CN116124625B - 一种橡胶气囊疲劳寿命测试系统及方法 - Google Patents

一种橡胶气囊疲劳寿命测试系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种橡胶气囊疲劳寿命测试系统及方法，其中橡胶气囊疲劳寿命测试系统包括有储油罐，通过第一油路管道与第一控制阀相连接，该储油罐内部存储有能在自身重力作用下自动充入至第一囊式蓄能器的第一壳体内的油液；储气罐，通过第一气体管道与第一充气阀相连接；液压泵，连接储气罐，用于驱动储气罐中的气体充入第一气囊；气体回收容器，通过第二气体管道与第一气囊相连通，在该第二气体管道上安装有第一放气阀；以及第一换向阀，设于第一气体管道上，在第一气囊内的压力达到能压缩第一壳体内的油液排出第一壳体的状态下而处于关闭。该装置能模拟蓄能器工作液压环境下对橡胶气囊整体疲劳寿命进行测试，使疲劳寿命数据更加合理真实。

Description

一种橡胶气囊疲劳寿命测试系统及方法
技术领域
本发明涉及橡胶制品性能测试技术领域，尤其涉及一种橡胶气囊疲劳寿命测试系统及方法。
背景技术
囊式蓄能器是一种典型的液压辅助元件，主要由承压壳体、橡胶气囊、配套的充气阀和液压油阀组成，具有作为动力源、吸收冲击、消除脉动和储存回收能量等功能，在汽车、工程机械、船舶工业、航空航天等液压系统领域有着广泛应用。
橡胶气囊是囊式蓄能器的关键部件，其可靠性和使用寿命对液压系统稳定性十分重要。为实现橡胶气囊的疲劳寿命测试，有申请号为CN202110833452.8(申请公布号为CN113776767A)的中国发明专利《一种船用橡胶气囊耐冲击疲劳出厂检测装置》公开了一种橡胶气囊的疲劳检测装置，该装置通过固定装置将橡胶气囊主体固定在升降板上，并根据气囊的大小，通过动力机构带动第一丝杠转轴转动，使得升降板上下移动，调节气囊与冲击板之间的距离，当连接杆带动第一活塞板向下移动时，将密封固定箱内的空气向下压缩，从而使得两组第二活塞板带动活塞杆向上移动，此时使得连接板带动冲击板向上移动，当连接杆带动第一活塞板向上移动时，将密封固定箱内的空气向上压缩，从而使得第二活塞板带动活塞杆向下移动，此时连接板带动冲击板向下移动，冲击板对橡胶气囊主体完成一次冲击，并且固定杆与触碰开关完成一次接触，使得计数器进行一次计数，如此重复上述动作，实现对橡胶气囊主体的耐冲击疲劳的检测。但上述装置使用机械方式进行橡胶气囊抗冲击测试，传动结构复杂，无法精准控制冲击载荷值，并且橡胶气囊承受局部压缩载荷，仅能实现膨胀-回复动作，根本无法重现蓄能器正常工作条件下橡胶气囊的膨胀-收缩循环动作，也未考虑液压腐蚀环境对橡胶气囊材质的影响。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术，而提供一种能模拟液压环境下对橡胶气囊整体疲劳寿命进行测试的橡胶气囊疲劳寿命测试系统。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述橡胶气囊疲劳寿命测试系统的测试方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种应用有上述橡胶气囊疲劳寿命测试系统的测试方法，该方法能提高测试效率，并能降低试验耗能。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种橡胶气囊疲劳寿命测试系统，用于对第一囊式蓄能器的第一气囊进行疲劳寿命测试，所述的第一囊式蓄能器包括第一壳体、位于第一壳体内部的第一气囊、位于第一壳体顶部并与第一气囊相连通的第一充气阀和位于第一壳体底部的第一控制阀，其特征在于：所述橡胶气囊疲劳寿命测试系统包括有
储油罐，通过第一油路管道与第一控制阀相连接，该储油罐内部存储有能在自身重力作用下自动充入至第一囊式蓄能器的第一壳体内的油液；
储气罐，通过第一气体管道与所述第一充气阀相连接；
液压泵，由电机驱动，所述液压泵连接储气罐，用于驱动所述储气罐中的气体充入第一气囊；
气体回收容器，通过第二气体管道与所述第一气囊相连通，在该第二气体管道上安装有第一放气阀；以及
第一换向阀，设于所述第一气体管道上，在第一气囊内的压力达到能压缩第一壳体内的油液排出第一壳体的状态下而处于关闭。
