CN112284882A - 一种压力疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种压力疲劳试验机，涉及一种压力幅值、频率可调的周期性脉动压力激励源，属于试验技术领域。本发明包括凸轮、活塞杆、缸体、活塞、引压口、弹簧、第一被测压力传感器、第二被测压力传感器。电机与凸轮刚性连接，活塞杆与凸轮的外圆相接；活塞杆与缸体刚性连接，缸体与活塞配合安装，第一被测压力传感器和第二安被测压力传感器安装在缸体的顶部；引压口在缸体的下端；弹簧一端与活塞刚性连接，另一端与缸体侧壁刚性连接。本发明采用电机带动凸轮作为压力激励源，通过对凸轮的外轮廓控制得到需要的压力波形。本发明能够产生正弦波、方波等多种交变压力信号，并且脉动高低压幅值与频率都可大范围调节，具有耐用性和可靠性高的优点。

Description

一种压力疲劳试验机

技术领域

本发明涉及一种压力疲劳试验机，特别涉及一种压力幅值、频率可调的脉动压力激励源，属于试验技术领域。

背景技术

随着工业领域对各种压力设备可靠性要求的提高，利用高低压力的交替进行压力疲劳试验越来越多的被列入考核的项目。国标GB/T15478-1995和国军标GJB4409A-2011中规定，压力测量设备经过疲劳寿命试验(加速寿命试验)考核仪器的使用寿命。欧美国家对压力疲劳试验的技术要求都远高于国内，如压力循环次数要求达到了一百万甚至一千万次，远远超过《压力传感器通用规范》所要求的一万次，相应的试验手段也更为完善先进。国内现有设备的技术能力还不能达到国家压力疲劳试验技术要求，更是缺乏专门的气体压力疲劳试验设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐用可靠的适用于气体、液体压力疲劳试验的压力发生器，能够产生大幅值周期性压力脉动。本发明采用电机带动凸轮作为压力激励源，通过对凸轮的外轮廓设计得到需要的压力波形。本发明主要优点是能够产生正弦波、方波等多种交变压力信号，并且脉动高低压幅值与频率都能够大范围调节，且能够提高耐用性和可靠性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种压力疲劳试验机，包括凸轮、活塞杆、缸体、活塞、引压口、弹簧、第一被测压力传感器、第二被测压力传感器。所述一种压力疲劳试验机由驱动和发生二部分组成；电机与凸轮刚性连接，活塞杆与凸轮的外圆相接；活塞杆与缸体刚性连接，缸体与活塞配合安装，第一被测压力传感器和第二安被测压力传感器安装在缸体的顶部；引压口在缸体的下端；弹簧一端与活塞刚性连接，另一端与缸体侧壁刚性连接。

本发明公开的一种压力疲劳试验机的工作方法为：进行压力疲劳试验时，首先将第一被测压力传感器和第二被测压力传感器安装在缸体的上壁，然后根据第一被测压力传感器和第二被测压力传感器需要试验的压力幅值进行计算，选取试验最大压力值的一半向缸体中进行充压，压力介质由引压口流入缸体中，介质根据需求选用气体或液体，待缸体内压力达到设定值后，启动电机，凸轮的转动带动活塞杆往复运动，设置需要试验的频率，调节电机的转速，根据凸轮的外圆形状，实现输入疲劳试验信号，活塞杆与弹簧作用在活塞上产生相应的位移变化，活塞通过位移的变化在缸体中产生相应的脉动压力变化。

作为优选，疲劳试验信号包括正弦波、方波。

有益效果：

1、本发明公开的一种压力疲劳试验机，通过电机带动凸轮推动活塞杆来产生不同频率，不同类型的脉动压力，和传统的一些疲劳试验机相比，本发明利用凸轮转动作为激励源，并且能够根据需要的波形来设置不同的凸轮外圆，实现正弦、方波等多种压力信号，并且结构简单，易于操作。

2、本发明公开的一种压力疲劳试验机，能够产生不同频率、不同类型的压力信号，频率、压力值大小可调，能够实现不同条件下的压力寿命试验；并且整体结构简单、可靠，整个疲劳试验机中没有易损件，因此在进行上万次乃至十万次的压力疲劳试验时，具有非常高的耐用性和可靠性。

3、本发明公开的一种压力疲劳试验机，缸体上端可以安装多支被测压力传感器同时进行测试，本装置可以保证每个被测压力传感器感受到相同的压力幅值变化，针对于一些低频、上万次周期的实验，能够有效的提高测试效率，节省时间。

4、本发明公开的一种压力疲劳试验机，介质选用气体或液体，初始状态可以为常压状态、负压状态以及高压状态，可以模拟不同的平衡压力，满足不同类型的传感器需要，做完试验后将缸内的流体介质进行回收，对环境无污染，处理方便，维护简单，管路不易阻塞。

