CN113295531A - 一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车零部件行业测试技术领域，尤其为一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置及方法，包括底板，所述底板的底部四角处通过螺栓连接有底板支撑，所述底板的端面上开设有L型通槽，所述L型通槽的右侧并且位于底板的端面上均匀开设有转换螺纹孔，所述转换螺纹孔的内部连接有竖直立杆，所述竖直立杆上装配有可滑动夹子，本发明通过设计达到测试方法一致统一，保证了胶管压力性能测试结果的准确性，为生产的改进提供试验依据；装置的通用性，满足了绝大部分异型管的压力测试要求，提升实际生产中性能验证的快捷性，缩短项目开发时间以及通用装置大量减少了试验工装的开发，节省开发成本的效果。

Description

一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件行业测试技术领域，具体为一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置及方法。

背景技术

近些年汽车行业大发展，由于橡胶异型管的柔韧性、形状的多样性，被大量应用在在汽车冷却系统、进排气系统、输油系统中，在汽车管路系统中起到不可替代的作用。涡轮增压进排气管、机械增压排气管、输油管、输水管、空调管的一项最关键技术要求是胶管需要有足够的耐压性能，这直接关系到车辆的运行安全。在各个标准要求中。胶管耐压性主要是通过外径膨胀率、爆破压力、脉冲测试来验证产品的安全性。前两者测试方便经常使用，但目前没有具体的测试方法和测试装置规定，后者测试周期长、接头、辅件等要求多，通常较多地运用在增压管的验证测试中，汽车橡胶管在使用过程中会不断地充入和排除介质，管壁面临一次次冲击，这要求胶管有足够好的耐压疲劳性。膨胀率就是反映胶管在工作压力下胶管径向变形量的测试，较低的变形量可以显著减少增强层和橡胶层间因材料内应力而产生的磨损，保证产品的耐久安全。从结构上讲，汽车胶管通常在橡胶层间添加加强材料来降低膨胀率、增大爆破压力。中间加强层在胶管承压方面起主要作用，加强层重量、规格、结构、密度、胶管内径和管壁厚度等主要影响到产品耐压变形率。从材料上讲，橡胶的种类也对膨胀率有一些影响爆破压力涉及到产品在极限使用条件下的安全性，通常产品爆破压力要求为产品工作压力的2-5倍，以使产品有足够的使用压力上限，这就要求我们在产品设计阶段做好性能评估，选用合适的材料、生产方式、壁厚等。产品性能测试评价主要在样件开发阶段实施，通过对产品性能及时准确地评价来及时调整生产工艺和更换加强材料。各汽车厂对汽车橡胶压力测试的要求都有不同的特点，测试要求各不相同，耐压性能测试的一个原则是需要保证产品形状固定，但对测试工装的具体设计和测试方法却没有特别要求。在此阶段往往由于产品种类繁多，收到客户的信息不及时不完整，我们需要对每种产品独立开发固定工装、接头来实施测试，这会造成产品开发时间长、费用成本提升的问题。

综上所述，本发明通过设计一种通用的测试装置和明确的测试过程方法来解决存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提升汽车异型胶管膨胀率和爆破压力测试的快捷和准确性，提供一种通用的测试装置，并辅以一致的测试过程。该装置和方法可以快速装配、验证产品的性能，帮助对比不同方案的产品的性能，测试速度快，准确度高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置及方法，包括底板，所述底板的底部四角处通过螺栓连接有底板支撑，所述底板的端面上开设有L型通槽，所述L型通槽的右侧并且位于底板的端面上均匀开设有转换螺纹孔，所述转换螺纹孔的内部连接有竖直立杆，所述竖直立杆上装配有可滑动夹子，所述可滑动夹子上的一侧并位于竖直立杆的右侧螺纹连接有内六角螺钉，所述可滑动夹子上的另一侧并位于竖直立杆的左侧开设有开口槽，所述开口槽的内部连接装配有水平立板组件，所述水平立板组件包括圆柄，左六角螺母、右六角螺母和水平立板，所述圆柄装配在开口槽的内部，所述圆柄上并且可滑动夹子的左右两侧分别螺纹连接有左六角螺母、右六角螺母，所述圆柄的一端并且位于左六角螺母的左侧螺纹连接在水平立板上，所述水平立板上装配有第一堵头组件包括堵头、螺纹对丝、金属管、橡胶密封圈，所述堵头一端的外侧通过螺纹对丝连接在金属管上并且在金属管与堵头的接头处装配有橡胶密封圈，所述L型通槽的内壁并且位于底板上通过内六角螺丝连接有竖直立板，所述竖直立板 的端部中心处并且位于竖直方向开设有U型槽，所述U型槽的内部装配有第二堵头组件。

