本發(fā)明屬于理化測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種對(duì)雙卡套接頭及鋼管進(jìn)行彎曲疲勞性能檢測(cè)的雙卡套接頭彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)：

雙卡套接頭由美國(guó)人佛瑞德A.雷能在1947年發(fā)明。對(duì)比于螺紋、擴(kuò)孔、單卡套等接頭形式，雙卡套管接頭是一種兼顧密封及安全的小口徑管道連接件。雙卡套管接頭有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)承受高達(dá)管子爆破的壓力而不泄漏。

(2)可用于真空及高壓液體系統(tǒng)。

(3)可在低溫狀態(tài)下工作保證密封，也可在管子的最高額定溫度下持久的密封。

(4)可重復(fù)拆裝且保證密封。

雙卡套管接頭具有如上優(yōu)點(diǎn)，如今已廣泛地應(yīng)用于核電、儀器儀表、石油化工、電力等行業(yè)。尤其在對(duì)材料性能要求極高的核電領(lǐng)域，但同時(shí)，苛刻的使用條件和對(duì)安全性的極高要求，必然要求對(duì)類似材料的性能要深入了解，因此，就需要對(duì)材料進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)，以便掌握其性能；目前在核級(jí)產(chǎn)品檢測(cè)過(guò)程中，依據(jù)國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，彎曲疲勞試驗(yàn)是衡量卡套接頭組件在使用過(guò)程中密封性能及組件強(qiáng)度的關(guān)鍵參數(shù)。如今在國(guó)內(nèi)沒有特別適用于雙卡套管接頭的彎曲疲勞檢測(cè)試驗(yàn)機(jī)，相關(guān)產(chǎn)品的檢測(cè)目前利用振動(dòng)裝置或其他油缸形式結(jié)構(gòu)，因鋼管彎曲位移較小，要求精度高，采用油缸、氣缸等結(jié)構(gòu)控制精度不易完成位移控制，而且往往常規(guī)疲勞試驗(yàn)機(jī)，只具單一位移疲勞試驗(yàn)，不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)變測(cè)量及控制，加壓等功能。綜上所述，目前進(jìn)行接頭及鋼管彎曲疲勞性能試驗(yàn)機(jī)僅能實(shí)現(xiàn)單一的位移控制，且精確度不高，應(yīng)力調(diào)節(jié)效率不高，控制位移精準(zhǔn)度低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度差，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種雙卡套接頭彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，可以對(duì)帶雙卡接頭的鋼管進(jìn)行彎曲疲勞測(cè)試，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的：一種雙卡套接頭彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征是：包括帶有水平滑道的上平臺(tái)、帶有圓弧形滑道的下平臺(tái)和連接上平臺(tái)與下平臺(tái)的立柱，以及用于夾持被測(cè)試件兩端的上鎖緊裝置和下鎖緊裝置；

所述上鎖緊裝置下端固定在校準(zhǔn)平臺(tái)上，所述校準(zhǔn)平臺(tái)可在絲杠的驅(qū)動(dòng)下在滑道上滑動(dòng)；所述下鎖緊裝置下端固定在圓弧形移動(dòng)平臺(tái)上，所述圓弧形移動(dòng)平臺(tái)可在凸輪及凸輪傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下沿圓弧形滑道滑動(dòng)；

還包括為被測(cè)試件提供壓力的液壓系統(tǒng)、用于測(cè)試被測(cè)試件應(yīng)力變化的應(yīng)變片以及電控柜。

進(jìn)一步的：所述應(yīng)變片與應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)相連接。

進(jìn)一步的：所述液壓系統(tǒng)通過(guò)壓力管與被測(cè)試件連接。

進(jìn)一步的：所述圓弧形滑道的圓心為被測(cè)試件位于上鎖緊裝置下平面的中心。

進(jìn)一步的：所述電控柜上設(shè)有液壓系統(tǒng)控制開關(guān)和液壓系統(tǒng)指示燈以及電機(jī)控制開關(guān)和電機(jī)運(yùn)行指示燈。

進(jìn)一步的：所述被測(cè)試件為帶有卡套的鋼管，所述應(yīng)變片中心位于距被測(cè)試件上部卡套下沿下方2－8mm。

進(jìn)一步的：所述應(yīng)變片中心位于距被測(cè)試件上部卡套下沿下方4.6mm。

進(jìn)一步的：還包括壓力測(cè)試裝置。

進(jìn)一步的：在電控柜上還設(shè)有觸控顯示屏。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

