一種模擬扭矩的疲勞強度測試裝置製造方法
2023-06-14 21:22:36
一種模擬扭矩的疲勞強度測試裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了設備疲勞測試【技術領域】中的一種模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其包括氣源、扭矩模擬器和氣動控制裝置，扭矩模擬器包括氣缸，氣缸中設有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞將氣缸分成第二氣室、第一氣室和第三氣室，第一氣室位於第二氣室和第三氣室中間，第二氣室中設有輸入軸，輸入軸一端通過傳動機構分別與第一活塞和第二活塞連接，輸入軸另一端設有與被測試設備連接的連接軸，氣動控制裝置一端與氣源連接，氣動控制裝置另一端設有第一接口和第二接口，第一接口與第一氣室連接，第二接口與第二氣室和第三氣室連接。本發明具有結構簡單、安裝拆卸方便、測試簡便的優點。
【專利說明】一種模擬扭矩的疲勞強度測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於設備疲勞測試【技術領域】，尤其是涉及一種模擬扭矩的疲勞強度測試裝置。
【背景技術】
[0002]為了保證閥門執行器出售以後在工作中可以正常使用，通常需要對閥門執行器進行扭矩疲勞強度的測試。現有技術中該測試需要將閥門執行器與閥門通過管路連接，連接方式繁瑣複雜，工程較大，安裝拆卸非常之不便。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種安裝拆卸方便、測試簡便的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置。
[0004]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是:一種模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:包括氣源、扭矩模擬器和氣動控制裝置，所述扭矩模擬器包括氣缸，氣缸中設有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞將所述氣缸分成第二氣室、第一氣室和第三氣室，第一氣室位於第二氣室和第三氣室中間，第二氣室中設有輸入軸，輸入軸一端通過傳動機構分別與所述第一活塞和第二活塞連接，輸入軸另一端設有與被測試設備連接的連接軸，所述氣動控制裝置一端與氣源連接，氣動控制裝置另一端設有第一接口和第二接口，所述第一接口與所述第一氣室連接，所述第二接口與第二氣室和第三氣室連接。
[0005]作為本發明的進一步設置，所述傳動機構包括齒輪和齒條，所述齒條包括分別與所述第一活塞和第二活塞連接的第一齒條和第二齒條，所述第一齒條和第二齒條分別位於所述齒輪的兩側，所述齒輪套設於所述輸入軸上。
[0006]作為本發明的進一步設置，所述氣缸包括缸體、前端蓋和後端蓋，缸體兩端分別與前端蓋和後端蓋密封連接，缸體上開設有供所述輸入軸穿過的軸孔，所述輸入軸通過密封圈與所述軸孔密封配合。
[0007]作為本發明的進一步設置，所述輸入軸上套設有支撐導向環。
[0008]作為本發明的進一步設置，所述齒條包括矩形狀齒條本體，齒條本體朝向所述缸體側壁的端面具有與所述缸體形狀配合的弧面，所述齒條本體朝向所述齒輪的端面具有與所述齒輪嚙合的梯形牙齒。
[0009]作為本發明的進一步設置，所述傳動機構包括撥叉和連接板，撥叉與所述輸入軸固定連接，所述連接板包括分別與所述第一活塞和第二活塞固定連接的第一連接板和第二連接板，所述第一連接板和第二連接板分別位於撥叉兩側且分別通過銷軸與撥叉連接，撥叉上與所述第一連接板和第二連接板相對應的位置設有分別與所述銷軸滑動配合的滑槽。
[0010]作為本發明的進一步設置，所述撥叉包括撥叉本體，撥叉本體朝向所述輸入軸的一端設有突起的連接圓筒，所述連接圓筒外壁設有矩形定位塊，所述輸入軸上設有與所述連接圓筒配合的中心孔，所述撥叉本體分別朝向所述第一連接板和第二連接板的兩端延伸有半橢圓形的肩部，所述滑槽位於撥叉本體兩端的肩部。
[0011]作為本發明的進一步設置，所述連接板包括上板和下板，所述撥叉本體的肩部位於上板和下板之間，所述銷軸依次穿過上板、滑槽和下板。
[0012]作為本發明的進一步設置，所述氣動控制裝置包括切斷閥、過濾減壓閥、單向閥、儲能裝置和電磁閥，所述第一接口和第二接口位於所述電磁閥上，所述儲能裝置包括儲氣箱和安全閥，儲氣箱上設有壓力表。
[0013]採用上述方案，本發明通過該模擬扭矩疲勞強度測試裝置對閥門執行器進行模擬工況測試其疲勞強度，不用與閥門設備實際安裝檢測，使得該疲勞強度測試更簡單易行、設備的安裝拆卸更方便。
