气源。

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“设于”另一个元件时，它可以直接设在另一个元件上或者也可以通过居中的元件设于另一个元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连接于另一个元件。同时，在本文中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

如图1至图3所示，本发明实施例中一种冷热疲劳测试装置的一个实施例，包括机箱10、第一水箱20、第二水箱30、样品篮40、第一驱动装置50、工件充气管路110和气密性检测元件130。其中，所述机箱10包括底座11，所述第一水箱20和所述第二水箱30并排设于所述底座11上，所述第一水箱20和所述第二水箱30中的水温不相同，如可将第一水箱20设置为温度较低的冷水箱(如10摄氏度以内)，所述第二水箱30设置为温度较高的热水箱(如82摄氏度左右)，第一水箱20和第二水箱30的具体温度可根据实际测试需要进行设定。所述样品篮40用于容置工件100(如管件或阀门等)，所述样品篮40设于所述底座11的上方。所述第一驱动装置50包括水平驱动机构51和竖直驱动机构52，所述水平驱动机构51用于驱动所述样品篮40在所述第一水箱20和所述第二水箱30的上方之间往复移动；所述竖直驱动机构52用于驱动所述样品篮40升降移动，从而驱动所述工件100进入或退出第一水箱20，或进入或退出第二水箱30。所述工件充气管路110用于在工件100往复移动前对工件100通气；所述气密性检测元件130用于在所述工件100测试过程中对所述工件100进行气密性检测。

下面对本实施例所述冷热疲劳测试装置的工作原理进行说明：所述冷热疲劳测试装置可通过工件充气管路110给工件100通气，之后第一驱动装置50的水平驱动机构51和竖直驱动机构52配合使用来驱动样品篮40在第一水箱20和第二水箱30之间切换，第一水箱20和第二水箱30可设置不同的温度，使得工件100自动交替进入冷、热环境中。在此过程中，气密性检测元件130检测工件100的气密性，从而可判断工件100在交替的冷、热环境中的气密性是否完好，进而判断工件100的疲劳特性，确定冷热交替环境对工件100的影响程度，确保或提高工件100品质。整个测试过程基本上采用自动化模式，无需人工重复移动工件100，同时在判断疲劳特性的时候采用气密性检测元件130的检测结果，无需人工判断，大大地减少了人工操作，提高了测试效率，也提高了测试精度。需要说明的是，在测试的过程中，将工件100从第一水箱20提起时，可在第一水箱20的上方停留一段时间，之后再进入第二水箱30；同样地，在将工件100从第二水箱30提起时，可将工件100在第二水箱30的上方停留一段时间，之后再切换进入第一水箱20内，从而可测量工件100在冷、空气以及热环境下的耐候性。

具体地，在本实施例中，所述工件充气管路110包括与所述工件100连通的充气管111、设于所述充气管111上的调压阀112以及设于所述充气管上的充气电磁阀113(气动电磁阀)。调压阀112的设置用于调节进入工件100的压力值大小，从而保证工件100在恒压的模式下进行测试。

可选地，所述气密性检测元件130为压力传感器，所述压力传感器设于所述充气管111上且位于所述调压阀112和所述工件100之间。通过检测该段充气管111上的压力值，即可确定工件100内的压力值，通过判断检测压力值是否小于预设压力值，则可判断工件100是否出现泄漏现象，当出现泄漏现象，即可判断工件100老化。实际应用时，可根据需要设置与所述压力传感器电性连接(电性连接可为有线连接或无线连接)的数字压力表来实时显示压力值。需要说明的是，在其他实施例中，所述气密性检测元件130也可为设于工件100上的气体探头等，可在工件100易泄漏的部位安装气体探头，当该气体探头检测到有气体时，则也可得出工件100出现泄漏现象。

进一步地，所述冷热疲劳测试装置还包括第一温度传感器(附图未示出)和第二温度传感器(附图未示出)，所述第一温度传感器设于所述第一水箱20内，所述第二温度传感器设于所述第二水箱30内。第一温度传感器和第二温度传感器分别用于实时监测第一水箱20和第二水箱30的温度，当需要实现恒温模式时，可根据第一温度传感器和第二温度传感器发出的温度信息来控制第一水箱20和第二水箱30进行升温或降温处理。

