一种金属软管减振性能测试设备的制作方法

1.本发明涉及金属软管性能测试技术领域，具体涉及一种金属软管减振性能测试设备。


背景技术：

2.金属软管是以波纹管为核心元件的输送各种流体的管路配件，其布置在管路与管道、管道与设备、设备与设备之间的连接中。
3.金属软管在管路中主要有减少管路的安装应力、补偿管道的位移移动和吸收管路系统振动的重要作用，金属软管在不同的使用环境主要作用也不一样。在某些振动大、频率高、振幅小的设备管路中使用的金属软管，如用于掘山开路的压缩机管路中的金属软管，其就侧重于关注金属软管的减振性能优劣和此工况下软管疲劳寿命多少等参数，因为管路振动越大，管路中的各部件越容易开裂、破损，甚至某些行业的标准设计中，规定管路振动值大于某个临界值，设计管路即为不合格。
4.但是目前在金属软管行业对于金属软管的减振性能和软管在振动大、频率高、振幅小的工况下的疲劳寿命没有专门测试研究的设备和指导性的研究方法。如在国家标准gbt14525-2010《波纹金属软管通用技术条件》中，针对金属软管在使用时动态性能测试的实验仅有“u型弯曲试验”和“摆动弯曲试验”，而此类试验仅能检测金属软管的柔性，试验下的金属软管都是不振动，无法检测金属软管的减振性能优劣和在不同振动工况下的疲劳寿命多少等参数。但是实际应用中，对于金属软管的减振性能的定量分析又有现实的需求，为此，急需开发一种可测试金属软管的减振性能及疲劳寿命，实用可靠的金属软管减振性能测试设备。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中金属软管的动态性能测试都是不振动的，不能可靠测试金属软管的减振性能及疲劳寿命的问题，从而提供一种可以定量分析金属软管的减振性能和在高频振动下的疲劳寿命，以满足金属软管动态性能测试需求的金属软管减振性能测试设备。
6.为解决上述问题，本发明提供一种金属软管减振性能测试设备，包括：
7.安装支架，包括相对设置的两个固定板，和连接两个所述固定板的多个连接杆，以及沿所述连接杆可移动设置在两个固定板之间的调节板；
8.振动装置，可往复运动设置在其一所述固定板上，并与所述调节板相对形成有适合安装金属软管的安装空间，所述金属软管的两端分别固定在所述振动装置和所述调节板上；
9.驱动装置，与所述振动装置相连，并用于驱动所述振动装置带动所述金属软管做往复摆动；
10.检测组件，包括连接在所述金属软管上的多个振动检测仪，所述振动检测仪用于
检测所述金属软管的不同部位在振动装置作用下产生的振动值大小。
11.上述的金属软管减振性能测试设备中，其一所述固定板上设置有用于安装所述振动装置的活动窗口，所述振动装置包括沿往复运动方向延伸设置在所述活动窗口中的导向结构，和受驱动可往复移动设置在所述导向结构上的运动板，以及连接所述运动板与所述驱动装置的传动结构。
12.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述导向结构包括平行设置在所述活动窗口中的两个导杆，所述运动板穿设在两个所述导杆上，两个所述导杆上分别设置有与所述运动板两端相对的两组限位套。
13.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述安装支架设置在工作台架上，所述驱动装置包括设置在所述工作台架的下层隔板上的运动电机，以及与所述安装支架相邻的架设于所述工作台架上的驱动转轴，和设置在所述驱动转轴上的偏心轮，所述运动电机与所述驱动转轴之间通过运动皮带相连以传递扭矩，所述偏心轮通过传动结构与所述运动板相连。