优选的，所述转换螺纹孔设置六个在底板的端面上，六个所述转换螺纹孔分为三组并且在底板的端面上从左到右等距开设。

优选的，所述竖直立杆通过螺纹连接在底板上开设的转换螺纹孔的内部并且通过螺母固定在底板上。

优选的，所述水平立板上开设有两个互相垂直的U型槽并且与堵头上开设的卡槽配合方式为间隙配合。

优选的，所述圆柄处于水平方向并且与底板的端面相互平行。

优选的，所述U型槽的中间设计为窄凹槽结构并且与第二堵头组件的配合方式为间隙配合。

优选的，所述底板和第一堵头组件和第二堵头组件均采用合金铝制造而成，所述竖直立杆、可滑动夹子、水平立板和竖直立板均采用304#不锈钢材质制造而成。

优选的，所述第一堵头组件和第二堵头组件的结构相同并且两者中堵头相对立设置。

优选的，所述通用测试装置，它通过外设烘箱，外接气压源，可实现在高温条件和保持胶管形状不变的情况下测试胶管的膨胀率和爆破压力的目的，测试步骤如下：

S1,准备好待测胶管，测量初始外径；

S2,将胶管两端装上堵头，并分别固定在水平立板以及竖直立板上的U型槽内部，接上外接气源、升温；

S3,在烘箱温度稳定达到要求时间后，按设定速率向胶管内充气提升压力，在总成达到要求压力并稳定后，测量胶管膨胀后的外径；

S4,外径测量完毕厚，继续按设定速率升高压力，直至胶管破坏或滑脱为止。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设计设计达到测试方法一致统一，保证了胶管压力性能测试结果的准确性，为生产的改进提供试验依据；装置的通用性，满足了绝大部分异型管的压力测试要求，提升实际生产中性能验证的快捷性，缩短项目开发时间以及通用装置大量减少了试验工装的开发，节省开发成本的效果。

2、本发明中，通过设计能够较快地检查胶管的耐压性能，节省宝贵的脉冲试验时间，通过测试不同工艺方案和加强材料测试数据对比，选择最优的产品实施方案，同时为挤出胶管加强材料规格的选择、针数、过孔大小、管坯大小、针织密度等提供指导意见，也为包布手缠胶管的材料重量、结构、成型难度、工艺稳定性提供明确的指导意见，从而本方案有效的帮助胶管生产厂家选择最优化的产品生产方案，在对客户服务的及时性和开发样品性能的稳定性方面发挥较大的作用。

附图说明

图1为本发明测试装置立体结构示意图；

图2为本发明测试装置主视结构示意图；

图3为本发明测试装置俯视结构示意图；

图4为本发明水平立板组件结构示意图；

图5为本发明第一堵头组件结构示意图；

图6为本发明测试设备构成结构示意图；

图7为本发明压力性能测试流程结构示意图。

图中：1-底板、2-底板支撑、3-L型通槽、4-转换螺纹孔、5-竖直立杆、6-可滑动夹子、7-内六角螺钉、8-开口槽、9-水平立板组件、10-圆柄、11-左六角螺母、12-右六角螺母、13-水平立板、14-第一堵头组件、15-堵头、16-螺纹对丝、17-金属管、18-橡胶密封圈、19-内六角螺丝、20-竖直立板、21-U型槽、22-第二堵头组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置及方法，包括底板1，底板1的底部四角处通过螺栓连接有底板支撑2，底板1的端面上开设有L型通槽3，L型通槽3的右侧并且位于底板1的端面上均匀开设有转换螺纹孔4，转换螺纹孔4的内部连接有竖直立杆5，竖直立杆5上装配有可滑动夹子6，可滑动夹子6上的一侧并位于竖直立杆5的右侧螺纹连接有内六角螺钉7，其作用在于，内六角螺钉7的松紧，可上下调节可滑动夹子6的位置，可滑动夹子6上的另一侧并位于竖直立杆5的左侧开设有开口槽8，其作用在于，用于调节水平立板13位置和方向，开口槽8的内部连接装配有水平立板组件9，水平立板组件9包括圆柄10，左六角螺母11、右六角螺母12和水平立板13，圆柄10装配在开口槽8的内部，圆柄10上并且可滑动夹子6的左右两侧分别螺纹连接有左六角螺母11、右六角螺母12，圆柄10的一端并且位于左六角螺母11的左侧螺纹连接在水平立板13上，水平立板13上装配有第一堵头组件14包括堵头15、螺纹对丝16、金属管17、橡胶密封圈18，堵头15一端的外侧通过螺纹对丝16连接在金属管17上并且在金属管17与堵头15的接头处装配有橡胶密封圈18，L型通槽3的内壁并且位于底板1上通过内六角螺丝19连接有竖直立板20，竖直立板20 的端部中心处并且位于竖直方向开设有U型槽21，U型槽21的内部装配有第二堵头组件22；