具体地，所述第一水箱20包括第一容纳箱体和与所述第一容纳箱体配合使用的制冷装置，所述第二水箱30包括第二容纳箱体和与所述第二容纳箱体配合使用的加热装置。当发现第一容纳箱体的温度高于预设低温值时，可开启制冷装置，从而将第一容纳箱体内的水温降低至预设低温值。当发现第二容纳箱体的温度低于预设高温值时，则可开启加热装置，将第二容纳箱体内的水温升高至预设高温值。此外，所述第一水箱20和所述第二水箱30均包括有自动补水装置。

在本实施例中，所述冷热疲劳测试装置还进一步包括水箱盖60和第二驱动装置70。所述水箱盖60滑动设于所述底座11上，用于盖设于所述第一水箱20或所述第二水箱30上。所述第二驱动装置70则用于驱动所述水箱盖60在所述第一水箱20和所述第二水箱30之间移动切换。水箱盖60的设置用于将第一水箱20和第二水箱30关闭，从而防止水温受外界环境影响，进一步实现恒温测试模式。值得注意的是，本实施中所述水箱盖60数量为一个，仅需要一个水箱盖60即可实现第一水箱20和第二水箱30的封盖，具体实现过程如下：当第一驱动装置50驱动工件100进入第一水箱20时，联动第二驱动装置70，第二驱动装置70则驱动水箱盖60进入第二水箱30的位置，将第二水箱30封闭；当第一驱动装置50驱动工件100退出第一水箱20时，联动第二驱动装置70，第二驱动装置70则驱动水箱盖60进入第一水箱20的位置，将第一水箱20封闭，同时将第二水箱30打开，以待工件100进入第二水箱30中。

可选地，所述水平驱动机构51包括第一气缸，所述竖直驱动机构52包括第二气缸，第一气缸的驱动端与所述第二气缸连接，所述第二气缸的驱动端与所述样品篮40连接。所述第二驱动装置70包括第三气缸，所述第三气缸的驱动端与所述水箱盖60连接，采用气缸驱动样品篮40和水箱盖60，可保证样品篮40和水箱盖60移动稳定、安全可靠。需要说明的是，在其他实施例中，也可采用直线电机等其他驱动机构来代替所述第一气缸、第二气缸以及第三气缸。

进一步地，请参阅图3，所述冷热疲劳测试装置还包括系统供气管路120，所述系统供气管路120包括供气管121和设于所述供气管121上的供气电磁阀122(气动电磁阀)。所述供气管121一端与气源140连通，另一端通过所述供气电磁阀122与所述第一气缸、所述第二气缸、所述第三气缸以及所述工件充气管路110连通。因此，本实施例中，多个需要供气的机构共用系统供气管路120和供气电磁阀122，可实现系统整体供气。

在本实施例中，所述的冷热疲劳测试装置还包括控制器(附图未示出)，所述第一驱动装置50(包括竖直驱动机构52以及水平驱动机构51)、所述工件充气管路110(充气电磁阀113)、所述气密性检测元件130、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述制冷装置、所述加热装置以及所述第二驱动装置70均与所述控制器电性连接。控制器的使用，使得各个机构之间动作联动，促进了整个测试过程进一步自动化。

具体地，控制器控制第一水箱20和第二水箱30进行升温、降温处理达到预设温度值，并控制打开或关闭供气电磁阀122以及充气电磁阀113。之后控制器按照预先设定的程序控制竖直驱动机构52、水平驱动机构51以及第二驱动装置70之间联动。并且，在测试的过程中，当控制器接收到第一温度传感器的温度信息高于预设低温值时，控制器控制制冷装置制冷，直至达到预设低温值；当控制器接收到第二温度传感器的温度信息低于预设高温值时，控制器控制加热装置加热，直至达到预设高温值。所述的冷热疲劳测试装置还可进一步包括报警器(附图未示出)，当控制器接收气密性检测元件130发出的气密性信息而判断工件100漏气时，可通过报警器发出警报信息。需要说明的是，在其他实施例中，也可省去控制器，可通过人工操作供气电磁阀122、充气电磁阀113、人工开启第一驱动装置50、人工控制制冷装置和加热装置，第二驱动装置70和第一驱动装置50联动。虽然没有采用控制器，但是工件100在冷热交替的环境下切换仍然是自动进行，且工件100的疲劳测试仍然是通过气密性检测元件130自动检测得出，因此，没有控制器的冷热疲劳测试装置仍然可实现工件100的自动化测试。

