CN121185786A - 一种管件抗疲劳测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管件抗疲劳测试设备，包括第一夹持机构、负载机构以及第二夹持机构，所述第一夹持机构包括旋转组件和第一夹持组件，所述旋转组件与第一夹持组件传动连接，用于驱动第一夹持组件旋转，所述第二夹持机构包括升降组件和第二夹持组件，所述升降组件与第二夹持组件连接，用于驱动第二夹持组件上升或下降，所述负载机构包括配重块和转动杆，所述转动杆装配在配重块上，配重块与升降滑板拆卸式连接，便于拆卸并更换不同重量的配重块，工作人员能够根据不同种类的软管设置不同负载，从而提高软管抗疲劳测试的准确性和可靠性，转动杆与配重块拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同孔径的转动杆，以适应不同直径大小的软管。

Description

一种管件抗疲劳测试设备

技术领域

本发明涉及软管抗疲劳测试设备技术领域，具体为一种管件抗疲劳测试设备。

背景技术

软管作为一种广泛应用于各类工业和民用领域的柔性管道部件，其在实际使用过程中，会频繁地承受交变载荷、弯曲、拉伸、压缩等多种复杂力学作用；

软管抗疲劳U型测试设备是用于评估软管在反复弯曲应力下耐疲劳性、柔韧性和失效模式的专业设备，其核心功能是通过模拟U型弯曲工况，结合高精度驱动、智能控制及数据记录系统，为软管的质量控制与研发提供可靠依据，软管抗疲劳U型测试设备通过模拟软管在实际使用中反复弯曲的工况，对其施加可控的U型弯曲应力，以检测其结构稳定性、耐疲劳寿命及失效模式，测试过程中，设备会记录弯曲次数、角度、应力等参数，直至软管出现裂纹、断裂或性能衰减至失效标准，从而评估其抗疲劳性能；

然而，在现有的软管抗疲劳测试设备技术领域中，绝大多数设备均未配置旋转组件，这一设计缺陷导致在实际开展软管抗疲劳测试工作时，测试范围被严重受限，由于软管只能保持固定姿态，使得测试仅能针对软管的单一表面进行，而软管在实际应用场景中，其各个表面均会承受不同方向和程度的力，这种仅对单一面测试的方式无法全面、真实地模拟软管在实际使用过程中所面临的复杂受力状况，进而难以准确评估软管整体的抗疲劳性能；

并且在软管抗疲劳测试领域，不同种类的软管在材质、规格、使用场景等方面存在差异，其所能承受的负载也不同，但是在传统的软管抗疲劳测试设备中，其负载通常是固定不可调节的，这种设计缺陷导致在实际测试过程中，工作人员无法根据不同种类软管的具体特性，灵活地设置与之相匹配的负载条件，通用性较差，例如，对于一些承受负载能力较弱的塑料软管，若使用传统设备进行测试，可能会因负载过大而直接损坏软管，无法准确获取其真实的抗疲劳性能数据；而对于高强度的金属软管，传统设备的固定负载又可能无法充分激发其潜在的疲劳问题，导致测试结果不准确；

传统的软管抗疲劳测试设备在面对不同种类或者是不同规格的软管测试时，工作人员需要借助其他设备来完成测试任务，这不仅增加了测试成本，包括设备的购置、维护以及场地占用等方面的费用，还延长了测试周期，降低了测试效率。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种管件抗疲劳测试设备，能有效的解决背景技术提出的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管件抗疲劳测试设备，包括第一夹持机构、负载机构以及第二夹持机构；

所述第一夹持机构包括旋转组件和第一夹持组件，所述旋转组件与第一夹持组件传动连接，用于驱动第一夹持组件旋转；

所述第二夹持机构包括升降组件和第二夹持组件，所述升降组件与第二夹持组件连接，用于驱动第二夹持组件上升或下降；

所述负载机构包括配重块和转动杆，所述转动杆装配在配重块上，所述配重块与升降滑板拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同重量的配重块，所述转动杆与配重块拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同孔径的转动杆；

其中，软管的一端装夹在第一夹持组件上，另一端绕过转动杆后装夹在第二夹持组件上，使得软管整体呈U形状，升降组件驱动第二夹持组件上升，并使软管克服配重块的重力并带动其做上升运动，旋转组件驱动第一夹持组件旋转，进而带动软管与之同步转动，使软管的周面依次与转动杆发生接触。

