CN113686692A - 一种hdpe波纹管力学强度测试工装 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种HDPE波纹管力学强度测试工装，包括第一顶推组件和第二顶推组件，第一顶推组件和第二顶推组件之间形成装夹通道，第一顶推组件和第二顶推组件能够伸缩，第一顶推组件和第二顶推组件伸缩后改变装夹通道的宽度和弯曲程度实现模仿地沟形状，装夹通道用于装夹HDPE波纹管，第一顶推组件和第二顶推组件上安装有位移传感器和压力传感器，位移传感器用于检测第一顶推组件和第二顶推组件伸缩量，压力传感器用于检测第一顶推组件与HDPE波纹管之间以及第二顶推组件与HDPE波纹管之间的压力。采用控制变量法，控制压力不变，来分析计算位移数据，然后通过控制位移不变，来计算分析压力数据，从而跟准确的获得HDPE波纹管弯曲时的力学强度规律。

Description

一种HDPE波纹管力学强度测试工装
技术领域
本申请涉及波纹管强度测试技术领域，尤其涉及一种HDPE波纹管力学强度测试工装。
背景技术
HDPE波纹管又叫做PE波纹管，即聚乙烯材质挤出成型的塑胶保护套管，因其内外部是环形波纹状又叫波纹管。起保护线缆不受损害的作用。耐磨性好，耐腐蚀等特点。因为PE材质更耐腐蚀，耐磨损和老化，绿色环保，所以PE波纹管也常用作雨污水支管。
HDPE波纹管在弯曲的地沟中铺设时，HDPE波纹管外壁与地沟的内壁抵接，受到地沟的内壁顶压使得HDPE波纹管随着地沟弯曲，随着弯曲程度的不同，HDPE波纹管的外壁发生的挤压变形量(朝靠近HDPE波纹管内部陷的深度)也不同，通常弯曲程度越大，挤压变形量越大。在HDPE波纹管生产过程中，需要对HDPE波纹管的力学强度进行测试，以获得HDPE波纹管在多种预设弯曲程度状态下对应的挤压变形量，现有技术中通常是将HDPE波纹管的其中一端固定，然后使用顶杆顶压HDPE波纹管的另一端，使HDPE波纹管发生弯曲变形，然而这种弯曲变形与地沟弯曲形状不匹配，地沟的弯曲形状通常为弧形，然而顶压HDPE波纹管的其中一端发生的弯曲形状接近抛物线形，跟实际工况具有较大的差别，测试结果可靠性低，因此需要设计一种HDPE波纹管力学强度测试工装，来测试获得HDPE波纹管在发生弧形弯曲时对应的挤压变形量的规律。
发明内容
本申请提供一种HDPE波纹管力学强度测试工装，用于解决现有技术中HDPE波纹管的其中一端发生的弯曲形状接近抛物线形，跟实际工况具有较大的差别，测试结果可靠性低的问题。
为达到上述目的，本申请的实施例提出如下技术方案：
一种HDPE波纹管力学强度测试工装，包括第一顶推组件和第二顶推组件，所述第一顶推组件包括若干个第一液压缸，所述第一液压缸并排设置，所述第一液压缸在同一平面上排列，所述第一液压缸的活塞杆朝向相同；所述第二顶推组件包括若干个第二液压缸，所述第二液压缸并排设置，所述第二液压缸在同一平面上排列，所述第二液压缸的活塞杆朝向相同；所述第一液压缸所在的排列平面与所述第二液压缸所在的排列平面位于同一平面上，所述第一液压缸的中轴线与所述第二液压缸的中轴线位于同一直线上，所述第一液压缸的活塞杆朝向靠近所述第二液压缸的活塞杆，所述第二液压缸的活塞杆朝向靠近所述第一液压缸的活塞杆，所述第一液压缸的活塞杆的朝向与所述第二液压缸的活塞杆的朝向相反；所述第一液压缸的活塞杆与所述第二液压缸的活塞杆相互靠近的一端之间形成装夹通道；
所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第一位移传感器和第一压力传感器，所述第一位移传感器用于检测所述第一液压缸的活塞杆伸缩的距离，所述第一压力传感器用于检测所述第一液压缸的活塞杆沿平行于所述第一液压缸的方向受到的压力；
所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第二位移传感器和第二压力传感器，所述第二位移传感器用于检测所述第二液压缸的活塞杆伸缩的距离，所述第二压力传感器用于检测所述第二液压缸的活塞杆沿平行于所述第二液压缸的方向受到的压力。
一些实施方式中，所述第一液压缸的排列间距均匀一致。
一些实施方式中，相邻所述第一液压缸的中轴线之间的距离小于或等于50毫米。
一些实施方式中，所述第一液压缸的活塞杆靠近所述第二液压缸的一端的端面上固定连接有第一顶杆，所述第一顶杆的形状为圆柱形，所述第一顶杆的中轴线与所述第一液压缸所在的排列平面垂直。
