CN114166657B - 一种复合管道剪切强度测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合管道剪切强度测试装置及测试方法，所述第一安装板包括第一半环板和第二半环板，所述定位块开设的螺纹孔中贯穿设置有螺纹杆；所述第二安装板包括第一半圆弧板和第二半圆弧板，所述旋转杆上固定设置有打磨轮，所述打磨轮中内嵌设置有压力计，所述旋转杆上固定套设有齿轮，所述第一半圆弧板和第二半圆弧板的侧面固定设置有延长块，所述安装槽和内槽中设置有一体式的异形管道，所述推杆上固定设置有齿条，且齿条能够与齿轮啮合并带动齿轮旋转。本发明提供了复合管道剪切强度测试装置及测试方法，能够适应对厚度较小的外层管体相对内层管体的剪切强度测试，且能够联动地对切口接触面进行打磨，使得后续的测试更加精准。

Description

一种复合管道剪切强度测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及剪切强度测试技术领域，具体为一种复合管道剪切强度测试装置及测试方法。

背景技术

现有技术中，公开号为“CN103674735B”的一种复合管道剪切强度测试装置及测试方法，该测试装置包括：剪切双环板，为开合式结构，中心设置有多级台阶孔；固定铁环，为开合式环形板；以及多个液压缸，环形设置于该固定铁环上，所述多个液压缸的自由端朝向该剪切双环板；所述液压缸上设置有压力检测装置。该测试方法，先将被测试的复合管道切割出一切口；利用该测试装置，测试剪切破坏前的压力值；最后计算剪切强度，该复合管道剪切强度测试装置及测试方法，操作简单，占地面积小，可以野外作业。

但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：1、上述装置使用液压缸对聚氨酯泡沫层与工作钢管之间进行脱层处理，但是液压缸安装在固定铁环的非边缘处，其伸缩杆段设置在动力端的中心处且其直径通常较大，若复合管道的外层管体较薄，则液压缸的伸缩杆可能都接触不到外层管体，使得该装置不能正常使用；2、在对管道脱层进行剪切强度的测试时，切口处不一定平整，会影响测试结果的准确性，因此在使用上述装置前还需要用刮刀对切口进行打磨，不仅需要准备额外的工具，而且操作繁琐，会降低测试效率，使用不便，需要作出改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合管道剪切强度测试装置及测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合管道剪切强度测试装置，包括：

第一安装板，所述第一安装板包括第一半环板和第二半环板，所述第一半环板和第二半环板之间通过第一螺钉相固定，所述第一半环板和第二半环板上固定设置有多个气缸，所述气缸的输出端固定设置有定位块，所述定位块开设的螺纹孔中贯穿设置有螺纹杆，所述螺纹杆上固定设置有手柄；以及

第二安装板，所述第二安装板包括第一半圆弧板和第二半圆弧板，所述第一半圆弧板和第二半圆弧板之间通过第二螺钉相固定，所述第一半圆弧板和第二半圆弧板上均开设有安装槽，所述安装槽中铰接设置有旋转杆，所述旋转杆上固定设置有打磨轮，所述打磨轮中内嵌设置有压力计，所述旋转杆上固定套设有齿轮，所述第一半圆弧板和第二半圆弧板的侧面固定设置有延长块，所述延长块中开设有内槽，所述安装槽和内槽中设置有一体式的异形管道，所述异形管道的管内两端分别活动设置有第一活塞板和第二活塞板，所述第一活塞板和第二活塞板之间设置有填充介质，所述第一活塞板可被旋转向下的延长块推动，并在失去按压力时复原至初始位置，所述第二活塞板远离填充介质的一端固定设置有推杆，所述推杆上固定设置有齿条，且齿条能够与齿轮啮合并带动齿轮旋转。