更进一步地，所述负载机构还包括升降导轨和升降滑板，升降滑板设有与升降导轨滑动配合的滑块，配重块装配在升降滑板上并与之同步升降。

更进一步地，所述升降导轨设有用于限制升降滑板滑动位移的限位凸块，以防止升降滑板脱离升降导轨。

更进一步地，所述升降滑板设有沿其长度方向延伸的导向槽，导向槽用于为配重块的移动提供导向路径，所述配重块设有与导向槽相适配的导向块，使配重块能够通过导向块与导向槽的滑动配合以调节其在升降滑板上的位置。

更进一步地，所述配重块上设有轴孔，轴孔内部嵌设有轴承，转动杆的一端与轴承的内圈过盈配合，使得转动杆能够相对于配重块进行转动。

更进一步地，所述旋转组件包括旋转驱动件及旋转轴，第一夹持组件装配在旋转轴上，其中，旋转驱动件驱动旋转轴转动，使得旋转轴带动第一夹持组件及软管做旋转运动。

更进一步地，所述升降组件包括升降驱动件及机器手，第二夹持组件装配在机器手上，其中，升降驱动件驱动机器手运动，使得机器手带动第二夹持组件及软管做垂直方向上的升降运动。

更进一步地，所述第二夹持组件与机器手转动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、旋转组件驱动第一夹持组件旋转，进而带动软管与之同步转动，使软管的周面依次与转动杆发生接触，通过配重块提供的负载，令软管的每一个面能够模拟实际使用中的受力情况，由于软管在U形状态下，其周面不断经历模拟实际受力过程，这种反复的受力变化会使软管产生疲劳效应，从而实现对软管周面进行抗疲劳U形测试；

2、配重块与升降滑板拆卸式连接，便于拆卸并更换不同重量的配重块，工作人员能够根据不同种类的软管设置不同负载，从而提高软管抗疲劳测试的准确性和可靠性；

3、转动杆与配重块拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同孔径的转动杆，以适应不同直径大小的软管。

附图说明

图1为一种软管抗疲劳U型测试设备的平面图；

图2为一种软管抗疲劳U型测试设备的立体图；

图3为图2中A部分的结构放大图；

图4为升降滑板、配重块、转动杆的组装图。

图中标号：

1、软管；2、旋转组件；3、第一夹持组件；4、转动杆；5、升降导轨；6、升降组件；7、导向槽；8、配重块；9、螺纹槽；10、滑块；11、升降滑板；12、机器手；13、升降驱动件；14、第二夹持组件；15、安装支架；16、旋转座；17、限位凸块；18、旋转驱动件。

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。

如图1-4所示，本发明提供了一种管件抗疲劳测试设备，包括机架，所述机架上装配有第一夹持机构、负载机构以及第二夹持机构；

所述第一夹持机构包括旋转组件2和第一夹持组件3，所述旋转组件2与第一夹持组件3传动连接，用于驱动第一夹持组件3旋转；

所述第二夹持机构包括升降组件6和第二夹持组件14，所述升降组件6与第二夹持组件14连接，用于驱动第二夹持组件14上升或下降；

所述负载机构包括配重块8和转动杆4，所述转动杆4装配在配重块8上，配重块8用于为软管1提供负载以模拟实际使用中的受力情况；

其中，软管1的一端装夹在第一夹持组件3上，另一端绕过转动杆4后装夹在第二夹持组件14上，配重块8处于悬吊状态，受重力作用具有向下滑动的趋势，软管1绕过转动杆4的部分与转动杆4接触，该接触部分对配重块8产生支撑力，使配重块8静止，此时，软管1因两端装夹及配重块8的拉力作用整体呈U形状，为软管1抗疲劳测试提供准确的负载条件，升降组件6驱动第二夹持组件14上升，并使软管1克服配重块8的重力，并带动配重块8做上升运动，与此同时，第一夹持组件3被设计为相对机架固定不动，当第二夹持组件14上升，装夹在其一端的软管1会随着上升，而装夹在固定不动的第一夹持组件3上的另一端则保持位置不变，如此一来，软管1就会相对另一端产生上升运动，模拟软管1在实际使用中的拉伸、弯曲变形等工况；

更为优选地，负载机构还包括升降导轨5和升降滑板11，所述升降导轨5装配在机架上，所述升降导轨5沿机架的高度方向延伸设置，升降滑板11设有与升降导轨5滑动配合的滑块10，配重块8装配在升降滑板11上并与之同步升降，升降导轨5和升降滑板11的设计能够起到导向的作用效果，以确保配重块8以垂直的方向进行升降运动，与此同时，升降导轨5的顶端与末端均设有限位凸块17，限位凸块17用于限制升降滑板11的滑动位移，并防止升降滑板11脱离升降导轨5。