此外，在本实施例中，如图1所示，所述机箱10还包括设于所述底座11上的箱壳12，所述第一驱动装置50固定设于所述箱壳12内侧上方，所述样品篮40吊设于竖直驱动机构52的下方。所述箱壳12上还设有与所述控制器电性连接的显示屏80和控制按钮90。显示屏80用以将测试过程的相关参数显示，以便观看。控制按钮90则用于在测试过程中实现相应操作的控制。

本发明另一实施例还提供了一种冷热疲劳测试方法，采用上述的冷热疲劳装置进行，包括以下步骤：

步骤S10：测试前准备，将工件100放入样品篮40中，并给工件100通气；

步骤S20：开始测试，竖直驱动机构52驱动样品篮40进入第一水箱20中浸泡；

步骤S30：竖直驱动机构52驱动样品篮40退出第一水箱20；

步骤S40：水平驱动机构51驱动样品篮40移动至第二水箱30的上方；

步骤S50：竖直驱动机构52驱动样品篮40进入第二水箱30中浸泡；

步骤S60：竖直驱动机构52驱动样品篮40退出第二水箱30；

步骤S70：水平驱动机构51驱动样品篮40退回至第一水箱20的上方，完成一次测试；

步骤S80：数次重复步骤S20至S70，直至达到预设测试次数，完成测试；

其中，在执行步骤S20至步骤S80的过程中，气密性检测元件130实时检测所述工件100的气密性。

所述冷热疲劳测试方法整个测试过程基本上采用自动化模式，无需人工重复移动工件100，同时在判断疲劳特性的时候采用气密性检测元件130的检测结果，无需人工判断，大大地减少了人工操作，提高了测试效率，也提高了测试精度。

需要说明的是，在步骤S10中，还包括开启第一水箱20和第二水箱30，使得第一水箱20和第二水箱30的温度达到预设温度值。在步骤S30中，样品篮40退出第一水箱20后，可将样品篮40在第一水箱20的上方停留一段时间；同理，在步骤S60中，样品篮40退出第二水箱30后，可将样品篮40在第二水箱30的上方停留一段时间。并且，在步骤S30中，样品篮40退出第一水箱20后，第二驱动装置70驱动水箱盖60移动至第一水箱20上，将第一水箱20盖上；在步骤S60中，样品篮40退出第二水箱30后，第二驱动装置70驱动水箱盖60移动至第二水箱30上，将第二水箱30盖上。

此外，在设置控制器的情况下，步骤S20至步骤S80均通过控制器控制进行，且气密性检测元件130将检测结果发送至控制器，控制器接收气密性检测元件130的检测压力值，并跟预设压力值进行比对，当检测压力值大于预设压力值时，则判断工件100泄漏，发出警报信息。

值得注意的是，在执行步骤S20至步骤S80的过程中，当发现第一水箱20的温度高于预设低温值时，控制器可控制开启制冷装置进行水箱制冷，当发现第二水箱30的温度低于预设高温值时，控制器可控制开启加热装置进行水箱加热。