附图说明

图1本发明公开的一种压力疲劳试验机结构示意图；

其中，1—凸轮、2—活塞杆、3—缸体、4—活塞、5—引压口、6—弹簧、7—第一被测压力传感器、8—第二被测压力传感器。

图2为产生正弦波的凸轮原理图；

图3为产生方波的凸轮原理图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例公开的一种压力疲劳试验机，包括凸轮1、活塞杆2、缸体3、活塞4、引压口5、弹簧6、第一被测压力传感器7、第二被测压力传感器8。所述一种压力疲劳试验机，由驱动和发生二部分组成；电机与凸轮1刚性连接，活塞杆2与凸轮1的外圆相接；活塞杆2与缸体3刚性连接，缸体3与活塞4配合安装，第一被测压力传感器7和第二安被测压力传感器8安装在缸体3的顶部；引压口5在缸体3的下端；弹簧6一端与活塞4刚性连接，另一端与缸体3侧壁刚性连接。

试验要求为量程为100kPa的压力传感器进行5Hz的方波压力试验，试验次数10000次，介质为气体，2支被测传感器同时测试。本实施例公开的一种压力疲劳试验机的工作方法为：进行气体压力疲劳试验时，首先将量程为100kPa的第一被测压力传感器7和第二被测压力传感器8安装在缸体5的上壁，根据第一被测压力传感器7和第二被测压力传感器8的使用环境，采用介质为气体，启动电机，凸轮1采用能够产生方波信号的外圆，如图凸轮1的转动可以带动活塞杆2往复运动，调节电机的转速，设置试验频率为5Hz，根据凸轮1的外圆形状，如图3所示，可以实现输入疲劳试验信号为方波信号，活塞杆2与弹簧6作用在活塞4上产生相应的位移变化，活塞4通过位移的变化在缸体3中产生相应的方波压力变化。

实施例2

如图1所示，本实施例公开的一种压力疲劳试验机，包括凸轮1、活塞杆2、缸体3、活塞4、引压口5、弹簧6、第一被测压力传感器7、第二被测压力传感器8。所述一种压力疲劳试验机由驱动和发生二部分组成；电机与凸轮1刚性连接，活塞杆2与凸轮1的外圆相接；活塞杆2与缸体3刚性连接，缸体3与活塞4配合安装，第一被测压力传感器7和第二安被测压力传感器8安装在缸体3的顶部；引压口5在缸体3的下端；弹簧6一端与活塞4刚性连接，另一端与缸体3侧壁刚性连接；

试验要求为量程为20MPa的压力传感器进行3Hz的正弦波压力试验，试验次数10000次，介质为液体，只有一支传感器进行测试。本实施例公开的一种压力疲劳试验机，进行液体压力疲劳试验时，首先将缸体3换成耐高压的液压缸，将凸轮1换成能够产生正弦波的外圆，如图2所示，将量程为20MPa的第一被校压力传感器7安装在缸体3的上壁，然后根据第一被校压力传感器7需要试验的压力幅值进行计算，选取试验最大压力值18MPa的一半9MPa向缸体3中进行充压，根据第一被校压力传感器7的使用环境，采用介质为液体，待缸体3内压力达到设定值后，启动电机，凸轮1的转动可以带动活塞杆2往复运动，调节电机的转速，设置试验频率为3Hz，活塞杆2与弹簧6作用在活塞4上产生相应的位移变化，活塞4通过位移的变化在缸体3中产生相应的正弦压力变化。

本发明所涉及的机械结构都具有非常长的使用寿命以及长时间连续使用能力，并且使用的流体介质可以根据被校压力传感器的需求进行切换，频率、压力幅值以及信号类型都能进行切换选择，整套装置兼容性高，使用范围广。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种压力疲劳试验机，其特征在于：包括凸轮(1)、活塞杆(2)、缸体(3)、活塞(4)、引压口(5)、弹簧(6)、第一被测压力传感器(7)、第二被测压力传感器(8)；

所述一种压力疲劳试验机由驱动和发生二部分组成；电机与凸轮(1)刚性连接，活塞杆(2)与凸轮(1)的外圆相接；活塞杆(2)与缸体(3)刚性连接，缸体(3)与活塞(4)配合安装，第一被测压力传感器(7)和第二安被测压力传感器(8)安装在缸体(3)的顶部；引压口(5)在缸体(3)的下端；弹簧(6)一端与活塞(4)刚性连接，另一端与缸体(3)侧壁刚性连接。

2.如权利要求1所述的一种压力疲劳试验机，其特征在于：工作方法为，进行压力疲劳试验时，首先将第一被测压力传感器(7)和第二被测压力传感器(8)安装在缸体(3)的上壁，然后根据第一被测压力传感器(7)和第二被测压力传感器(8)需要试验的压力幅值进行计算，选取试验最大压力值的一半向缸体(3)中进行充压，压力介质由引压口(5)流入缸体(3)中，介质根据需求选用气体或液体，待缸体(3)内压力达到设定值后，启动电机，凸轮(1)的转动带动活塞杆(2)往复运动，设置需要试验的频率，调节电机的转速，根据凸轮(1)的外圆形状输入疲劳试验信号，活塞杆(2)与弹簧(6)作用在活塞(4)上产生相应的位移变化，活塞(4)通过位移的变化在缸体(3)中产生相应的脉动压力变化。

3.如权利要求2所述的一种压力疲劳试验机，其特征在于：疲劳试验信号包括正弦波、方波。

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