由于不同种类的软管1在材质、规格、使用场景等方面存在差异，其所能承受的负载也不同，因此在本实施例中，配重块8与升降滑板11拆卸式连接，便于拆卸并更换不同重量的配重块8，工作人员能够根据不同种类的软管1设置不同负载，从而提高软管1抗疲劳测试的准确性和可靠性；

更为优选地，所述升降滑板11设有沿其长度方向延伸的导向槽7，导向槽7用于为配重块8的移动提供导向路径，所述配重块8设有与导向槽7相适配的导向块，使配重块8能够通过导向块与导向槽7的滑动配合以调节其在升降滑板11上的位置，其中，配重块8还设有螺纹槽9，通过对配重块8位置的调节，能够改变软管1所承受的拉力分布以及整体受力状态，在实际操作中，根据软管1的材质、直径、长度等特性，将配重块8调整至预设位置，使软管1在绕过转动杆4时，其弯曲弧度更加均匀、合理，减少软管1与转动杆4之间的摩擦和卡顿，从而让软管1更顺利、贴合地绕在转动杆4上，确保后续测试或使用过程中软管1状态的稳定性和准确性，接着将锁紧螺母旋入螺纹槽9，令锁紧螺母的端面与升降滑板11的表面相接触，继续旋紧锁紧螺母，利用锁紧螺母与升降滑板11之间产生的摩擦力使配重块8与升降滑板11相对固定，从而有效限制配重块8在升降滑板11上的位置，防止其在工作过程中发生意外移动。

所述转动杆4与配重块8拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同孔径的转动杆4，以适应不同直径大小的软管1，所述转动杆4与配重块8转动连接，所述配重块8上设有轴孔，轴孔内部嵌设有轴承，转动杆4的一端与轴承的内圈过盈配合，使得转动杆4能够相对于配重块8进行转动，在软管1上升或下降过程中，由于转动杆4可相对配重块8转动，能将软管1与转动杆4间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，有效减少软管1表面的磨损；

旋转组件2驱动第一夹持组件3旋转，进而带动软管1与之同步转动，使软管1的周面依次与转动杆4发生接触，通过配重块8提供的负载，令软管1的每一个面能够模拟实际使用中的受力情况，由于软管1在U形状态下，其周面不断经历模拟实际受力过程，这种反复的受力变化会使软管1产生疲劳效应，从而实现对软管1周面进行抗疲劳U形测试，在本实施例中，旋转组件2包括旋转驱动件18及旋转轴，第一夹持组件3装配在旋转轴上，其中，旋转驱动件18驱动旋转轴转动，使得旋转轴带动第一夹持组件3及软管1做旋转运动；

在本实施例中，升降组件6包括升降驱动件13及机器手12，第二夹持组件14装配在机器手12上，其中，机器手12为六轴机器手12，升降驱动件13驱动机器手12运动，使得机器手12带动第二夹持组件14及软管1做垂直方向上的升降运动，所述第二夹持组件14与机器手12转动连接，所述机器手12设有与之相连的安装支架15，安装支架15设有与之转动连接的旋转座16，所述第二夹持组件14装配在旋转座16上，安装支架15上设有轴孔，轴孔内部嵌设有轴承，旋转座16的底端与轴承的内圈过盈配合，使得第二夹持组件14能够相对于安装支架15进行转动，在实际测试过程中，旋转驱动件18驱动旋转轴转动，旋转轴带动第一夹持组件3及软管1同步转动，软管1在转动过程中，其一端通过第一夹持组件3的旋转带动，另一端因与第二夹持组件14相连，且第二夹持组件14可相对安装支架15转动，在软管1转动产生的拉力和摩擦力等相互作用下，旋转座16随之转动，进而实现软管1两端的同步转动；

需要明确指出，本技术方案中的机器手12、第一夹持组件3、第二夹持组件14和旋转组件2均为机械工程领域的常规技术构件，机器手12的具体自由度数量和配置方式、夹持组件采用的钳式或吸附式等夹持方式、旋转组件2的电机直驱或减速器传动等传动机制，这些具体的结构形式和工作原理并非本技术方案的创新核心，在实际应用中，市场上任何能够实现相同或类似功能效果的现有结构或技术，都能够替代本技术方案中的相应组件，且不会影响整体技术方案的实施和预期效果的达成。

工作原理：

将软管1的一端装夹在第一夹持组件3上，另一端绕过转动杆4后装夹在第二夹持组件14上，配重块8处于悬吊状态，受重力作用具有向下滑动的趋势，软管1绕过转动杆4的部分与转动杆4接触，该接触部分对配重块8产生支撑力，当支撑力与配重块8的重力达到平衡时，配重块8静止，在此状态下，软管1因两端受到装夹约束以及配重块8的拉力作用，整体呈现出U形状，为软管1抗疲劳测试提供准确的负载条件；