转换螺纹孔4设置六个在底板1的端面上，六个所述转换螺纹孔4分为三组并且在底板1的端面上从左到右等距开设，其作用在于，用于调节竖直立杆5位置，并且给测试工装预留足够大的使用空间，竖直立杆5两侧有平面，可用扳手紧固；

竖直立板5通过内六角螺丝固定在底板1上，底板1可随底板凹槽滑动来调节位置，U形槽21始终保持在竖直方向上；

竖直立杆5其上装配可滑动夹子6，可滑动夹子6一侧用内六角螺钉7固定拧紧夹在竖直立杆5上，可滑动夹子6可在竖直立杆5上滑动调节高低位置，可在竖直立杆5上转动调节可滑动夹子6朝向，可滑动夹子6另一侧为开口槽8设计，方便水平立板13装配和拆卸；

水平立板13的圆柄10装在可滑动夹子6上开设开口槽8内，圆柄10始终处于水平方向上，并可沿着自身轴向转动，两侧通过左六角螺母11、右六角螺母12固定在可滑动夹子6上；

水平立板13上设置两个互相垂直的U形槽21，可根据需要选择使用。U型槽中间设计窄凹槽，当堵头尺寸过小时，可用于镶嵌更小的U型槽，增加装置通用性；

U型槽上装配堵头15，堵头15上的凹槽与U型槽21的两侧面为间隙配合，使堵头15不轻易滑脱,U型槽21的弧面与堵头6细颈外径间为间隙配合，保证装配方向的稳固性；

堵头15一端固定堵死，另一端通过螺纹对丝16与外部气源的金属管17连接，为了测试系统密封性，在接头处加上橡胶密封圈18，在有必要时还需要用生胶带密封。

具体实施案例：

本装置适用于压力管的性能快速验证，特别是要求在高温条件下测量耐压性能，其中以汽车涡轮增压管为主。例如：增压管标准中，福特标准ESBB53-6C646-AA要求胶管在120℃/210℃保持1小时后，2bar下保持5分钟后的外径膨胀率要求≤10%，爆破压力要求≥7bar，而升压速率规定为5kPa/s; 通用标准GMW16153对在规定压力和温度下的周长增加率要求≤12%，胶管在100℃保持4小时后，爆破压力最低要求≥4bar, 而升压速率规定为20±5kPa/s；标致雪铁龙标准S21 5505要求在最高温度和工作压力下膨胀率小于10%；雷诺标准39-00-003要求在最高温度条件下保持2小时后，外径膨胀率＜8%，升压要求为1bar/min并保持45s，爆破压力要求＞2倍工作压力，对内径50以上的产品升压30-60s爆破，对内径50以下的产品升压60-24s爆破。各汽车厂对产品的测试方法和要求不一致，我们用此装置可以执行不同要求下的测试。

胶管需要在车辆运行过程中使用温度都有特定的要求范围，常见如中冷器进气管内部160~230℃，中冷器出气管在100~150℃，环境温度-30~80℃。高温会使橡胶变软，影响橡胶本身的物理性能，长时间使用橡胶也会发生老化，我们需要选用合适的材料生产产品。而为了尽可能模拟产品在真实使用环境下的耐压性能，产品就需要在高温条件下测试，得到尽可能准确的结果，给产品开发和性能改进提供可靠的数据支撑。

如图6所示，胶管测试主要由压力控制设备、恒温烘箱和通用测试装置构成。其中通用测试装置中的接头需要按胶管尺寸和对手件要求严格匹配，尾端固定凹槽规格与本设计一致，它需要卡在立板上起固定的作用。由于烘箱内最高到230℃的工作温度，并且管路需要承受较高的压力，压力控制设备与恒温烘箱之间需要用耐热金属管连接。

如图7所示，组装好胶管的测试装置总成通过烘箱加热来提供温度，外部气压源供给高压气体，并通过压力控制设备输入压力，测试产品在不同压力条件下的状态和性能。

具体测试步骤如下：

步骤1，测试准备，胶管在测试前应在室温20±5℃环境下静置16h以上， 在需要测量外径的位置画上位置标识，用游标卡尺测量两垂直方向的初始外径，平均值D1；

步骤2,组装，将产品安装在测试装置上，调整好位置使管子形状保持原状，打上卡箍，一般9mm宽的卡箍使用扭矩4Nm，12mm宽的卡箍使用扭矩5Nm；

步骤3,升温保温，将测试装置总成放入到烘箱中，接上气管，关闭烘箱升温到目标温度并保持1-2小时；

步骤四,膨胀率测试，如无特殊要求，按5-10kPa/s的速率提升压力，达到目标压力（一般为200kPa或250kPa）后等待5分钟，打开烘箱，用游标卡尺测量管子标记处初始位置的外径，记为D2；