优选的，所述旋转杆远离打磨轮的一端铰接设置在定位轴承座中，所述定位轴承座固定设置在安装槽中。

优选的，所述第一活塞板远离填充介质的一端固定设置有连接杆，所述连接杆上固定设置有压板，所述压板靠近第一活塞板的一侧连接设置有复原弹簧，所述复原弹簧连接在限位块上，所述限位块固定设置在内槽中。

优选的，所述异形管道靠近第一活塞板的出口端内壁上固定设置有第一阻挡块。

优选的，所述异形管道靠近第二活塞板的出口端内壁上固定设置有第二阻挡块。

一种基于所述复合管道剪切强度测试装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤一：将待检测的复合管道的外层管体沿着竖直方向切割出切口，并剥除一段外层管体；

步骤二：拿取第一安装板的第一半环板和第二半环板，将第一半环板、第二半环板外并合紧在被剥除外层管体的内层管体上，且抵接一侧的切口进行安装，并通过两组第一螺钉将第一半环板和第二半环板进行紧固；

步骤三：拿取第二安装板的第一半圆弧板和第二半圆弧板，将第一半圆弧板和第二半圆弧板外并合紧在被剥除外层管体的内层管体上，且抵接另一侧的切口进行安装，并通过两组第二螺钉将第一半圆弧板和第二半圆弧板进行紧固；

步骤四：启动气缸，使得气缸带动定位块进行位置调整，直至螺纹杆对准延长块的内槽时停止气缸；

步骤五：旋转螺纹杆，使得螺纹杆旋转延伸至内槽，直至将压板下压到最低位置，此时的打磨轮会被间接带动而发生旋转，对贴合的切面进行打磨；

步骤六：继续启动气缸，最终通过打磨轮推动外层管体，直至外层管体与内层管体发生脱层，此时压力计所监测到的最大压力值即为内层管体与外层管体之间的剪切强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中设置有延长块，其位置可以根据外层管体的厚度提前预设，因此气缸的推动位置可通过定位块、延长块和螺纹杆等等结构的辅助向内侧转移，使得推动着力点更接近外层管体的切面中心，避免了传统的气缸直推导致触碰不到薄管体的问题，使得装置的适用范围更广；

2、本发明在将螺纹杆旋转拧紧延长块中内槽的过程中，螺纹杆会不断下压压板，在异形管道中填充介质的作用下，第二活塞板会间接地向上推动齿条，使得齿轮带动打磨轮发生旋转，进而对接触位置的外层管体切面进行打磨，打磨后的切面更加平整，所监测到的管道剪切强度值更加精准，因此上述旋转螺纹杆的操作连通实现了两种功能，效果集中，使用方便。

本发明提供了复合管道剪切强度测试装置及测试方法，能够适应对厚度较小的外层管体相对内层管体的剪切强度测试，且能够联动地对切口接触面进行打磨，使得后续的测试更加精准，非常值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构的主视剖面示意图；

图2为本发明的图1中的A处放大图；

图3为本发明的图2中的B处放大图；

图4为本发明的第一安装板的组成结构侧视图；

图5为本发明的第二安装板的组成结构侧视图；

图6为本发明的压力计在打磨轮中的安装位置示意图。

图中：1第一安装板、101第一半环板、102第二半环板、2第一螺钉、3气缸、4定位块、5螺纹杆、6手柄、7第二安装板、701第一半圆弧板、702第二半圆弧板、8第二螺钉、9安装槽、10旋转杆、11打磨轮、12压力计、13定位轴承座、14齿轮、15延长块、151内槽、16异形管道、17第一活塞板、18第二活塞板、19填充介质、20连接杆、21压板、22复原弹簧、23限位块、24第一阻挡块、25推杆、26齿条、27第二阻挡块、28内层管体、29外层管体。

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至图6，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种复合管道剪切强度测试装置，包括：