为实现自动化控制上述的测试系统，还包括用于检测第一气囊内压力的第一压力传感器和与第一压力传感器相连接的控制器，所述控制器还与所述电机、第一放气阀和第一换向阀相连接，所述控制器被配置成：控制所述电机工作，并根据所述第一压力传感器的检测结果以控制第一放气阀和第一换向阀进行相应动作。
为降低试验耗能，还同时用于对第二囊式蓄能器的第二气囊进行疲劳寿命测试，所述第二囊式蓄能器包括第二壳体、位于第二壳体内部的第二气囊、位于第二壳体顶部并与第二气囊相连通的第二充气阀和位于第二壳体底部的第二控制阀，所述第二充气阀通过第三气体管道与所述储气罐相连接，所述第三气体管道上还设置有第二换向阀，所述第二控制阀通过第二油路管道与所述储油罐相连接，所述储油罐内部的油液能在自身重力作用下通过第二油路管道自动充入至第二囊式蓄能器的第二壳体内，且所述第二气囊通过第四气体管道与气体回收容器相连接，在所述第四气体管道上安装有第二放气阀。
上述的气体回收容器可以为一个，也可以为两个，优选地，所述气体回收容器包括有第一气体回收容器和第二气体回收容器，所述第一气囊通过所述第二气体管道与所述第一气体回收容器相连接，所述第二气囊通过所述第四气体管道与所述第二气体回收容器相连接。
为实现第二气囊的自动测试，还包括用于检测第二气囊内压力的第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述控制器相连接，所述控制器还与所述第二放气阀和第二换向阀相连接，并被配置成：并根据所述第二压力传感器的检测结果以控制第二放气阀和第二换向阀进行相应动作。
为提高第一气囊和第二囊式的保压效果，所述第一气体管道上设置有第一双向密封阀，所述第三气体管道上设置有第二双向密封阀，所述第一双向密封阀和第二双向密封阀均与所述控制器相连接。
为同时实现第一气囊和第二囊式的预充气，所述储气罐还通过第五气体管道与第一充气阀和第二充气阀均相连通，所述第五气体管道上还设置有与所述控制器相连接的第三换向阀。
为防止气体倒流至储气罐，所述第五气体管道在位于第三换向阀和储气罐之间还设置有单向阀，在所述第三换向阀打开的状态下，该单向阀仅允许气体从储气罐向第一充气阀和第二充气阀流动。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述橡胶气囊疲劳寿命测试系统的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、打开第一控制阀和第一充气阀，所述储油罐中的油液在自身重力作用下经所述第一控制阀自动充入至第一囊式蓄能器的第一壳体内，直至充满第一壳体；
步骤2、开启电机和第一换向阀，使液压泵驱动储气罐中的气体经所述第一换向阀和第一充气阀充入第一气囊；
步骤3、随着第一气囊内的气体增多，所述第一气囊体积膨胀并逐渐压缩第一壳体内充入的油液；
步骤4、当第一气囊内的气体压力增大到气-液平衡被打破时，所述第一壳体内的油液经所述第一控制阀排出第一壳体至储油罐中，当第一壳体内的油液全部排出后关闭第一换向阀，打开第一放气阀，使第一气囊中的气体排出至气体回收容器中；
步骤5、所述储油罐中的油液在自身重力作用下重新回流至第一囊式蓄能器的第一壳体内；
步骤6、循环执行步骤2~步骤5，记录循环动作次数直至第一气囊失效破损，则得到第一气囊最终的疲劳寿命。
本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述橡胶气囊疲劳寿命测试系统的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、执行预充气阶段，将第一气囊内和第二气囊内的气体压力保持为预充气设定值；
具体步骤为：
S1-1、打开第一控制阀、第一充气阀、第二充气阀和第二控制阀，所述储油罐中的油液在自身重力作用下经所述第一控制阀、第二控制阀自动充入至第一囊式蓄能器的第一壳体、第二囊式蓄能器的第二壳体内，直至充满第一壳体、第二壳体；
S1-2、开启电机和第三换向阀，使液压泵驱动储气罐中的气体经所述第三换向阀和第一充气阀充入第一气囊,同时储气罐中的气体经所述第三换向阀和第二充气阀充入第二气囊；
S1-3、第一压力传感器和第二压力传感器分别采集第一气囊和第二气囊内部的压力，当第一压力传感器和第二压力传感器的压力均达到预充气设定值后，控制器控制第三换向阀断电，完成预充气阶段；
S2、执行第一气囊和第二气囊的疲劳寿命测试；
具体步骤为：