14.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述传动结构包括：一端连接在所述运动板上的从动摇杆，和可拆卸连接在所述从动摇杆另一端上的连接套，所述偏心轮转动的设置在所述连接套内，所述固定板上设有可供所述从动摇杆穿入所述活动窗口中的条形通孔，所述偏心轮在转动时驱动所述从动摇杆做往复摆动，进而带动所述运动板沿所述导杆做往复移动。
15.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述运动板和调节板上相对的设置有两个安装凸台，所述金属软管的两端通过法兰结构密封固定在两个安装凸台上；
16.所述金属软管包括波纹管本体和两个安装接头，所述金属软管的波纹管本体呈水平状或竖直状或斜直状或弯曲一定角度设置在所述运动板与所述调节板之间。
17.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述调节板与另一所述固定板之间设置有用于驱动所述调节板沿连接杆延伸方向移动的至少一个调节拉杆，所述调节拉杆上可移动设置有配合锁紧在另一所述固定板两侧的锁定组件，该固定板上设置有可供调节拉杆滑动通过的连接孔，所述调节拉杆的一端连接在所述调节板上。
18.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述金属软管的两端设置有用于连接有两个振动检测仪的两个检测位置，两个所述振动检测仪通过传感器探头连接在两个检测位置上。
19.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述检测组件还包括连接所述振动装置或驱动装置的电子计数器，所述电子计数器用于检测所述运动板的往复运动次数。
20.上述的金属软管减振性能测试设备中，还包括设置在工作台架上用于为所述金属软管加气增强或加水增压的加压系统。
21.上述的金属软管减振性能测试设备中，所述加压系统包括设置在所述工作台架上的加压电机和水箱，以及连接加压电机和水箱的输送管，所述输送管穿过所述调节板连通在所述金属软管一端上，所述工作台架的台面与所述水箱之间还连接有回流管。
22.上述的金属软管减振性能测试设备中，还包括分别与检测组件、驱动装置、加压系统连接的开关控制柜，所述开关控制柜上设置有触摸控制屏。
23.本发明技术方案相比现有技术具有如下优点：
24.1.本发明提供的金属软管减振性能测试设备，调节板可根据金属软管的长度在两个固定板之间移动调节位置，并将金属软管的两端分别固定在振动装置和调节板上，在开启测试过程中，所述振动装置受驱动装置的驱动在固定板上做往复运动，从而带动金属软管做往复摆动，并通过多个振动检测仪可以检测金属软管不同部位的振动值大小，这样就能测试比较不同长度下的金属软管的减振性能以及最终测试破坏时的疲劳寿命。利用该金属软管减振性能测试设备可以检测金属软管在不同振动频率及振幅大小的工况下关于减振性能及疲劳寿命多少等参数，有利于定量的分析金属软管的减振性能和在高频振动下的疲劳寿命，从而可以检验不同长度的金属软管使用寿命的优劣情况，满足了金属软管的动态性能测试需求，在金属软管的管路设计、工艺改进等方面都有很强的指导意义。
25.2.本发明提供的金属软管减振性能测试设备，所述偏心轮通过传动结构与所述运动板相连，传动结构由连接套和从动摇杆组成，偏心轮是转动的设置在连接套内，即二者之间留有活动间隙，使偏心轮在转动时会推动所述连接套及从动摇杆做一定幅度的左右往复摆动，进而由从动摇杆带动所述运动板沿着导杆做直线往复运动，这样设计实现将运动电机输出的扭矩经过偏心轮与从动摇杆之间的传递转换为所述运动板的往复运动，从而在运动电机、驱动转轴、偏心轮、从动摇杆和运动板之间形成传动配合，其作用是为测试金属软管提供稳定的振动幅度、运动速率和振动源大小，以达到对金属软管的减振性能测试要求。