1.上平臺(tái)上設(shè)有水平滑道，可以精確調(diào)節(jié)被測(cè)試件水平位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被檢試件初始狀態(tài)應(yīng)力符合要求。

2.通過(guò)應(yīng)變采集系統(tǒng)的監(jiān)視，穩(wěn)步調(diào)整下鎖緊裝置的位移，使被檢試件達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)變并記錄位移，從而有效保證了實(shí)驗(yàn)在恒定應(yīng)力下進(jìn)行，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3.通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)及滑道連接下鎖緊裝置，保證位移精度。

4.本發(fā)明具有軸向調(diào)節(jié)功能，可實(shí)現(xiàn)試件的長(zhǎng)度補(bǔ)償，降低試件長(zhǎng)度加工精度。

5.下平臺(tái)上安裝圓弧移動(dòng)平臺(tái)，確保試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)軸向附加應(yīng)力。

6.本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的A處剖視圖；

圖3是本發(fā)明的B處剖視圖；

圖4是本發(fā)明中被測(cè)試件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖符號(hào)說(shuō)明：

1、立柱，2、凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3、凸輪，4、凸輪傳動(dòng)系統(tǒng)，5、圓弧形移動(dòng)平臺(tái)，6、下平臺(tái)，7、圓弧形滑道，8、下鎖緊裝置，9、被測(cè)試件，10、應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)，11、應(yīng)變片，12、上平臺(tái)，13、絲杠，14、水平滑道，15、絲杠驅(qū)動(dòng)電機(jī)，16、校準(zhǔn)平臺(tái)，17、上鎖緊裝置，18、壓力管，19、液壓系統(tǒng)，20、電控柜，21、液壓系統(tǒng)控制開關(guān)及指示燈，22、電機(jī)控制開關(guān)及指示燈。

下面結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

具體實(shí)施方式

如圖1－4所示為本發(fā)明一種雙卡套接頭彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括帶有水平滑道14的上平臺(tái)12、帶有圓弧形滑道7的下平臺(tái)6和連接上平臺(tái)與下平臺(tái)的立柱1，以及用于夾持被測(cè)試件9兩端的上鎖緊裝置17和下鎖緊裝置8；

所述上鎖緊裝置下端固定在校準(zhǔn)平臺(tái)16上，所述校準(zhǔn)平臺(tái)可在帶有絲杠驅(qū)動(dòng)電機(jī)15的絲杠13的驅(qū)動(dòng)下在水平滑道上滑動(dòng)；所述下鎖緊裝置下端固定在圓弧形移動(dòng)平臺(tái)5上，所述圓弧形移動(dòng)平臺(tái)可在帶有凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的凸輪3及凸輪傳動(dòng)系統(tǒng)4的驅(qū)動(dòng)下沿圓弧形滑道滑動(dòng)；

還包括為被測(cè)試件提供壓力的液壓系統(tǒng)19，液壓系統(tǒng)通過(guò)壓力管18與被測(cè)試件連接；

用于測(cè)試和監(jiān)視被測(cè)試件應(yīng)力變化的應(yīng)變片11，應(yīng)變片與應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)10相連接，可通過(guò)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試和監(jiān)視被測(cè)試件應(yīng)力變化；

還包括電控柜20，液壓系統(tǒng)控制開關(guān)及指示燈21、電機(jī)控制開關(guān)機(jī)及指示燈22，還設(shè)有觸控顯示屏，可實(shí)現(xiàn)可視化操作，可進(jìn)行，試件彎曲應(yīng)變?cè)O(shè)定、運(yùn)行次數(shù)、壓力等參數(shù)的控制，進(jìn)行試件編號(hào)，安全警報(bào)燈參數(shù)功能設(shè)定，還可以實(shí)時(shí)顯示壓力時(shí)間曲線，位移時(shí)間曲線，應(yīng)變時(shí)間曲線等，以及保障應(yīng)變報(bào)警，超壓報(bào)警、掉壓停止、限位報(bào)警等功能的實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的：所述圓弧形滑道的圓心為被測(cè)試件位于上鎖緊裝置下平面的中心，也就是等于被測(cè)試件自由部分的長(zhǎng)度，這樣設(shè)置保證了當(dāng)下鎖緊裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，被測(cè)試件的長(zhǎng)度方向不會(huì)受到額外的應(yīng)力，從而保證了測(cè)試結(jié)果的精準(zhǔn)。