S2-1、开启第一换向阀，使液压泵驱动储气罐中的气体经所述第一换向阀和第一充气阀继续充入第一气囊，随着第一气囊内的气体增多，所述第一气囊体积膨胀并压缩第一壳体内充入的油液；
S2-2、当第一气囊内的气体压力增大到气-液平衡被打破时，所述第一壳体内的油液经所述第一控制阀排出第一壳体至储油罐中；
S2-3、持续通过第一压力传感器检测第一气囊内的压力，当第一压力传感器的实时压力达到最大设定值pmax时，则通过控制器控制第一换向阀关闭，打开第一放气阀，使第一气囊中的气体排出至气体回收容器中，同时控制器控制第二换向阀开启，使液压泵驱动储气罐中的气体经所述第二换向阀和第二充气阀充入第二气囊，此时所述储油罐中的油液被加速充入第一壳体中，使第一气囊加速放气，直至第一压力传感器的实时压力降为最小设定值pmin时，通过控制器控制第一放气阀关闭，使第一气囊的压力保持在pmin；
S2-4、持续通过第二压力传感器检测第二气囊内的压力，当检测第二压力传感器的实时压力达到最大设定值pmax时，则控制器控制第二换向阀关闭，打开第二放气阀，使第二气囊中的气体排出至气体回收容器中，同时控制器控制第一换向阀开启，使液压泵驱动储气罐中的气体经所述第一换向阀和第一充气阀充入第一气囊，此时所述储油罐中油液被加速充入第二壳体中，使第二气囊加速放气，直至第二压力传感器的实时压力降为最小设定值pmin时，通过控制器控制第二放气阀关闭，使第二气囊的压力保持在pmin；
S2-5、循环执行S2-3~步骤S2-4，记录循环动作次数直至第一气囊和第二气囊失效破损，则得到第一气囊和第二气囊最终的疲劳寿命。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过液压环境下对橡胶气囊充-放气循环动作来实现对囊式蓄能器用橡胶气囊进行疲劳寿命测试，其循环动作次数极限可作为评价橡胶气囊疲劳寿命的重要依据。该装置既能模拟液压环境，控制精度高，又能对橡胶气囊整体疲劳寿命进行测试，测试过程完全模拟蓄能器工作条件，可使疲劳寿命数据更加合理真实，与此同时，该测试系统更简洁，易于维护，损耗小。
附图说明
图1为本发明实施例所涉及的现有囊式蓄能器的结构示意图；
图2为本发明实施例一中对第一气囊进行疲劳寿命测试的测试系统示意图；
图3为本发明实施例二中对第一气囊和第二气囊同时进行疲劳寿命测试的测试系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
本实施例中的橡胶气囊疲劳寿命测试系统用于对第一囊式蓄能器1a的第一气囊12a进行疲劳寿命测试。
如图1所示，本实施例中的第一囊式蓄能器1a包括第一壳体11a、位于第一壳体11a内部的第一气囊12a、位于第一壳体11a顶部并与第一气囊12a相连通的第一充气阀13a和位于第一壳体11a底部的第一控制阀14a，第一气囊12a位于第一壳体11a的上半部分，第一壳体11a中空，以用于容纳油液，该第一囊式蓄能器1a为现有技术，在此不再对其结构展开赘述，其具体结构可参考申请号为CN202111312294.8的发明专利中所示的气囊式蓄能器。
如图2所示，本实施例中的橡胶气囊疲劳寿命测试系统包括有储油罐2、储气罐3、液压泵4、气体回收容器和第一换向阀61。其中储油罐2通过第一油路管道21与第一控制阀14a相连接，该储油罐2内部存储有油液，并将储油罐2的放置位置高于第一囊式蓄能器1a的位置，故该储油罐2内部存储的油液能在自身重力作用下自动充入至第一囊式蓄能器1a的第一壳体11a内；储气罐3通过第一气体管道31与第一充气阀13a相连接；液压泵4由电机41驱动，液压泵4连接储气罐3，在液压泵4工作时能驱动储气罐3中的气体充入第一气囊12a；气体回收容器（为便于下述实施例二的描述，该气体回收容器即为图2中标号为5a的第一气体回收容器）通过第二气体管道32与第一气囊12a相连通，具体的，可以通过第一充气阀13a与第一气囊12a相连通，在该第二气体管道32上安装有第一放气阀51；第一换向阀61设于第一气体管道31上，在第一气囊12a内的压力达到能压缩第一壳体11a内的油液排出第一壳体11a的状态下而处于关闭。本实施例中第一换向阀61为二位二通的电磁换向阀。
另外橡胶气囊疲劳寿命测试系统还包括用于检测第一气囊12a内压力的第一压力传感器7a和与第一压力传感器7a相连接的控制器，控制器还与电机41、第一放气阀51和第一换向阀61相连接，控制器被配置成：控制电机41工作，并根据第一压力传感器7a的检测结果以控制第一放气阀51和第一换向阀61进行相应动作。本实施例中控制器8为PLC控制器。这样通过自动化控制对第一气囊12a进行测试，无需人为干涉，提高了测试效率。
