本發(fā)明屬于理化測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種對雙卡套接頭及鋼管進行彎曲疲勞性能檢測的雙卡套接頭彎曲疲勞試驗機。

背景技術(shù)：

雙卡套接頭由美國人佛瑞德A.雷能在1947年發(fā)明。對比于螺紋、擴孔、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：

(1)承受高達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，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)。尤其在對材料性能要求極高的核電領(lǐng)域，但同時，苛刻的使用條件和對安全性的極高要求，必然要求對類似材料的性能要深入了解，因此，就需要對材料進行準(zhǔn)確可靠的檢測，以便掌握其性能；目前在核級產(chǎn)品檢測過程中，依據(jù)國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，彎曲疲勞試驗是衡量卡套接頭組件在使用過程中密封性能及組件強度的關(guān)鍵參數(shù)。如今在國內(nèi)沒有特別適用于雙卡套管接頭的彎曲疲勞檢測試驗機，相關(guān)產(chǎn)品的檢測目前利用振動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)疲勞試驗機，只具單一位移疲勞試驗，不能實現(xiàn)應(yīng)變測量及控制，加壓等功能。綜上所述，目前進行接頭及鋼管彎曲疲勞性能試驗機僅能實現(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，實驗結(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機，可以對帶雙卡接頭的鋼管進行彎曲疲勞測試，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

本發(fā)明是通過如下方式實現(xiàn)的：一種雙卡套接頭彎曲疲勞試驗機，其特征是：包括帶有水平滑道的上平臺、帶有圓弧形滑道的下平臺和連接上平臺與下平臺的立柱，以及用于夾持被測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)平臺上，所述校準(zhǔn)平臺可在絲杠的驅(qū)動下在滑道上滑動；所述下鎖緊裝置下端固定在圓弧形移動平臺上，所述圓弧形移動平臺可在凸輪及凸輪傳動系統(tǒng)的驅(qū)動下沿圓弧形滑道滑動；

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

進一步的：所述應(yīng)變片與應(yīng)力測試系統(tǒng)相連接。

進一步的：所述液壓系統(tǒng)通過壓力管與被測試件連接。

進一步的：所述圓弧形滑道的圓心為被測試件位于上鎖緊裝置下平面的中心。

進一步的：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)指示燈以及電機控制開關(guān)和電機運行指示燈。

進一步的：所述被測試件為帶有卡套的鋼管，所述應(yīng)變片中心位于距被測試件上部卡套下沿下方2－8mm。

進一步的：所述應(yīng)變片中心位于距被測試件上部卡套下沿下方4.6mm。

進一步的：還包括壓力測試裝置。

進一步的：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.上平臺上設(shè)有水平滑道，可以精確調(diào)節(jié)被測試件水平位置，進而實現(xiàn)被檢試件初始狀態(tài)應(yīng)力符合要求。

2.通過應(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，使被檢試件達到標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)變并記錄位移，從而有效保證了實驗在恒定應(yīng)力下進行，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3.通過凸輪機構(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，可實現(xiàn)試件的長度補償，降低試件長度加工精度。

5.下平臺上安裝圓弧移動平臺，確保試驗過程中無軸向附加應(yīng)力。

6.本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用壽命長的優(yōu)點。

附圖說明

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)明中被測試件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖符號說明：

1、立柱，2、凸輪驅(qū)動電機，3、凸輪，4、凸輪傳動系統(tǒng)，5、圓弧形移動平臺，6、下平臺，7、圓弧形滑道，8、下鎖緊裝置，9、被測試件，10、應(yīng)力測試系統(tǒng)，11、應(yīng)變片，12、上平臺，13、絲杠，14、水平滑道，15、絲杠驅(qū)動電機，16、校準(zhǔn)平臺，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、電機控制開關(guān)及指示燈。

下面結(jié)合附圖通過實例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明，但下述的實例僅僅是發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