外径膨胀率计算：

步骤五、继续按5-10kPa/s的塑料提升压力，直至胶管脱落或破裂为止，记录最终压力P。如产品脱落，最终压力应超过爆破压力要求，否则应重新取样测试；如产品破裂的，最终压力必须达到爆破压力要求，并检查是否存在异常破坏，并分析和记录破坏位置和测试报告除了需包含测试结果外，还需要包含下述信息：产品图号、材料、结构、状态、生产批次等；要求的测试条件和性能；测试温度、升压速率；堵头规格、卡箍种类及扭矩；产品测试完毕后的状态描述。此过程通过在产品开发过程中，对膨胀率、爆破压力性能验证评估无问题之后，可以执行最后的振动脉冲性能试验，提高产品测试的一次通过率，节约开发成本，缩短开发时间，对产品开发到转批量生产的衔接和产品性能稳定性起重要作用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）的底部四角处通过螺栓连接有底板支撑（2），所述底板（1）的端面上开设有L型通槽（3），所述L型通槽（3）的右侧并且位于底板（1）的端面上均匀开设有转换螺纹孔（4），所述转换螺纹孔（4）的内部连接有竖直立杆（5），所述竖直立杆（5）上装配有可滑动夹子（6），所述可滑动夹子（6）上的一侧并位于竖直立杆（5）的右侧螺纹连接有内六角螺钉（7），所述可滑动夹子（6）上的另一侧并位于竖直立杆（5）的左侧开设有开口槽（8），所述开口槽（8）的内部连接装配有水平立板组件（9），所述水平立板组件（9）包括圆柄（10），左六角螺母（11）、右六角螺母（12）和水平立板（13），所述圆柄（10）装配在开口槽（8）的内部，所述圆柄（10）上并且可滑动夹子（6）的左右两侧分别螺纹连接有左六角螺母（11）、右六角螺母（12），所述圆柄（10）的一端并且位于左六角螺母（11）的左侧螺纹连接在水平立板（13）上，所述水平立板（13）上装配有第一堵头组件（14）包括堵头（15）、螺纹对丝（16）、金属管（17）、橡胶密封圈（18），所述堵头（15）一端的外侧通过螺纹对丝（16）连接在金属管（17）上并且在金属管（17）与堵头（15）的接头处装配有橡胶密封圈（18），所述L型通槽（3）的内壁并且位于底板（1）上通过内六角螺丝（19）连接有竖直立板（20），所述竖直立板（20） 的端部中心处并且位于竖直方向开设有U型槽（21），所述U型槽（21）的内部装配有第二堵头组件（22）。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，其特征在于：所述转换螺纹孔（4）设置六个在底板（1）的端面上，六个所述转换螺纹孔（4）分为三组并且在底板（1）的端面上从左到右等距开设。

3.根据权利要求1所述的一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，其特征在于：所述竖直立杆（5）通过螺纹连接在底板（1）上开设的转换螺纹孔（4）的内部并且通过螺母固定在底板（1）上。

4.根据权利要求1所述的一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，其特征在于：所述水平立板（13）上开设有两个互相垂直的U型槽（21）并且与堵头（15）上开设的卡槽配合方式为间隙配合。

5.根据权利要求1所述的一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，其特征在于：所述圆柄（10）处于水平方向并且与底板（1）的端面相互平行。

6.根据权利要求1所述的一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，其特征在于：所述U型槽（21）的中间设计为窄凹槽结构并且与第二堵头组件（22）的配合方式为间隙配合。

7.根据权利要求1所述的一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，其特征在于：所述底板（1）和第一堵头组件（14）和第二堵头组件（22）均采用合金铝制造而成，所述竖直立杆（5）、可滑动夹子（6）、水平立板（13）和竖直立板（20）均采用304#不锈钢材质制造而成。

8.根据权利要求1所述的一种用于测试异型胶管耐压性能的通用测试装置，其特征在于：所述第一堵头组件（14）和第二堵头组件（22）的结构相同并且两者中堵头（15）相对立设置。

9.根据权利要求1所述的一种用于测试胶管耐压性能的方法，其特征在于，所述通用测试装置，它通过外设烘箱，外接气压源，可实现在高温条件和保持胶管形状不变的情况下测试胶管的膨胀率和爆破压力的目的，测试步骤如下：

S1,准备好待测胶管，测量初始外径；

S2,将胶管两端装上堵头（15），并分别固定在水平立板（13）以及竖直立板（20）上的U型槽（21）内部，接上外接气源、升温；

S3,在烘箱温度稳定达到要求时间后，按设定速率向胶管内充气提升压力，在总成达到要求压力并稳定后，测量胶管膨胀后的外径；

S4,外径测量完毕厚，继续按设定速率升高压力，直至胶管破坏或滑脱为止。

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