第一安装板1，第一安装板1包括第一半环板101和第二半环板102，且第一半环板101和第二半环板102的形状、大小等完全相同，第一半环板101和第二半环板102之间通过第一螺钉2相固定，第一螺钉2共有两组，分别安装在第一半环板101和第二半环板102的两端耳板处，第一半环板101和第二半环板102上固定设置有多个气缸3，气缸3的数量最好为偶数，且平均分布在第一半环板101和第二半环板102上，这样设置的好处在于在进行管道剪切强度测试时其产生的推力更加均匀，使得检测的结果更加准确，气缸3的输出端固定设置有定位块4，定位块4开设的螺纹孔中贯穿设置有螺纹杆5，因此螺纹杆5可以旋转升降，螺纹杆5上固定设置有手柄6，可通过手柄6方便地带动螺纹杆5转动，使用更加顺手；以及

第二安装板7，第二安装板7包括第一半圆弧板701和第二半圆弧板702，第一半圆弧板701和第二半圆弧板702的形状、大小等也完全相同，第一半圆弧板701和第二半圆弧板702之间通过第二螺钉8相固定，第二螺钉8也是可拆卸地设置有两组，分别安装在第一半圆弧板701和第二半圆弧板702的两端耳板处，第一半圆弧板701和第二半圆弧板702上均开设有安装槽9，安装槽9中铰接设置有旋转杆10，旋转杆10上固定设置有打磨轮11，打磨轮11在旋转时可以对外层管体29的切口断面处进行磨平处理，使得切口更加平整，受力更加均匀，打磨轮11中内嵌设置有压力计12，该压力计12可采用任丘市华诚仪器厂生产的HCH-301型号，或者其他微型的、且表面不易磨损的压力测量仪器，旋转杆10远离打磨轮11的一端铰接设置在定位轴承座13中，定位轴承座13固定设置在安装槽9中，可见定位轴承座13主要起到了对旋转杆10进行活动支撑的作用，旋转杆10上固定套设有齿轮14，旋转杆10和齿轮14同圆心，第一半圆弧板701和第二半圆弧板702的侧面固定设置有延长块15，延长块15中开设有内槽151，安装槽9和内槽151中设置有一体式的异形管道16，异形管道16为硬质管，异形管道16的管内两端分别活动设置有第一活塞板17和第二活塞板18，第一活塞板17和第二活塞板18均在异形管道16的内部进行移动，且第一活塞板17和第二活塞板18具有良好的密封性，因此不会发生泄漏，第一活塞板17和第二活塞板18之间设置有填充介质19，填充介质19可以为气体或者液体，根据需求灵活选择即可，第一活塞板17可被旋转向下的延长块15推动，并在失去按压力时复原至初始位置，第二活塞板18远离填充介质19的一端固定设置有推杆25，推杆25上固定设置有齿条26，且齿条26能够与齿轮14啮合并带动齿轮14旋转，由此，齿轮14又通过旋转杆10带动打磨轮11旋转，进而在安装螺纹杆5调节推动受力点的同时，可以对受力点所在的切面进行打磨，使其更加平整，因此剪切强度的测量也就更加精准，异形管道16靠近第二活塞板18的出口端内壁上固定设置有第二阻挡块27，第二阻挡块27的作用是避免第二活塞板18在移动时从安装槽9中脱离，确保装置可以稳定运行。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，对以下结构进行了进一步的公开和限定：第一活塞板17远离填充介质19的一端固定设置有连接杆20，连接杆20上固定设置有压板21，压板21靠近第一活塞板17的一侧连接设置有复原弹簧22，复原弹簧22连接在限位块23上，复原弹簧22具有良好的伸缩弹性，能够在无压力时复原到初始状态，限位块23固定设置在内槽151中，异形管道16靠近第一活塞板17的出口端内壁上固定设置有第一阻挡块24，第一阻挡块24的作用是避免第一活塞板17在移动时从异形管道16中脱离，进而避免装置失效不能使用。