另外储油罐2还设置有用于与第一油路管道21相连通的第三油路管道23，第三油路管道23上设置有先导式电磁溢流阀231和用于对油液进行过滤的过滤器232。第一气体管道31上还设置有第一压力表311、第一温度计312和换热器313，并且还包括用于对第一气囊12a内的温度进行监测的第一温度传感器314和第二压力表315，第一温度传感器314与控制器相连接，以对充气过程中的压力和温度进行监测，并在当气体温度过高时通过换热器313进行降温，以避免充放过程中气体温度上升导致疲劳数据失真的问题。
本实施例中应用上述橡胶气囊疲劳寿命测试系统的测试方法包括如下步骤：
步骤1、打开第一控制阀14a和第一充气阀13a，储油罐2中的油液在自身重力作用下经第一控制阀14a自动充入至第一囊式蓄能器1a的第一壳体11a内，直至充满第一壳体11a；
步骤2、开启电机41和第一换向阀61，使液压泵4驱动储气罐3中的气体经第一换向阀61和第一充气阀13a充入第一气囊12a；
步骤3、随着第一气囊12a内的气体增多，第一气囊12a体积膨胀并逐渐压缩第一壳体11a内充入的油液；
步骤4、当第一气囊12a内的气体压力增大到气-液平衡被打破时，第一壳体11a内的油液经第一控制阀14a排出第一壳体11a至储油罐2中，当第一壳体11a内的油液全部排出后关闭第一换向阀61，打开第一放气阀51，使第一气囊12a中的气体排出至气体回收容器中；本实施例中第一壳体11a内的油液全部排出是通过控制器检测气囊内的气体压力，当气体压力为预设数值(该数值为实验确认出的第一壳体11a内的油液全部排出时的气囊内压力值)，则控制器控制第一换向阀61关闭；
步骤5、储油罐2中的油液在自身重力作用下重新回流至第一囊式蓄能器1a的第一壳体11a内；
步骤6、循环执行步骤2~步骤5，记录循环动作次数直至第一气囊12a失效破损，则得到第一气囊12a最终的疲劳寿命。上述的循环动作次数可以通过控制器自动获取，无需人工计数。
实施例二：
如图3所示，与实施例一不同的是，本实施例中还同时用于对第二囊式蓄能器1b的第二气囊12b进行疲劳寿命测试，第二囊式蓄能器1b包括第二壳体11b、位于第二壳体11b内部的第二气囊12b、位于第二壳体11b顶部并与第二气囊12b相连通的第二充气阀13b和位于第二壳体11b底部的第二控制阀14b，该第二囊式蓄能器1b的具体结构与第一囊式蓄能器1a相同，在此不再展开赘述。
本实施例中第二充气阀13b通过第三气体管道33与储气罐3相连接，第三气体管道33上还设置有第二换向阀62，第二控制阀14b通过第二油路管道22与储油罐2相连接，并将储油罐2的放置位置高于第二囊式蓄能器1b的位置，这样储油罐2内部的油液同样能在自身重力作用下通过第二油路管道22自动充入至第二囊式蓄能器1b的第二壳体11b内，且第二气囊12b通过第四气体管道34与气体回收容器相连接，在第四气体管道34上安装有第二放气阀52。并且第一气体管道31上设置有第一双向密封阀91，第三气体管道33上设置有第二双向密封阀92，第一双向密封阀91和第二双向密封阀92均与控制器相连接。本实施例中第一双向密封阀91和第二双向密封阀92均采用双向密封电磁球阀，当然也可以采用现有技术中的其它双向密封阀，并优先安装在相对应的换向阀和充气阀之间，以便在相对应囊式蓄能器保压时，压力对其它元件的影响。
上述的第一囊式蓄能器1a和第二囊式蓄能器1b可以共用同一个气体回收容器，也可以单独使用气体回收容器。为防止气体干扰，本实施例中，气体回收容器包括有第一气体回收容器5a和第二气体回收容器5b，第一气囊12a通过第二气体管道32与第一气体回收容器5a相连接，第二气囊12b通过第四气体管道34与第二气体回收容器5b相连接。
同样的，还包括用于检测第二气囊12b内压力的第二压力传感器7b，第二压力传感器7b与控制器相连接，控制器还与第二放气阀52和第二换向阀62相连接，并被配置成：并根据第二压力传感器7b的检测结果以控制第二放气阀52、第二换向阀62、第一双向密封阀91和第二双向密封阀92进行相应动作。并且还包括用于对第二气囊12b内的温度进行监测的第二温度传感器316和第三压力表317，第二温度传感器316与控制器相连接，以对充气过程中的压力和温度进行监测，并在温度过高时同样通过换热器313进行降温，以避免充放过程中温度上升导致疲劳数据失真的问题。