具體實施方式

如圖1－4所示為本發(fā)明一種雙卡套接頭彎曲疲勞試驗機，包括帶有水平滑道14的上平臺12、帶有圓弧形滑道7的下平臺6和連接上平臺與下平臺的立柱1，以及用于夾持被測試件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16上，所述校準(zhǔn)平臺可在帶有絲杠驅(qū)動電機15的絲杠13的驅(qū)動下在水平滑道上滑動；所述下鎖緊裝置下端固定在圓弧形移動平臺5上，所述圓弧形移動平臺可在帶有凸輪驅(qū)動電機2的凸輪3及凸輪傳動系統(tǒng)4的驅(qū)動下沿圓弧形滑道滑動；

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

用于測試和監(jiān)視被測試件應(yīng)力變化的應(yīng)變片11，應(yīng)變片與應(yīng)力測試系統(tǒng)10相連接，可通過應(yīng)力測試系統(tǒng)測試和監(jiān)視被測試件應(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、電機控制開關(guān)機及指示燈22，還設(shè)有觸控顯示屏，可實現(xiàn)可視化操作，可進行，試件彎曲應(yīng)變設(shè)定、運行次數(shù)、壓力等參數(shù)的控制，進行試件編號，安全警報燈參數(shù)功能設(shè)定，還可以實時顯示壓力時間曲線，位移時間曲線，應(yīng)變時間曲線等，以及保障應(yīng)變報警，超壓報警、掉壓停止、限位報警等功能的實現(xiàn)。

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

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

為了更進一步的了解本發(fā)明，下面對本發(fā)明的使用方法作出說明：

如圖4所示，被測試件9包括卡套本體91、卡套螺母92、前卡套93和后卡套94，測試時中間為一段鋼管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；下部可以相對移動，稱為動端。

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

然后，將加壓連接裝置連接到試件上，啟動控制柜，按下壓力控制開關(guān)，對試件進行注水和排氣，此時先不加壓。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)，試驗壓力等參數(shù)，開啟自動功能，控制下部鎖緊裝置開始沿圓弧軌道進行移動，帶動鋼管動端移動，使鋼管彎曲產(chǎn)生應(yīng)力，直至應(yīng)變到達預(yù)設(shè)應(yīng)變值后記錄位移讀數(shù)并回到零點。

最后，對試件進行加壓，壓力達到預(yù)設(shè)壓力并保持5min后，凸輪驅(qū)動電機啟動，通過凸輪機構(gòu)和凸輪傳動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，使圓弧移動平臺移動，移動位移為上一步驟記錄的位移讀數(shù)，當(dāng)彎曲次數(shù)達到設(shè)定次數(shù)時，設(shè)備停止運行，自動卸壓，實驗完畢。

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，實現(xiàn)控制和顯示功能。在疲勞試驗中，系統(tǒng)記錄應(yīng)變曲線、壓力曲線和位移曲線。試驗結(jié)束后，打印試驗報表。

在試驗過程中若出現(xiàn)限位報警、應(yīng)變報警、壓力超過設(shè)定壓力10%或壓力下降至設(shè)定壓力50%時，蜂鳴器報警，試驗裝置停止運行，當(dāng)試驗過程中出現(xiàn)異常情況時，按下急停開關(guān)，電機停機，試驗中斷。

需要說明的是：

1、凸輪機構(gòu)和凸輪傳動系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)，在本發(fā)明中將凸輪的轉(zhuǎn)動通過傳動機構(gòu)變成驅(qū)動下鎖緊裝置往復(fù)移動的動力，具有實驗精度高，傳動可靠的優(yōu)點。應(yīng)變片與應(yīng)變采集測試系統(tǒng)同樣為現(xiàn)有技術(shù)。

2、經(jīng)過大量的鋼管疲勞損壞案例和利用本發(fā)明裝置實驗可知，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，可以使測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。

實驗過程中被測試件的初始狀態(tài)是影響測試結(jié)果的主要因素，故此要格外重視，管材的長度對測試結(jié)果的影響非常小，可以忽略。