在使用时，随着螺纹杆5逐渐旋转伸入到延长块15的内槽151中，螺纹杆5会首先下压到压板21，压板21又通过连接杆20推动第一活塞板17，由此实现对第一活塞板17的下压操作；当螺纹杆5旋出内槽151时，在复原弹簧22的作用下，压板21会被向上顶起，进而通过连接杆20带动第一活塞板17上移，恢复到初始位置，便于后续的使用。

一种基于复合管道剪切强度测试装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤一：将待检测的复合管道的外层管体29沿着竖直方向切割出切口，并剥除一段外层管体29，将内层管体28显露出来，此时剥除的外层管体29无需过长，能够在两端安装了第一安装板1、第二安装板7后，二者之间还有一定间隔即可；

步骤二：拿取第一安装板1的第一半环板101和第二半环板102，将第一半环板101、第二半环板102外并合紧在被剥除外层管体29的内层管体28上，且抵接一侧的切口进行安装，并通过两组第一螺钉2将第一半环板101和第二半环板102进行紧固，由此，使得第一半环板101和第二半环板102稳定地抱箍在内层管体28上；

步骤三：拿取第二安装板7的第一半圆弧板701和第二半圆弧板702，将第一半圆弧板701和第二半圆弧板702外并合紧在被剥除外层管体29的内层管体28上，且抵接另一侧的切口进行安装，并通过两组第二螺钉8将第一半圆弧板701和第二半圆弧板702进行紧固，避免第一半圆弧板701和第二半圆弧板702之间出现松脱；

步骤四：启动气缸3，使得气缸3带动定位块4进行位置调整，直至螺纹杆5对准延长块15的内槽151时停止气缸3；

步骤五：通过手柄6旋转螺纹杆5，使得螺纹杆5旋转下移延伸至延长块15的内槽151中，螺纹杆5最终会下压到第一活塞板17，直至将压板21下压到最低位置，在上述过程中，因为第一活塞板17活动设置在异形管道16中，在填充介质19的作用下，另一端的第二活塞板18会被向上顶起，第二活塞板18通过推杆25向上顶起齿条26，齿条26与齿轮14啮合并带动其旋转，齿轮14又通过旋转杆10带动打磨轮11旋转，此时的打磨轮11会对贴合的外层管体29的切面进行打磨，使得切面更加平整，后续的受力更加稳定、均匀，有效提高对管道剪切强度测试的准确性，该步骤为关键点，因为该步骤既可以将气缸3的推力通过定位块4、延长块15、螺纹杆5等结构向内侧转移，使之更加适合厚度较小的外层管体29，又可以在安装螺纹杆5的过程中，同步带动打磨轮11发生旋转，进行磨平处理，既无需额外的打磨工具，又无需额外的打磨时间，使用方便，也更加高效；

步骤六：继续启动气缸3，此时气缸3的推力已经下移到延长块15，延长块15又将推力转移到第一半圆弧板701、第二半圆弧板702上，最终通过打磨轮11直接接触并推动外层管体29，直至外层管体29与内层管体28发生脱层，此时压力计12所监测到的最大压力值即为内层管体28与外层管体29之间的剪切强度，打磨轮11中内嵌设置有压力计12，因此虽然压力计12所在的位置不具有抛光打磨的功能，但是随着打磨轮11的旋转，原先压力计12所在的盲区都可以被覆盖到，因此打磨轮11所接触的位置都可以被有效打磨，打磨后受力更均匀，测试结果更加准确。

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 (6)

1.一种复合管道剪切强度测试装置，其特征在于，包括：

第一安装板(1)，所述第一安装板(1)包括第一半环板(101)和第二半环板(102)，所述第一半环板(101)和第二半环板(102)之间通过第一螺钉(2)相固定，所述第一半环板(101)和第二半环板(102)上固定设置有多个气缸(3)，所述气缸(3)的输出端固定设置有定位块(4)，所述定位块(4)开设的螺纹孔中贯穿设置有螺纹杆(5)，所述螺纹杆(5)上固定设置有手柄(6)；以及