一些实施方式中，所述第一压力传感器位于所述第一顶杆和所述第一液压缸的活塞杆的端面之间，所述第一压力传感器的其中一面与所述第一顶杆固定连接，所述第一压力传感器的另一面与所述第一液压缸的活塞杆的端面固定连接。
一些实施方式中，所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第一固定架，所述第一液压缸的缸体与所述第一固定架固定连接，所述第一位移传感器与所述第一固定架固定连接，所述第一位移传感器为红外距离传感器，所述第一位移传感器的红外线发射端沿平行于所述第一液压缸的方向正对所述第一顶杆。
一些实施方式中，所述第二液压缸的活塞杆靠近所述第一液压缸的一端的端面上固定连接有第二顶杆，所述第二顶杆的形状为圆柱形，所述第二顶杆的中轴线与所述第二液压缸所在的排列平面垂直。
一些实施方式中，所述第二压力传感器位于所述第二顶杆和所述第二液压缸的活塞杆的端面之间，所述第二压力传感器的其中一面与所述第二顶杆固定连接，所述第二压力传感器的另一面与所述第二液压缸的活塞杆的端面固定连接。
一些实施方式中，所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第二固定架，所述第二液压缸的缸体与所述第二固定架固定连接，所述第二位移传感器与所述第二固定架固定连接，所述第二位移传感器为红外距离传感器，所述第二位移传感器的红外线发射端沿平行于所述第二液压缸的方向正对所述第二顶杆。
一些实施方式中，所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括工作台，所述工作台的上表面水平设置，所述第一液压缸所在的排列平面与所述工作台的上表面平行，所述第一液压缸和所述第二液压缸位于所述工作台上方，所述第一液压缸的缸体与所述工作台固定连接，所述第二液压缸的缸体与所述工作台固定连接；所述装夹通道的其中一端设有定位板，所述定位板位于所述工作台上方，所述定位板与所述工作台的上表面固定连接，所述定位板与所述工作台的上表面垂直。
附图说明
图1是本申请实施例中HDPE波纹管力学强度测试工装的结构示意图；
图2是图1中A方向的向视图；
图3是图1中B处的局部放大图；
图4是图1中C处的局部放大图；
图5是本申请实施例中HDPE波纹管力学强度测试工装装夹在装夹通道内时的结构示意图；
图6是本申请实施例中HDPE波纹管力学强度测试工装朝一个方向弯曲HDPE波纹管时的结构示意图；
图7是本申请实施例中HDPE波纹管力学强度测试工装朝另一个方向弯曲HDPE波纹管时的结构示意图。
附图标记：
101、第一顶推组件；102、第二顶推组件；103、第一液压缸；104、第二液压缸；105、装夹通道；106、第一位移传感器；107、第一压力传感器；108、第二位移传感器；109、第二压力传感器；110、第一顶杆；111、第一固定架；112、第二顶杆；113、第二固定架；114、工作台；115、定位板；116、HDPE波纹管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。
如图1、图2和图5所示，在本申请的实施例中，提供一种HDPE波纹管116力学强度测试工装，包括第一顶推组件101和第二顶推组件102，第一顶推组件101包括若干个第一液压缸103，第一液压缸103并排设置，第一液压缸103在同一平面上排列，第一液压缸103的活塞杆朝向相同；第二顶推组件102包括若干个第二液压缸104，第二液压缸104并排设置，第二液压缸104在同一平面上排列，第二液压缸104的活塞杆朝向相同；第一液压缸103所在的排列平面与第二液压缸104所在的排列平面位于同一平面上，第一液压缸103的中轴线与第二液压缸104的中轴线位于同一直线上，第一液压缸103的活塞杆朝向靠近第二液压缸104的活塞杆，第二液压缸104的活塞杆朝向靠近第一液压缸103的活塞杆，第一液压缸103的活塞杆的朝向与第二液压缸104的活塞杆的朝向相反；第一液压缸103的活塞杆与第二液压缸104的活塞杆相互靠近的一端之间形成装夹通道105；HDPE波纹管116力学强度测试工装还包括第一位移传感器106和第一压力传感器107，第一位移传感器106用于检测第一液压缸103的活塞杆伸缩的距离，第一压力传感器107用于检测第一液压缸103的活塞杆沿平行于第一液压缸103的方向受到的压力；HDPE波纹管116力学强度测试工装还包括第二位移传感器108和第二压力传感器109，第二位移传感器108用于检测第二液压缸104的活塞杆伸缩的距离，第二压力传感器109用于检测第二液压缸104的活塞杆沿平行于第二液压缸104的方向受到的压力。