升降组件6驱动第二夹持组件14上升，由于第一夹持组件3被设计为相对机架固定不动，因此当第二夹持组件14上升，装夹在其一端的软管1会随着上升，并使软管1克服配重块8的重力，并带动配重块8做上升运动，而装夹在固定不动的第一夹持组件3上的另一端则保持位置不变，如此一来，软管1就会相对另一端产生上升运动，模拟软管1在实际使用中的拉伸、弯曲变形等工况，通过控制升降组件6的上升速度和距离，可以模拟不同强度和频率的拉伸变形，从而测试软管1的抗疲劳性能；

旋转驱动件18驱动旋转轴转动，旋转轴带动第一夹持组件3及软管1同步转动，软管1在转动过程中，其一端通过第一夹持组件3的旋转带动，另一端因与第二夹持组件14相连，且第二夹持组件14可相对安装支架15转动，在软管1转动产生的拉力和摩擦力等相互作用下，旋转座16随之转动，进而实现软管1两端的同步转动，随着软管1的旋转，其周面会依次与转动杆4发生接触，在配重块8提供的负载作用下，令软管1的每一个面能够模拟实际使用中的受力情况，由于软管1在U形状态下，其周面不断经历模拟实际受力过程，这种反复的受力变化会使软管1产生疲劳效应，从而实现对软管1周面进行抗疲劳U形测试。

与传统技术相比：

1、旋转组件2驱动第一夹持组件3旋转，进而带动软管1与之同步转动，使软管1的周面依次与转动杆4发生接触，通过配重块8提供的负载，令软管1的每一个面能够模拟实际使用中的受力情况，由于软管1在U形状态下，其周面不断经历模拟实际受力过程，这种反复的受力变化会使软管1产生疲劳效应，从而实现对软管1周面进行抗疲劳U形测试；

2、配重块8与升降滑板11拆卸式连接，便于拆卸并更换不同重量的配重块8，工作人员能够根据不同种类的软管1设置不同负载，从而提高软管1抗疲劳测试的准确性和可靠性；

3、转动杆4与配重块8拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同孔径的转动杆4，以适应不同直径大小的软管1。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，包括第一夹持机构、负载机构以及第二夹持机构；

所述第一夹持机构包括旋转组件和第一夹持组件，所述旋转组件与第一夹持组件传动连接，用于驱动第一夹持组件旋转；

所述第二夹持机构包括升降组件和第二夹持组件，所述升降组件与第二夹持组件连接，用于驱动第二夹持组件上升或下降；

所述负载机构包括配重块和转动杆，所述转动杆装配在配重块上，所述配重块与升降滑板拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同重量的配重块，所述转动杆与配重块拆卸式连接，以便于拆卸并更换不同孔径的转动杆；

其中，软管的一端装夹在第一夹持组件上，另一端绕过转动杆后装夹在第二夹持组件上，使得软管整体呈U形状，升降组件驱动第二夹持组件上升，并使软管克服配重块的重力并带动其做上升运动，旋转组件驱动第一夹持组件旋转，进而带动软管与之同步转动，使软管的周面依次与转动杆发生接触。

2.根据权利要求1所述的一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，所述负载机构还包括升降导轨和升降滑板，升降滑板设有与升降导轨滑动配合的滑块，配重块装配在升降滑板上并与之同步升降。

3.根据权利要求2所述的一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，所述升降导轨设有用于限制升降滑板滑动位移的限位凸块，以防止升降滑板脱离升降导轨。

4.根据权利要求2所述的一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，所述升降滑板设有沿其长度方向延伸的导向槽，导向槽用于为配重块的移动提供导向路径，所述配重块设有与导向槽相适配的导向块，使配重块能够通过导向块与导向槽的滑动配合以调节其在升降滑板上的位置。

5.根据权利要求1所述的一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，所述配重块上设有轴孔，轴孔内部嵌设有轴承，转动杆的一端与轴承的内圈过盈配合，使得转动杆能够相对于配重块进行转动。

6.根据权利要求1所述的一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，所述旋转组件包括旋转驱动件及旋转轴，第一夹持组件装配在旋转轴上，其中，旋转驱动件驱动旋转轴转动，使得旋转轴带动第一夹持组件及软管做旋转运动。

7.根据权利要求1所述的一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，所述升降组件包括升降驱动件及机器手，第二夹持组件装配在机器手上，其中，升降驱动件驱动机器手运动，使得机器手带动第二夹持组件及软管做垂直方向上的升降运动。

8.根据权利要求7所述的一种管件抗疲劳测试设备，其特征在于，所述第二夹持组件与机器手转动连接。