由于需要同时对第一气囊12a和第二气囊12b进行充气，储气罐3还通过第五气体管道35与第一充气阀13a和第二充气阀13b均相连通，第五气体管道35上还设置有与控制器相连接的第三换向阀63；第五气体管道35在位于第三换向阀63和储气罐3之间还设置有单向阀10，在第三换向阀63打开的状态下，该单向阀10仅允许气体从储气罐3向第一充气阀13a和第二充气阀13b流动，以防止气体反流至储气罐3中。本实施例中，上述的第一换向阀61和第二换向阀62均为二位二通电磁换向阀，由于第五气体管道35上的气体流量需要分别大于第一气体管道31和第三气体管道33上的气体流量，故本实施例中第三换向阀63采用电液换向阀。
另外使用上述橡胶气囊疲劳寿命测试系统对第一囊式蓄能器1a的第一气囊12a和对第二囊式蓄能器1b的第二气囊12b进行疲劳寿命测试的测试方法包括如下步骤：
S1、执行预充气阶段，将第一气囊12a内和第二气囊12b内的气体压力保持为预充气设定值；
具体步骤为：
S1-1、打开第一控制阀14a、第一充气阀13a、第二充气阀13b和第二控制阀14b，储油罐2中的油液在自身重力作用下经第一控制阀14a、第二控制阀14b自动充入至第一囊式蓄能器1a的第一壳体11a、第二囊式蓄能器1b的第二壳体11b内，直至充满第一壳体11a、第二壳体11b；
S1-2、开启电机41和第三换向阀63，使液压泵4驱动储气罐3中的气体经所述第三换向阀63和第一充气阀13a充入第一气囊12a,同时储气罐3中的气体经所述第三换向阀63和第二充气阀13b充入第二气囊12b；
S1-3、第一压力传感器7a和第二压力传感器7b分别采集第一气囊12a和第二气囊12b内部的压力，当第一压力传感器7a和第二压力传感器7b的压力均达到预充气设定值后，控制器控制第三换向阀63断电，完成预充气阶段；
S2、执行第一气囊12a和第二气囊12b的疲劳寿命测试；
具体步骤为：
S2-1、开启第一换向阀61和第一双向密封阀91，使液压泵4驱动储气罐3中的气体经第一换向阀61、第一双向密封阀91和第一充气阀13a继续充入第一气囊12a，随着第一气囊12a内的气体增多，第一气囊12a体积膨胀并压缩第一壳体11a内充入的油液；
S2-2、当第一气囊12a内的气体压力增大到气-液平衡被打破时，第一壳体11a内的油液经所述第一控制阀14a排出第一壳体11a至储油罐2中；
S2-3、持续通过第一压力传感器7a检测第一气囊12a内的压力，当第一压力传感器7a的实时压力达到最大设定值pmax时，则通过控制器控制第一换向阀61、第一双向密封阀91关闭，打开第一放气阀51，使第一气囊12a中的气体排出至第一气体回收容器5a中，同时控制器控制第二换向阀62和第二双向密封阀92开启，使液压泵4驱动储气罐3中的气体经第二换向阀62、第二双向密封阀92和第二充气阀13b充入第二气囊12b，由于储油罐2与第一囊式蓄能器1a和第二囊式蓄能器1b均连通，故此时储油罐2中的油液在第二气囊12b充气过程中体积膨胀并压缩第二壳体11b内充入的油液排出第二壳体11b至储油罐2中，从而由于压力作用而使储油罐2中的油液被加速充入第一壳体11a中，使第一气囊12a加速放气，直至第一压力传感器7a的实时压力降为最小设定值pmin时，通过控制器控制第一放气阀51关闭，使第一气囊12a的压力保持在pmin；
S2-4、持续通过第二压力传感器7b检测第二气囊12b内的压力，当检测第二压力传感器7b的实时压力达到最大设定值pmax时，则控制器控制第二换向阀62、第二双向密封阀92关闭，打开第二放气阀52，使第二气囊12b中的气体排出至第二气体回收容器5a中，同时控制器控制第一换向阀61、第一双向密封阀91开启，使液压泵4驱动储气罐3中的气体经第一换向阀61、第一双向密封阀91和第一充气阀13a充入第一气囊12a，此时储油罐2中油液被加速充入第二壳体11b中，使第二气囊12b加速放气，直至第二压力传感器7b的实时压力降为最小设定值pmin时，通过控制器控制第二放气阀52关闭，使第二气囊12b的压力保持在pmin；
S2-5、循环执行S2-3~步骤S2-4，记录循环动作次数直至第一气囊12a和第二气囊12b失效破损，则得到第一气囊12a和第二气囊12b最终的疲劳寿命。
为保持第一气囊12a和第二气囊12b具有更好的保压效果，故在第一放气阀51和第一双向密封阀91同时开启或关闭，第二放气阀52和第二双向密封阀92同时开启或关闭。