下面以一个实际应用的实施例对所述冷热疲劳测试方法进行说明，具体如下：打开制冷装置和加热装置，使冷水箱和热水箱中的水温达到测试预设温度-样品篮40停在冷水箱的上方，水箱盖60盖设于热水箱上，将工件100放置于样品篮40内-给设备(包括工件100)供气-打开测试开关，竖直驱动机构52将样品篮40放入冷水箱中浸泡(浸泡时间可设置)-冷水浸泡完毕，竖直驱动机构52将样品篮40从冷水中提出，并在冷水箱的上方停留(时间可设置)，第二驱动装置70驱动水箱盖60将冷水箱盖60合-停留完毕后，水平驱动机构51将样品篮40移至热水箱的上方，竖直驱动机构52将样品篮40放入热水中浸泡(浸泡时间可设置)-热水浸泡完毕，竖直驱动机构52将样品篮40从热水中提出，并在热水箱的上方停留(时间可设置)，第二驱动装置70驱动水箱盖60将热水箱盖60合-停留完毕后，水平驱动机构51将样品篮40移至冷水箱的上方，至此，一次测试完毕-系统自动重复进行下一次测试，直至测试次数完成，系统自动关闭测试-人工取出测试工件100。

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。

Claims (10)

1.一种冷热疲劳测试装置，其特征在于，包括：

机箱，所述机箱包括底座；

第一水箱和第二水箱，所述第一水箱和所述第二水箱设于所述底座上，所述第一水箱和所述第二水箱中的水温不相同；

样品篮，所述样品篮用于容置工件，所述样品篮设于所述底座的上方；

第一驱动装置，所述第一驱动装置包括水平驱动机构和竖直驱动机构，所述水平驱动机构用于驱动所述样品篮在所述第一水箱的上方和所述第二水箱的上方之间往复移动；所述竖直驱动机构用于驱动所述样品篮升降移动；

工件充气管路，所述工件充气管路用于对所述工件通气；以及

气密性检测元件，所述气密性检测元件用于在所述工件通气时对所述工件进行气密性检测。

2.根据权利要求1所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设于所述第一水箱内，所述第二温度传感器设于所述第二水箱内。

3.根据权利要求2所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，所述第一水箱包括第一容纳箱体和与所述第一容纳箱体配合使用的制冷装置，所述第二水箱包括第二容纳箱体和与所述第二容纳箱体配合使用的加热装置。

4.根据权利要求3所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，还包括控制器，所述第一驱动装置、所述气密性检测元件、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述制冷装置以及所述加热装置均与所述控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，所述机箱还包括设于所述底座上的箱壳，所述第一驱动装置固定设于所述箱壳内，且所述箱壳上还设有与所述控制器电性连接的显示屏和控制按钮。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，还包括水箱盖和第二驱动装置，所述水箱盖可盖设于所述第一水箱或所述第二水箱上，所述第二驱动装置用于驱动所述水箱盖在所述第一水箱和所述第二水箱之间移动切换。

7.根据权利要求6所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，所述水平驱动机构包括第一气缸，所述竖直驱动机构包括第二气缸，第一气缸的驱动端与所述第二气缸连接，所述第二气缸的驱动端与所述样品篮连接，所述第二驱动装置包括第三气缸，所述第三气缸的驱动端与所述水箱盖连接。

8.根据权利要求7所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，还包括系统供气管路，所述系统供气管路包括供气管和设于所述供气管上的供气电磁阀，所述供气管通过所述供气电磁阀与所述第一气缸、所述第二气缸、所述第三气缸以及所述工件充气管路均连通。

9.根据权利要求1所述的冷热疲劳测试装置，其特征在于，所述工件充气管路包括与所述工件连通的充气管、设于所述充气管上的调压阀以及设于所述充气管上的充气电磁阀。

10.一种冷热疲劳测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10：测试前准备，将工件放入样品篮中，并给工件通气；

步骤S20：开始测试，竖直驱动机构驱动样品篮进入第一水箱中浸泡；

步骤S30：竖直驱动机构驱动样品篮退出第一水箱；

步骤S40：水平驱动机构驱动样品篮移动至第二水箱的上方；

步骤S50：竖直驱动机构驱动样品篮进入第二水箱中浸泡；

步骤S60：竖直驱动机构驱动样品篮退出第二水箱；

步骤S70：水平驱动机构驱动样品篮退回至第一水箱的上方，完成一次测试；

步骤S80：数次重复步骤S20至S70，直至达到预设测试次数，完成测试；

其中，在执行步骤S20至步骤S80的过程中，气密性检测元件实时检测所述工件的气密性。