26.3.本发明提供的金属软管减振性能测试设备，所述金属软管包括波纹管本体和两个安装接头，安装接头可根据金属软管的不同安装形式做调整设计，使波纹管本体呈水平状或竖直状或斜直状或弯曲一定角度设置在运动板与调节板之间，这样设计的好处在于，待测试的金属软管可以按照波纹管本体水平安装、斜直安装、竖直安装、弯曲安装这四种形式进行管路布置，通过比较金属软管在不同安装形式下对金属软管的减振性能和疲劳寿命的测试结果，选取最优的管路安装设计。
27.4.本发明提供的金属软管减振性能测试设备，通过在调节板与另一所述固定板之间设置有调节拉杆，所述调节拉杆在外力作用下带动调节板沿着连接杆移动调节安装位置，以满足不同长度金属软管的安装需求，然后通过锁定组件锁紧在固定板两侧以限制所述调节拉杆移动，这样也就对调节板起到限位锁定作用，使调节板移动调整位置后保持相对位置固定，从而保证不同长度的金属软管在调节板与振动装置之间的安装稳定性。
28.5.本发明提供的金属软管减振性能测试设备，通过两个振动检测仪连接在金属软管的两端上，可以测试金属软管两端的振动值大小，并量化分析出金属软管的一端在经过测试波纹管段减振后，传导至金属软管的另一端的振动值大小，采用同样方式也可以测试金属软管上任意两点之间的振动值大小，方便量化描述金属波纹管段的减振性能好坏。
29.6.本发明提供的金属软管减振性能测试设备，通过电子计数器检测所述运动板的往复运动次数，以达到测试金属软管一端往复摆动次数的目的，当测试的金属软管损坏时，所述电子计数器所采集的测试次数越大，则说明测试金属软管抗振动和耐摆动弯曲的次数就越高，即测试金属软管的减振性能越好、可用寿命就越长。
30.7.本发明提供的金属软管减振性能测试设备，根据金属软管的两端通过法兰结构密封在运动板和调节板上，保证测试的金属软管处于密封充压环境，通过加压系统可以为金属软管加气增强或加水增压，用于测试金属软管在加压状态下的减振性能，还能够模拟脉冲压力和稳定的脉冲频率，实时模拟金属软管在实际工作时，其连接管路和运输流体时
的工作状态，使得测试结果更能够真实反馈金属软管的实际工作状态。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
32.图1为本发明的金属软管减振性能测试设备的结构示意图；
33.图2为本发明的金属软管减振性能测试设备的主视图；
34.图3为本发明的金属软管减振性能测试设备的俯视图；
35.图4为本发明的驱动装置与安装支架的安装结构示意图；
36.图5为本发明的驱动装置与传动结构的安装结构示意图；
37.图6为本发明的金属软管呈水平安装的结构示意图；
38.图7为本发明的金属软管呈竖直安装的结构示意图；
39.图8为本发明的金属软管呈斜直安装的结构示意图；
40.图9为本发明的金属软管呈一定角度弯曲安装的结构示意图；
41.附图标记说明：1、安装支架；11、固定板；12、调节板；13、连接杆、14、活动窗口；15、条形通孔；2、振动装置；21、运动板；22、导杆；23、限位套；24、传动结构；241、从动摇杆；242、连接套；3、驱动装置；31、运动电机；32、驱动转轴；33、偏心轮；34、运动皮带；4、振动检测仪；5、调节拉杆；51、锁定组件；6、加压系统；61、加压电机；62、水箱；63、输送管；64、回流管；7、工作台架；8、开关控制柜；81、触摸控制屏；9、金属软管；91、安装接头。
具体实施方式
42.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
46.实施例1
47.下面结合附图对本实施例进行具体说明：