本实施例中控制器根据第一压力传感器7a和第二压力传感器7b反馈的压力值来控制各放气阀和换向阀的开启或关闭，故第一囊式蓄能器1a的第一气囊2a和第二囊式蓄能器1b的第二气囊12b均在压力pmax至pmin之间实现反复交替充放动作，大大提高了动作效率，降低了试验耗能。
本实施例中仅给出了两个囊式蓄能器的气囊疲劳寿命测试，本领域的技术人员也可以以此实施例类推，得到两个以上囊式蓄能器的气囊疲劳寿命测试系统和测试方法，在此不再展开赘述。

Claims (10)

1.一种橡胶气囊疲劳寿命测试系统，用于对第一囊式蓄能器(1a)的第一气囊(12a)进行疲劳寿命测试，所述的第一囊式蓄能器(1a)包括第一壳体(11a)、位于第一壳体(11a)内部的第一气囊(12a)、位于第一壳体(11a)顶部并与第一气囊(12a)相连通的第一充气阀(13a)和位于第一壳体(11a)底部的第一控制阀(14a)，其特征在于：所述橡胶气囊疲劳寿命测试系统包括有
储油罐(2)，通过第一油路管道(21)与第一控制阀(14a)相连接，该储油罐(2)内部存储有能在自身重力作用下自动充入至第一囊式蓄能器(1a)的第一壳体(11a)内的油液；
储气罐(3)，通过第一气体管道(31)与所述第一充气阀(13a)相连接；
液压泵(4)，由电机(41)驱动，所述液压泵(4)连接储气罐(3)，用于驱动所述储气罐(3)中的气体充入第一气囊(12a)；
气体回收容器，通过第二气体管道(32)与所述第一气囊(12a)相连通，在该第二气体管道(32)上安装有第一放气阀(51)；以及
第一换向阀(61)，设于所述第一气体管道(31)上，在第一气囊(12a)内的压力达到能压缩第一壳体(11a)内的油液排出第一壳体(11a)的状态下而处于关闭。
2.根据权利要求1所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统，其特征在于：还包括用于检测第一气囊(12a)内压力的第一压力传感器(7a)和与第一压力传感器(7a)相连接的控制器，所述控制器还与所述电机(41)、第一放气阀(51)和第一换向阀(61)相连接，所述控制器被配置成：控制所述电机(41)工作，并根据所述第一压力传感器(7a)的检测结果以控制第一放气阀(51)和第一换向阀(61)进行相应动作。
3.根据权利要求2所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统，其特征在于：还同时用于对第二囊式蓄能器(1b)的第二气囊(12b)进行疲劳寿命测试，所述第二囊式蓄能器(1b)包括第二壳体(11b)、位于第二壳体(11b)内部的第二气囊(12b)、位于第二壳体(11b)顶部并与第二气囊(12b)相连通的第二充气阀(13b)和位于第二壳体(11b)底部的第二控制阀(14b)，所述第二充气阀(13b)通过第三气体管道(33)与所述储气罐(3)相连接，所述第三气体管道(33)上还设置有第二换向阀(62)，所述第二控制阀(14b)通过第二油路管道(22)与所述储油罐(2)相连接，所述储油罐(2)内部的油液能在自身重力作用下通过第二油路管道(22)自动充入至第二囊式蓄能器(1b)的第二壳体(11b)内，且所述第二气囊(12b)通过第四气体管道(34)与气体回收容器相连接，在所述第四气体管道(34)上安装有第二放气阀(52)。
4.根据权利要求3所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统，其特征在于：所述气体回收容器包括有第一气体回收容器(5a)和第二气体回收容器(5b)，所述第一气囊(12a)通过所述第二气体管道(32)与所述第一气体回收容器(5a)相连接，所述第二气囊(12b)通过所述第四气体管道(34)与所述第二气体回收容器(5b)相连接。
5.根据权利要求3或4所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统，其特征在于：还包括用于检测第二气囊(12b)内压力的第二压力传感器(7b)，所述第二压力传感器(7b)与所述控制器相连接，所述控制器还与所述第二放气阀(52)和第二换向阀(62)相连接，并被配置成：并根据所述第二压力传感器(7b)的检测结果以控制第二放气阀(52)和第二换向阀(62)进行相应动作。