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]附圖1為本發明具體實施例電氣接線示意圖；
附圖2為本發明具體實施例扭矩模擬器外觀示意圖；
附圖3為本發明具體實施例帶齒輪齒條式傳動機構的扭矩模擬器的結構剖視圖；
附圖4為本發明具體實施例帶撥叉式傳動機構的扭矩模擬器的結構剖視圖；
附圖5為本發明具體實施例附圖3中齒條的結構示意圖；
附圖6為本發明具體實施例附圖4中連接板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明的具體實施例如圖1-6所示是模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，包括氣源P、扭矩模擬器I和氣動控制裝置3,扭矩模擬器I包括氣缸11,氣缸11中設有第一活塞12和第二活塞13,第一活塞12和第二活塞13將氣缸11分成第二氣室C2、第一氣室Cl和第三氣室C3，第一氣室Cl位於第二氣室C2和第三氣室C3中間，第二氣室C2中設有輸入軸2，輸入軸2 —端通過傳動機構分別與第一活塞12和第二活塞13連接,輸入軸2另一端設有與被測試設備8連接的連接軸7，氣動控制裝置3 —端與氣源P連接，氣動控制裝置3另一端設有第一接口 31和第二接口 32，第一接口 31與第一氣室Cl連接，第二接口 32與第二氣室C2和第三氣室C3連接。氣源P在氣動控制裝置3的控制下，首先通過第二接口 32對第二氣室C2和第三氣室C3充氣，推動第一活塞12和第二活塞13均朝向第一氣室Cl方向運動，第一活塞12和第二活塞13通過傳動機構帶動輸入軸2順時針旋轉至起始位置。當氣源P經過第一接口 31進入第一氣室Cl，使第一氣室Cl充氣並且推動第一活塞12和第二活塞13分別向第二氣室C2和第三氣室C3運動，第一活塞12和第二活塞13通過傳動機構帶動輸入軸2做逆時針方向旋轉。通過氣源P對第一氣室Cl或第二氣室C2、第三氣室C3充氣增大氣壓推動第一活塞12、第二活塞13帶動輸入軸2順時針或逆時針轉動完成閥門的模擬工況，從而完成對閥門執行器的扭矩疲勞強度的測試工作。
[0017]上述傳動機構包括兩種具體實施例，具體實施例一為齒輪齒條式的傳動機構，其包括齒輪411和齒條412，齒條412包括分別與第一活塞12和第二活塞13連接的第一齒條和第二齒條，第一齒條和第二齒條分別位於齒輪411的兩側，齒輪411套設於輸入軸2上。齒輪齒條式的傳動機構可以使輸入軸2旋轉角度達到0°?135°。[0018]氣缸11包括缸體111、前端蓋112和後端蓋113，缸體111兩端分別與前端蓋112和後端蓋113密封連接，缸體111上開設有供輸入軸2穿過的軸孔，輸入軸2通過密封圈與軸孔密封配合，輸入軸2上還套設有支撐導向環，用於減少輸入軸2與缸體111之間的磨損。
[0019]上述齒條412包括矩形狀齒條本體412a，齒條本體412a朝向缸體111側壁的端面具有與缸體111形狀配合的弧面412b，齒條本體412a朝向齒輪411的端面具有與齒輪411嚙合的梯形牙齒412c。
[0020]傳動機構具體實施例二為撥叉式傳動機構，其包括撥叉421和連接板422，撥叉421與輸入軸2固定連接，連接板422包括分別與第一活塞12和第二活塞13固定連接的第一連接板和第二連接板，第一連接板和第二連接板分別位於撥叉421兩側且分別通過銷軸423與撥叉421連接，撥叉421上與第一連接板和第二連接板相對應的位置設有分別與銷軸423滑動配合的滑槽424。撥叉式傳動機構可以使輸入軸2旋轉0°?90°。
[0021]撥叉421包括撥叉本體421a，撥叉本體421a朝向輸入軸2的一端設有突起的連接圓筒421b，連接圓筒421b外壁設有矩形定位塊421c，輸入軸2上設有與連接圓筒421b配合的中心孔，撥叉本體421a分別朝向第一連接板和第二連接板的兩端延伸有半橢圓形的肩部421d，兩個滑槽424分別位於撥叉本體421a兩端的肩部421d。
[0022]上述連接板422包括上板422a和下板422b，撥叉421的肩部421d位於上板422a和下板422b之間，銷軸423依次穿過上板422a、滑槽424和下板422b。
[0023]氣動控制裝置3包括切斷閥33、過濾減壓閥34、單向閥36、儲能裝置和電磁閥35，第一接口 31和第二接口 32位於電磁閥35上，儲能裝置包括儲氣箱38和安全閥37，儲氣箱38上設有壓力表39。
[0024]本發明的工作原理如下:
首先打開切斷閥，根據模擬扭矩要求(小於被測試設備的輸出扭矩)調節氣源P壓力；初始電源E關閉，電磁閥35不通電，氣源P依次通過切斷閥33、過濾減壓閥34、單向閥36後一部分氣體對儲能裝置充氣，通過儲氣箱38上的壓力表39測得模擬工況前壓力為P2 ；另一部分氣體通過電磁閥35上的第二接口 32進入第二氣室C2和第三氣室C3，使第一活塞12和第二活塞13均朝向第一氣室Cl方向移動，第一活塞12和第二活塞13通過齒輪齒條式傳動機構或者通過撥叉式傳動機構帶動輸入軸2順時針旋轉至起始位置。然後，開啟被測試設備8 (閥門執行器)，當被測試設備8做逆時針方向運動時，扭矩模擬器I中的輸入軸2在其驅動下逆時針旋轉，第一活塞12和第二活塞13在傳動機構的帶動下分別朝第二氣室C2和第三氣室C3運動，完成一個模擬工況，此時模擬工況後測得的壓力表的壓力為P2』，P2與P2』大致相等。
[0025]當被測試設備8逆時針旋轉至規定位置時，電源E開啟，電磁閥35通電，氣源P對第一氣室Cl充氣，輸入軸2逆時針旋轉至起始位置；當被測試設備8開始順時針工作時，扭矩模擬器I通過輸入軸2在其驅動下做順時針旋轉，完成另一個模擬工況。
[0026]上述逆時針旋轉和順時針旋轉為完成一個周期的扭矩模擬工況，循環上述過程，完成一系列周期性的扭矩模擬工況，直到壓力P2與壓力P2』的數值不等，則說明被測試設備已達到使用壽命次數。
[0027]本發明通過該模擬扭矩疲勞強度測試裝置對閥門執行器進行模擬工況測試其疲勞強度，不用與閥門設備實際安裝檢測，使得該測試更簡單、安裝拆卸更方便。
【權利要求】
1.一種模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:包括氣源、扭矩模擬器和氣動控制裝置，所述扭矩模擬器包括氣缸，氣缸中設有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞將所述氣缸分成第二氣室、第一氣室和第三氣室，第一氣室位於第二氣室和第三氣室中間，第二氣室中設有輸入軸，輸入軸一端通過傳動機構分別與所述第一活塞和第二活塞連接，輸入軸另一端設有與被測試設備連接的連接軸，所述氣動控制裝置一端與氣源連接，氣動控制裝置另一端設有第一接口和第二接口，所述第一接口與所述第一氣室連接，所述第二接口與第二氣室和第三氣室連接。
2.根據權利要求1所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述傳動機構包括齒輪和齒條，所述齒條包括分別與所述第一活塞和第二活塞連接的第一齒條和第二齒條，所述第一齒條和第二齒條分別位於所述齒輪的兩側，所述齒輪套設於所述輸入軸上。
3.根據權利要求2所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述氣缸包括缸體、前端蓋和後端蓋，缸體兩端分別與前端蓋和後端蓋密封連接，缸體上開設有供所述輸入軸穿過的軸孔，所述輸入軸通過密封圈與所述軸孔密封配合。
4.根據權利要求3所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述輸入軸上套設有支撐導向環。
5.根據權利要求4所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述齒條包括矩形狀齒條本體，齒條本體朝向所述缸體側壁的端面具有與所述缸體形狀配合的弧面，所述齒條本體朝向所述齒輪的端面具有與所述齒輪嚙合的梯形牙齒。
6.根據權利要求1所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述傳動機構包括撥叉和連接板，撥叉與所述輸入軸固定連接，所述連接板包括分別與所述第一活塞和第二活塞固定連接的第一連接板和第二連接板，所述第一連接板和第二連接板分別位於撥叉兩側且分別通過銷軸與撥叉連接，撥叉上與所述第一連接板和第二連接板相對應的位置設有分別與所述銷軸滑動配合的滑槽。
7.根據權利要求6所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述撥叉包括撥叉本體，撥叉本體朝向所述輸入軸的一端設有突起的連接圓筒，所述連接圓筒外壁設有矩形定位塊，所述輸入軸上設有與所述連接圓筒配合的中心孔，所述撥叉本體分別朝向所述第一連接板和第二連接板的兩端延伸有半橢圓形的肩部，所述滑槽位於撥叉本體兩端的肩部。
8.根據權利要求7所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述連接板包括上板和下板，所述撥叉本體的肩部位於上板和下板之間，所述銷軸依次穿過上板、滑槽和下板。
9.根據權利要求1-8任一權利要求所述的模擬扭矩的疲勞強度測試裝置，其特徵在於:所述氣動控制裝置包括切斷閥、過濾減壓閥、單向閥、儲能裝置和電磁閥，所述第一接口和第二接口位於所述電磁閥上，所述儲能裝置包括儲氣箱和安全閥，儲氣箱上設有壓力表。
【文檔編號】G01M13/00GK103471836SQ201310433893
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】陳聰, 陳楊 申請人:浙江博恩自控閥門有限公司