48.本实施例提供如图1-9所示一种金属软管减振性能测试设备，包括：
49.安装支架1，包括相对设置的两个固定板11，和连接两个所述固定板11的多个连接杆13，以及沿所述连接杆13可移动设置在两个固定板11之间的调节板12；
50.振动装置2，可往复运动设置在其一所述固定板11上，并与所述调节板12相对形成
有适合安装金属软管9的安装空间，所述金属软管9的两端分别固定在所述振动装置2和所述调节板12上；
51.驱动装置3，与所述振动装置2相连，并用于驱动所述振动装置2带动所述金属软管9做往复摆动；
52.检测组件，包括连接在所述金属软管9上的多个振动检测仪4，所述振动检测仪4用于检测所述金属软管9的不同部位在振动装置2作用下产生的振动值大小。
53.上述实施方式中，所述调节板12可根据金属软管9的长度在两个固定板11之间移动调节位置，并将金属软管9的两端分别固定在振动装置2和调节板12上，在开启测试过程中，所述振动装置2受驱动装置3的驱动在固定板11上做往复运动，从而带动金属软管9做往复摆动，并通过多个振动检测仪4可以检测金属软管9不同部位的振动值大小，这样就能测试比较不同长度下的金属软管9的减振性能以及最终测试破坏时的疲劳寿命。利用该金属软管减振性能测试设备可以检测金属软管9在不同振动频率及振幅大小的工况下关于减振性能及疲劳寿命多少等参数，有利于定量的分析金属软管9的减振性能和在高频振动下的疲劳寿命，从而可以检验不同长度的金属软管9使用寿命的优劣情况，满足了金属软管9的动态性能测试需求，在金属软管9的管路设计、工艺改进等方面都有很强的指导意义。
54.下面结合图2-5对振动装置2和驱动装置3的具体设置方式做详细说明：
55.其一所述固定板11上设置有用于安装所述振动装置2的活动窗口14，所述振动装置2包括沿往复运动方向延伸设置在所述活动窗口14中的导向结构，和受驱动可往复移动设置在所述导向结构上的运动板21，以及连接所述运动板21与所述驱动装置3的传动结构24，所述金属软管9的一端固定在所述运动板21上。通过导向结构对所述运动板21的往复运动起到导向作用，实现所述运动板21在做往复运动过程中带动金属软管9一端做往复摆动的作用，并且，可以通过设计改变运动板21的往复运动快慢来测试金属软管9受振源作用的振动值大小。
56.作为一种具体结构设置，所述导向结构包括平行设置在所述活动窗口14中的两个导杆22，所述运动板21穿设在两个所述导杆22上，两个所述导杆22上分别设置有与所述运动板21两端相对的两组限位套23，这种结构设置，所述运动板21在驱动装置3的驱动下沿着导杆22做直线往复运动，这样限定了运动板21的运动方向，避免所述运动板21在活动窗口14中发生位置偏移，保证运动板21做往复运动的稳定性和可靠性。
57.结合图1-3所示，所述安装支架1设置在工作台架7上，所述驱动装置3包括设置在所述工作台架7的下层隔板上的运动电机31，以及与所述安装支架1相邻的架设于所述工作台架7上的驱动转轴32，和设置在所述驱动转轴32上的偏心轮33，所述偏心轮33通过传动结构24与所述运动板21相连，由于所述运动电机31和所述驱动转轴在工作台架7上是上下层布置，所述运动电机31与所述驱动转轴32之间通过运动皮带34相连以传递扭矩，这样合理优化空间布局，占用空间小，将运动电机31输出的扭矩通过运动皮带34传递给所述驱动转轴32，所述偏心轮33跟随所述驱动转轴32转动过程中通过传动结构24来驱动所述运动板21做往复运动，实现在运动电机31与运动板21之间传递运动和力。
58.作为一种优选实施方式，所述传动结构24包括：一端连接在所述运动板21上的从动摇杆241，和可拆卸连接在所述从动摇杆241另一端上的连接套242，所述偏心轮33转动的设置在所述连接套242内，所述固定板11上设有可供所述从动摇杆241穿入所述活动窗口14