第二安装板(7)，所述第二安装板(7)包括第一半圆弧板(701)和第二半圆弧板(702)，所述第一半圆弧板(701)和第二半圆弧板(702)之间通过第二螺钉(8)相固定，所述第一半圆弧板(701)和第二半圆弧板(702)上均开设有安装槽(9)，所述安装槽(9)中铰接设置有旋转杆(10)，所述旋转杆(10)上固定设置有打磨轮(11)，所述打磨轮(11)中内嵌设置有压力计(12)，所述旋转杆(10)上固定套设有齿轮(14)，所述第一半圆弧板(701)和第二半圆弧板(702)的侧面固定设置有延长块(15)，所述延长块(15)中开设有内槽(151)，所述安装槽(9)和内槽(151)中设置有一体式的异形管道(16)，所述异形管道(16)的管内两端分别活动设置有第一活塞板(17)和第二活塞板(18)，所述第一活塞板(17)和第二活塞板(18)之间设置有填充介质(19)，所述第一活塞板(17)可被旋转向下的延长块(15)推动，并在失去按压力时复原至初始位置，所述第二活塞板(18)远离填充介质(19)的一端固定设置有推杆(25)，所述推杆(25)上固定设置有齿条(26)，且齿条(26)能够与齿轮(14)啮合并带动齿轮(14)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种复合管道剪切强度测试装置，其特征在于：所述旋转杆(10)远离打磨轮(11)的一端铰接设置在定位轴承座(13)中，所述定位轴承座(13)固定设置在安装槽(9)中。

3.根据权利要求1所述的一种复合管道剪切强度测试装置，其特征在于：所述第一活塞板(17)远离填充介质(19)的一端固定设置有连接杆(20)，所述连接杆(20)上固定设置有压板(21)，所述压板(21)靠近第一活塞板(17)的一侧连接设置有复原弹簧(22)，所述复原弹簧(22)连接在限位块(23)上，所述限位块(23)固定设置在内槽(151)中。

4.根据权利要求1所述的一种复合管道剪切强度测试装置，其特征在于：所述异形管道(16)靠近第一活塞板(17)的出口端内壁上固定设置有第一阻挡块(24)。

5.根据权利要求1所述的一种复合管道剪切强度测试装置，其特征在于：所述异形管道(16)靠近第二活塞板(18)的出口端内壁上固定设置有第二阻挡块(27)。

6.一种基于权利要求1-5任意一项所述复合管道剪切强度测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将待检测的复合管道的外层管体(29)沿着竖直方向切割出切口，并剥除一段外层管体(29)；

步骤二：拿取第一安装板(1)的第一半环板(101)和第二半环板(102)，将第一半环板(101)、第二半环板(102)外并合紧在被剥除外层管体(29)的内层管体(28)上，且抵接一侧的切口进行安装，并通过两组第一螺钉(2)将第一半环板(101)和第二半环板(102)进行紧固；

步骤三：拿取第二安装板(7)的第一半圆弧板(701)和第二半圆弧板(702)，将第一半圆弧板(701)和第二半圆弧板(702)外并合紧在被剥除外层管体(29)的内层管体(28)上，且抵接另一侧的切口进行安装，并通过两组第二螺钉(8)将第一半圆弧板(701)和第二半圆弧板(702)进行紧固；

步骤四：启动气缸(3)，使得气缸(3)带动定位块(4)进行位置调整，直至螺纹杆(5)对准延长块(15)的内槽(151)时停止气缸(3)；

步骤五：旋转螺纹杆(5)，使得螺纹杆(5)旋转延伸至内槽(151)，直至将压板(21)下压到最低位置，此时的打磨轮(11)会被间接带动而发生旋转，对贴合的切面进行打磨；

步骤六：继续启动气缸(3)，最终通过打磨轮(11)推动外层管体(29)，直至外层管体(29)与内层管体(28)发生脱层，此时压力计(12)所监测到的最大压力值即为内层管体(28)与外层管体(29)之间的剪切强度。