[实用新型]一种波纹金属软管U型动态弯曲实验装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种U型动态弯曲实验装置，特别是涉及工程系统用波纹金属软管的U型动态弯曲实验装置，本实用新型属于实验装置及方法技术领域。

背景技术

波纹金属软管(简称软管)作为一种现代工业管路中的高品质柔性联接元件，以其重量轻、耐腐蚀、耐高温、耐高压、吸收震动、弯曲灵活和使用寿命长等诸多优点广泛应用于航空、航天、石油化工、船舶、铁路、建筑、冶金、交通、医疗器械、仪器仪表、科研、加工制造等领域。并且，随着金属波纹软管生产设备，如自动纵缝焊管机、高速自动成型机、编网、焊接等专用设备的引进和国产设备的深入研究与发展，金属波纹软管的生产企业规模正在不断发展壮大，软管生产效率也迅速提高。

目前，国内波纹金属软管产品的在推广应用中主要存在以下问题：1)波纹金属软管产品结构单一，设备简陋，质量不稳定；2)对于波纹金属软管相关标准的研究和性能的检测亟待完善；3)波纹金属软管在使用过程中经常出现漏油漏气等现象，直接影响了船舶、器械的总体性能。随着现代工业的发展，市场对于高质量、高性能波纹金属软管的需求量越来越大，波纹金属软管动态弯曲性能直接影响着波纹金属软管的弯曲疲劳寿命，是衡量其质量好坏的重要指标。因此，对于波纹金属软管U型动态弯曲性能的检测就显得至关重要，目前国内对于波纹金属软管U型动态弯曲实验相关设备的研究仍较少，研究中主要存在以下技术问题。

首先，实验装置通常采用曲柄滑块机构实现波纹金属软管U型往复运动设计，在长时间高强度弯曲运动的工况下，设备的运动精度、耐久性很难得到保证。

其次，根据国家标准GB/T14525-2010中关于波纹金属软管U型弯曲试验中弯曲次数的规定，不同公称尺寸的软管要求弯曲次数不同，这就需要实验装置能够对弯曲次数进行预先设定和实时的记录。

最后，标准要求软管应在恒定的设计压力下进行往复运动试验，且不同公称尺寸的软管动态弯曲半径有所不同，这就要求实验装置在具备足够高压力的压力源的同时还能自动保压，并且能够实现软管弯曲半径一定范围内的调节。

实用新型内容

本实用新型的目的在于完成波纹金属软管U型动态弯曲实验装置的设计和研发，该实验装置能够完成下列试验：波纹金属软管耐压性能试验、波纹金属软管U型动态弯曲试验。本实用新型能够实现波纹金属软管公称尺寸4～80mm范围内规定压力下的U型弯曲往复运动。

为满足上述实验要求，本实用新型采取了如下技术方案：

一种波纹金属软管U型动态弯曲实验装置，该实验装置由泵站系统、直流电机4、电机控制柜、传动丝杠7、活动导轨8、活动滑块5、固定导轨3、固定滑块2、管接头固定架6、安装框架1构成，波纹管9为软管。该实验装置采用直流电机加丝杠的设计方案实现波纹金属软管U型往复运动设计，不仅能够轻松实现波纹金属软管往复运动频率的调节和弯曲次数的记录，而且通过编程实现直流电机的控制，进而完成弯曲次数和运动精度的控制。此外，采用高精度耐磨滚珠丝杠及滑块导轨实现运动的转换和传递，满足了实验对于耐久性和动态弯曲半径可调的要求。

所述安装框架1是垂直放置的铝型材组合框架，直流电机4和固定导轨3的安装高度均可调，以适应不同型号波纹管9的U型动态弯曲半径变化。直流电机4和固定导轨3安装在安装框架1的同侧，满足波纹管9垂向安装要求。

固定导轨3沿水平向安装在安装框架1顶部，固定导轨3上安装有位置可调的固定滑块2，实现不同型号波纹管9的安装和更换，此外，在波纹管9公称尺寸4mm～80mm范围内，固定导轨3的行程足以覆盖软管U型动态弯曲半径的调节范围。

将波纹管9的两端通过管接头固定架6进行固定，波纹管9的两端分别为运动端和加压端；将波纹管9的运动端用堵头堵上，加压端连接压力源，波纹管9由于自身重力作用自然下垂，呈U型弯曲状态，然后调节波纹管9运动端至初始位置；波纹管9通过泵站系统加压，泵站系统将水或液压油注入波纹管9内，排尽波纹管9内空气，关闭排气阀，然后缓慢加压至设计压力；设定往复运动的行程、频率和弯曲次数；然后按下电机控制柜上的电机启动按钮，直流电机4开始旋转，直流电机4的输出轴通过联轴器10将旋转运动传递给传动丝杠7，传动丝杠7与驱动滑块5通过螺纹配合在一起，通过传动丝杠7与驱动滑块5上螺母副的运动关系将旋转运动转化为滑块的直线运动，驱动滑块5与活动导轨8通过T型槽连接，驱动滑块5在活动导轨8上作往复直线运动，从而带动波纹管以5～30次/min的频率作往复U型动态弯曲运动。