優(yōu)選的：所述被測(cè)試件為帶有卡套的鋼管，所述應(yīng)變片中心位于距被測(cè)試件上部卡套下沿下方2－8mm，特別優(yōu)選的是4.6mm。

為了更進(jìn)一步的了解本發(fā)明，下面對(duì)本發(fā)明的使用方法作出說(shuō)明：

如圖4所示，被測(cè)試件9包括卡套本體91、卡套螺母92、前卡套93和后卡套94，測(cè)試時(shí)中間為一段鋼管90，上下分別用雙卡套接頭連接壓力管和封堵，上部固定，稱為定端；下部可以相對(duì)移動(dòng)，稱為動(dòng)端。

用本發(fā)明進(jìn)行雙卡套接頭彎曲疲勞測(cè)試時(shí)，首先，將試件定端與上鎖緊裝置連接并通過(guò)校準(zhǔn)平臺(tái)間接置于水平滑道上，連接時(shí)上鎖緊裝置下平面與被測(cè)試件上部卡套下沿高度相一致，被測(cè)試件動(dòng)端與圓弧移動(dòng)平臺(tái)上的下鎖緊裝置連接，將應(yīng)變片固定在鋼管上同時(shí)應(yīng)變片與應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)連接，將應(yīng)變裝置清零；連接后，因?yàn)檫B接過(guò)程中鋼管會(huì)受到一定的力的作用，使其產(chǎn)生應(yīng)力，影響測(cè)試結(jié)果，因此必須削除產(chǎn)生的應(yīng)力，可通過(guò)驅(qū)動(dòng)絲杠沿滑道滑動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)上鎖緊裝置的相對(duì)位置，使應(yīng)變歸零，此時(shí)試件處于自由狀態(tài)。

然后，將加壓連接裝置連接到試件上，啟動(dòng)控制柜，按下壓力控制開關(guān)，對(duì)試件進(jìn)行注水和排氣，此時(shí)先不加壓。在控制界面上設(shè)定所要求的應(yīng)變值，如12MPa，循環(huán)次數(shù)，試驗(yàn)壓力等參數(shù)，開啟自動(dòng)功能，控制下部鎖緊裝置開始沿圓弧軌道進(jìn)行移動(dòng)，帶動(dòng)鋼管動(dòng)端移動(dòng)，使鋼管彎曲產(chǎn)生應(yīng)力，直至應(yīng)變到達(dá)預(yù)設(shè)應(yīng)變值后記錄位移讀數(shù)并回到零點(diǎn)。

最后，對(duì)試件進(jìn)行加壓，壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力并保持5min后，凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)和凸輪傳動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，使圓弧移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)，移動(dòng)位移為上一步驟記錄的位移讀數(shù)，當(dāng)彎曲次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)行，自動(dòng)卸壓，實(shí)驗(yàn)完畢。

本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以是觸控顯示屏，也可以內(nèi)置電腦，或采用現(xiàn)有技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)控制和顯示功能。在疲勞試驗(yàn)中，系統(tǒng)記錄應(yīng)變曲線、壓力曲線和位移曲線。試驗(yàn)結(jié)束后，打印試驗(yàn)報(bào)表。

在試驗(yàn)過(guò)程中若出現(xiàn)限位報(bào)警、應(yīng)變報(bào)警、壓力超過(guò)設(shè)定壓力10%或壓力下降至設(shè)定壓力50%時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，試驗(yàn)裝置停止運(yùn)行，當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，按下急停開關(guān)，電機(jī)停機(jī)，試驗(yàn)中斷。

需要說(shuō)明的是：

1、凸輪機(jī)構(gòu)和凸輪傳動(dòng)系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)，在本發(fā)明中將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成驅(qū)動(dòng)下鎖緊裝置往復(fù)移動(dòng)的動(dòng)力，具有實(shí)驗(yàn)精度高，傳動(dòng)可靠的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)變片與應(yīng)變采集測(cè)試系統(tǒng)同樣為現(xiàn)有技術(shù)。

2、經(jīng)過(guò)大量的鋼管疲勞損壞案例和利用本發(fā)明裝置實(shí)驗(yàn)可知，疲勞損毀絕大部分發(fā)生在定端卡套下方2－8mm，特別是定端卡套下方4.6mm處，故將所述應(yīng)變片中置于距被測(cè)試件上部卡套下沿下方2－8mm，特別優(yōu)選的是4.6mm處，可以使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被測(cè)試件的初始狀態(tài)是影響測(cè)試結(jié)果的主要因素，故此要格外重視，管材的長(zhǎng)度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響非常小，可以忽略。