中的条形通孔15，所述连接套242具有杆端部，所述杆端部与所述从动摇杆241另一端是通过螺纹结构相连，所述偏心轮33在转动时驱动所述从动摇杆241做往复摆动，进而带动所述运动板21沿所述导杆22做往复移动。从上述结构可知，所述偏心轮33与连接套242之间留有活动间隙，即偏心轮33相对于连接套242是可以转动的，利用偏心轮33的偏心转动特点，使偏心轮33在转动时会推动所述连接套242及从动摇杆241做一定幅度的左右往复摆动，进而由从动摇杆241带动所述运动板21沿着导杆22做直线往复运动，这样设计实现将运动电机31输出的扭矩经过偏心轮33与从动摇杆241之间的传递转换为所述运动板21的往复运动，从而在运动电机、驱动转轴、偏心轮、从动摇杆和运动板之间形成传动配合，其作用是为测试金属软管提供稳定的振动幅度、运动速率和振动源大小，以达到对金属软管9的减振性能测试要求。
59.需要说明的是，开启运动电机31工作时，根据试验要素设计的要求，通过调整运动电机31的速度快慢，从而来调节控制所述运动板21的初始振动值，使得运动板21的往复运动速率符合试验要素设计的要求；另外，可以通过调节偏心轮33的大小以调节从动摇杆241的摆动幅度，使得运动板21的往复运动幅度符合试验要素设计的要求。因此，在振幅、压力等参数一致的情况下，通过比较不同长度的金属软管进出口两端振动值的大小，可以测试比较不同长度下的软管减振性能和的疲劳寿命次数。
60.为了方便移动调节所述调节板12在连接杆13上的安装位置，如图1-2所示，所述调节板12与另一所述固定板11之间设置有用于驱动所述调节板12沿连接杆13延伸方向移动的至少一个调节拉杆5，所述调节拉杆5上可移动设置有配合锁紧在另一所述固定板11两侧的锁定组件51，该固定板11上设置有可供调节拉杆5滑动通过的连接孔，所述调节拉杆5的一端连接在所述调节板12上，其中，所述调节拉杆5上沿其长度方向设有螺纹结构，所述锁定组件51为旋拧在所述调节拉杆5上的一组螺母结构。这种结构设置，所述调节拉杆5可在外力作用下带动调节板12沿着连接杆13移动调节安装位置，以满足不同长度金属软管9的安装需求，然后通过旋进螺母锁紧固定在所述固定板11两侧以限制所述调节拉杆5移动，这样也就对调节板12起到限位锁定作用，使调节板12在移动调整位置后保持相对位置固定，从而保证不同长度的金属软管9在调节板12与振动装置2之间的安装稳定性。
61.在本实施例中，所述金属软管9在安装支架1上的安装形式具有多种，结合图6-9所示，所述运动板21和调节板12上相对的设置有两个安装凸台，所述金属软管9的两端通过法兰结构密封固定在两个安装凸台上，保证了所述金属软管9两端安装的密封性。所述金属软管9包括波纹管本体和两个安装接头91，两个安装接头91可根据波纹管本体不同安装形式做相应弯曲、倾斜等结构调整设计，使波纹管本体呈水平状或竖直状或斜直状或弯曲一定角度设置在所述运动板21与所述调节板12之间，其中，所述波纹管本体的弯曲角度可优选90
°
或30
°
进行测试。这样设计的好处在于，待测试的金属软管9可以按照波纹管本体水平安装、斜直安装、竖直安装、弯曲安装这四种形式进行管路布置，通过比较金属软管在不同安装形式下对金属软管9的减振性能和疲劳寿命的测试结果，选取最优的管路安装设计。
62.为了模拟金属软管9在实际加压状态下的减振性能测试情况，结合图1-2所示，所述工作台架7上设置有用于为所述金属软管9加气增强或加水增压的加压系统6，所述加压系统6包括设置在所述工作台架7上的加压电机61和水箱62，以及连接加压电机61和水箱62的输送管63，所述输送管63穿过所述调节板12连通在所述金属软管9一端上，测试金属软管