6.根据权利要求5所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统，其特征在于：所述第一气体管道(31)上设置有第一双向密封阀(91)，所述第三气体管道(33)上设置有第二双向密封阀(92)，所述第一双向密封阀(91)和第二双向密封阀(92)均与所述控制器相连接。
7.根据权利要求5所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统，其特征在于：所述储气罐(3)还通过第五气体管道(35)与第一充气阀(13a)和第二充气阀(13b)均相连通，所述第五气体管道(35)上还设置有与所述控制器相连接的第三换向阀(63)。
8.根据权利要求7所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统，其特征在于：所述第五气体管道(35)在位于第三换向阀(63)和储气罐(3)之间还设置有单向阀(10)，在所述第三换向阀(63)打开的状态下，该单向阀(10)仅允许气体从储气罐(3)向第一充气阀(13a)和第二充气阀(13b)流动。
9.一种应用上述权利要求1或2所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、打开第一控制阀(14a)和第一充气阀(13a)，所述储油罐(2)中的油液在自身重力作用下经所述第一控制阀(14a)自动充入至第一囊式蓄能器(1a)的第一壳体(11a)内，直至充满第一壳体(11a)；
步骤2、开启电机(41)和第一换向阀(61)，使液压泵(4)驱动储气罐(3)中的气体经所述第一换向阀(61)和第一充气阀(13a)充入第一气囊(12a)；
步骤3、随着第一气囊(12a)内的气体增多，所述第一气囊(12a)体积膨胀并逐渐压缩第一壳体(11a)内充入的油液；
步骤4、当第一气囊(12a)内的气体压力增大到气-液平衡被打破时，所述第一壳体(11a)内的油液经所述第一控制阀(14a)排出第一壳体(11a)至储油罐(2)中，当第一壳体(11a)内的油液全部排出后关闭第一换向阀(61)，打开第一放气阀(51)，使第一气囊(12a)中的气体排出至气体回收容器中；
步骤5、所述储油罐(2)中的油液在自身重力作用下重新回流至第一囊式蓄能器(1a)的第一壳体(11a)内；
步骤6、循环执行步骤2~步骤5，记录循环动作次数直至第一气囊(12a)失效破损，则得到第一气囊(12a)最终的疲劳寿命。
10.一种应用上述权利要求7或8所述的橡胶气囊疲劳寿命测试系统的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、执行预充气阶段，将第一气囊(12a)内和第二气囊(12b)内的气体压力保持为预充气设定值；
具体步骤为：
S1-1、打开第一控制阀(14a)、第一充气阀(13a)、第二充气阀(13b)和第二控制阀(14b)，所述储油罐(2)中的油液在自身重力作用下经所述第一控制阀(14a)、第二控制阀(14b)自动充入至第一囊式蓄能器(1a)的第一壳体(11a)、第二囊式蓄能器(1b)的第二壳体(11b)内，直至充满第一壳体(11a)、第二壳体(11b)；
S1-2、开启电机(41)和第三换向阀(63)，使液压泵(4)驱动储气罐(3)中的气体经所述第三换向阀(63)和第一充气阀(13a)充入第一气囊(12a),同时储气罐(3)中的气体经所述第三换向阀(63)和第二充气阀(13b)充入第二气囊(12b)；
S1-3、第一压力传感器(7a)和第二压力传感器(7b)分别采集第一气囊(12a)和第二气囊(12b)内部的压力，当第一压力传感器(7a)和第二压力传感器(7b)的压力均达到预充气设定值后，控制器控制第三换向阀(63)断电，完成预充气阶段；
S2、执行第一气囊(12a)和第二气囊(12b)的疲劳寿命测试；
具体步骤为：
S2-1、开启第一换向阀(61)，使液压泵(4)驱动储气罐(3)中的气体经所述第一换向阀(61)和第一充气阀(13a)继续充入第一气囊(12a)，随着第一气囊(12a)内的气体增多，所述第一气囊(12a)体积膨胀并压缩第一壳体(11a)内充入的油液；
S2-2、当第一气囊(12a)内的气体压力增大到气-液平衡被打破时，所述第一壳体(11a)内的油液经所述第一控制阀(14a)排出第一壳体(11a)至储油罐(2)中；
S2-3、持续通过第一压力传感器(7a)检测第一气囊(12a)内的压力，当第一压力传感器(7a)的实时压力达到最大设定值pmax时，则通过控制器控制第一换向阀(61)关闭，打开第一放气阀(51)，使第一气囊(12a)中的气体排出至气体回收容器中，同时控制器控制第二换向阀(62)开启，使液压泵(4)驱动储气罐(3)中的气体经所述第二换向阀(62)和第二充气阀(13b)充入第二气囊(12b)，此时所述储油罐(2)中的油液被加速充入第一壳体(11a)中，使第一气囊(12a)加速放气，直至第一压力传感器(7a)的实时压力降为最小设定值pmin时，通过控制器控制第一放气阀(51)关闭，使第一气囊(12a)的压力保持在pmin；
S2-4、持续通过第二压力传感器(7b)检测第二气囊(12b)内的压力，当检测第二压力传感器(7b)的实时压力达到最大设定值pmax时，则控制器控制第二换向阀(62)关闭，打开第二放气阀(52)，使第二气囊(12b)中的气体排出至气体回收容器中，同时控制器控制第一换向阀(61)开启，使液压泵(4)驱动储气罐(3)中的气体经所述第一换向阀(61)和第一充气阀(13a)充入第一气囊(12a)，此时所述储油罐(2)中油液被加速充入第二壳体(11b)中，使第二气囊(12b)加速放气，直至第二压力传感器(7b)的实时压力降为最小设定值pmin时，通过控制器控制第二放气阀(52)关闭，使第二气囊(12b)的压力保持在pmin；
S2-5、循环执行S2-3~步骤S2-4，记录循环动作次数直至第一气囊(12a)和第二气囊(12b)失效破损，则得到第一气囊(12a)和第二气囊(12b)最终的疲劳寿命。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196772A (zh) * 2014-08-15 2014-12-10 成都兴博达精密机械有限公司 一种循环式液压油箱结构及其使用方法
CN206670876U (zh) * 2017-03-23 2017-11-24 重庆磊拓医疗器械有限公司 一种医用套囊疲劳测试系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166478A (en) * 1977-12-21 1979-09-04 Kazuo Sugimura Accumulator having a bladder to be filled with liquid
CN204716645U (zh) * 2015-04-24 2015-10-21 郭坚 一种用于液压机构的气囊蓄能器
CN204900366U (zh) * 2015-08-25 2015-12-23 奉化市东升液压气动制造有限公司 一种蓄能器胶囊
CN107654424A (zh) * 2017-10-23 2018-02-02 李磊 一种安全型囊式蓄能装置
DE102021102991B3 (de) * 2021-02-09 2022-02-10 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Betreiben eines hydropneumatischen Blasenspeichers
CN113295438B (zh) * 2021-05-07 2023-05-16 中国第一汽车股份有限公司 一种用于空气悬架气囊耐久试验的测试系统及测试方法
CN114017399A (zh) * 2021-11-08 2022-02-08 江明香 一种气囊式蓄能器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196772A (zh) * 2014-08-15 2014-12-10 成都兴博达精密机械有限公司 一种循环式液压油箱结构及其使用方法
CN206670876U (zh) * 2017-03-23 2017-11-24 重庆磊拓医疗器械有限公司 一种医用套囊疲劳测试系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
挖掘机偏载条件下疲劳动态加载装置仿真研究;孙 波等;《实验技术与管理》;第39卷(第1期);第113-117页和141页 *

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