9的一端为开口端，其另一端为封闭端，根据安装支架1是设置在所述工作台架7的台面上，所述工作台架7的台面与所述水箱62之间还连接有回流管64，当金属软管9试验直到破坏时，从金属软管9上流出的水会落在台面上，通过所述回流管64回流至水箱62中。综上可知，根据金属软管9的两端通过法兰结构密封在运动板21和调节板12上，保证测试的金属软管9处于密封充压环境，通过加压系统6可以为所述金属软管9加气增强或加水增压，用于测试金属软管9在加压状态下的减振性能，还能够模拟脉冲压力和稳定的脉冲频率，实时模拟金属软管9在实际工作时，其连接管路和运输流体时的工作状态，使得测试结果更能够真实反馈金属软管9的实际工作状态。
63.本实施例提供的金属软管减振性能测试设备还包括：分别与检测组件、驱动装置3、加压系统6连接的开关控制柜8，所述开关控制柜8上设置有触摸控制屏81，通过在触摸控制屏81上可以对测试金属软管9设定往复摆动速率、摆动幅度、脉冲压力、脉冲频率及测试时间及次数等测试参数，开关控制柜8内具有数据信息处理功能的智能控制器，以其为核心通过协议或线路集中控制其它装置，使驱动装置3、加压系统6和检测组件等分别受开关控制柜8的控制，方便对金属软管9进行减振性能的检测并记录参数，进而分析测试金属软管9的工作数据，一旦出现工作异常可报警提醒，控制管理方便，向智能化控制方向发展。
64.关于所述金属软管的减振性能和疲劳寿命的量化分析判断，主要依据检测组件对金属软管9测试过程中检测获取的相关试验数据，为此，所述检测组件还包括连接所述振动装置2或驱动装置3的电子计数器，所述电子计数器用于检测所述运动板21的往复运动次数，从而达到测试金属软管9一端往复摆动次数的目的，通过测试次数多少可用来描述测试金属软管9的疲劳寿命性能好坏，这种电子计数器是集成在开关控制柜8内(在附图中未显示)，其具有可以检测运动板21或运动电机31的位移或旋转的传感器，从而可以直接检测运动板21的运动次数，或是通过检测运动电机31的转动次数来计算运动板21的运动次数。当测试的金属软管9损坏时，所述电子计数器所采集的测试次数越大，则说明测试金属软管9抗振动和耐摆动弯曲的次数就越高，即测试的金属软管9的减振性能越好、可用寿命就越长。
65.作为一种优选实施方式，参考图3，所述金属软管9的两端设置有连接两个振动检测仪4的两个检测位置，两个所述振动检测仪4通过传感器探头连接在两个检测位置上，该检测位置可优选为检测孔，安装连接方便，检测准确可靠，通过两个振动检测仪4连接在金属软管9的两端上，可以测试金属软管9两端的振动值大小，并量化分析出金属软管9的一端在经过测试波纹管段减振后，传导至金属软管9的另一端的振动值大小，采用同样方式，使用振动测试仪可以检测金属软管9上任意两点位置之间的振动值大小，并详细记录数据，方便量化描述金属波纹管段的减振性能好坏。
66.综上可知，利用所述振动检测仪和电子计数器可以测试不同金属软管的振动值大小和摆动测试次数，通过采用对比试验等方法，分析比较出不同金属软管9的减振性能和疲劳寿命，通过整理、归纳数据发现金属软管的振动性能影响因素的内在规律。在实际使用中，通过金属软管减振性能测试设备的试验数据归纳，可以优化金属软管的加工工艺，例如：通过比较金属软管9的波纹管段分别在壁厚0.2mm、0.25mm和0.3mm的不同试验结果参数，可用于分析不同壁厚的金属软管的减振性能和疲劳寿命，同样也可以比较不同长度的金属软管的减振性能测试，从而判断采用何种壁厚或长度的金属软管更适合实际管路的使
用，实用性好。
67.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。