如图5、图6和图7所示，本实施例提供的HDPE波纹管116力学强度测试工装，在工作过程中，将HDPE波纹管116摆放在装夹通道105内，第一液压缸103和第二液压缸104分别伸长至活塞杆的端部与HDPE波纹管116接触，此时，第一液压缸103的活塞杆的末端位于一条直线上，第二液压缸104的活塞杆的末端位于一条直线上，且第一液压缸103所在的排列平面经过HDPE波纹管116的中轴线，使用液压控制***分别控制第一液压缸103和第二液压缸104的伸缩量，使装夹通道105弯曲成预设的弧形，同时控制装夹通道105的内圈与外圈之间的垂直距离等于HDPE波纹管116的外壁直径，保持一段时间后，通过计算机采集第一位移传感器106、第二位移传感器108、第一压力传感器107以及第二压力传感器109检测到的数据，通过分析并计算这些数据获得HDPE波纹管116弧形内侧以及HDPE波纹管116弧形外侧与各液压缸顶压位点对应的压力值和变形量。采用控制变量法，控制压力不变，来分析计算位移数据，然后通过控制位移不变，来计算分析压力数据，从而跟准确的获得HDPE波纹管116弯曲时的力学强度规律。通过控制第一液压缸103和第二液压缸104的伸缩量，能够得到多种弯曲程度的装夹通道105，从而测试HDPE波纹管116在不同弯曲程度时对应的力学强度变化规律。
第一液压缸103和第二液压缸104协同工作还能够对HDPE波纹管116进行双向弯折检测，第一液压缸103收缩，第二液压缸104伸长，HDPE波纹管116朝靠近第一液压缸103的方向弯折；第一液压缸103伸长，第二液压缸104收缩，HDPE波纹管116朝靠近第二液压缸104的方向弯折。
一些实施方式中，第一液压缸103的排列间距均匀一致。
一些实施方式中，相邻第一液压缸103的中轴线之间的距离小于或等于50毫米。
通过上述实施方式，第一液压缸103的中轴线之间的间距越小，第一液压缸103顶推HDPE波纹管116外壁的点位越密集，采集的数据样本越大，检测精度越高。
如图2和图3所示，一些实施方式中，第一液压缸103的活塞杆靠近第二液压缸104的一端的端面上固定连接有第一顶杆110，第一顶杆110的形状为圆柱形，第一顶杆110的中轴线与第一液压缸103所在的排列平面垂直。
通过上述实施方式，HDPE波纹管116在被顶压时会发生一定程度的变形并且其中轴线可能在一定范围内偏离第一液压缸103所在的排列平面，第一顶杆110设置为圆柱形并且与第一液压缸103所在的排列平面垂直能够使HDPE波纹管116不会从第一顶杆110上滑脱。
如图3所示，一些实施方式中，第一压力传感器107位于第一顶杆110和第一液压缸103的活塞杆的端面之间，第一压力传感器107的其中一面与第一顶杆110固定连接，第一压力传感器107的另一面与第一液压缸103的活塞杆的端面固定连接。
通过上述实施方式，第一压力传感器107采用压敏电阻片，能够检测出第一液压缸103的活塞杆受到的轴向(与第一液压缸103的中轴线平行的方向)压应力，从而得到HDPE波纹管116在对应点位处受到的压力。
如图1和图2所示，一些实施方式中，HDPE波纹管116力学强度测试工装还包括第一固定架111，第一液压缸103的缸体与第一固定架111固定连接，第一位移传感器106与第一固定架111固定连接，第一位移传感器106为红外距离传感器，第一位移传感器106的红外线发射端沿平行于第一液压缸103的方向正对第一顶杆110。
通过上述实施方式，第一位移传感器106通过红外线检测与第一顶杆110之间的距离，第一液压缸103伸缩后，第一红外传感器将变化后的检查数据传输给电脑进行分析计算。
一些实施方式中，第二液压缸104的活塞杆靠近第一液压缸103的一端的端面上固定连接有第二顶杆112，第二顶杆112的形状为圆柱形，第二顶杆112的中轴线与第二液压缸104所在的排列平面垂直。
通过上述实施方式，HDPE波纹管116在被顶压时会发生一定程度的变形并且其中轴线可能在一定范围内偏离第二液压缸104所在的排列平面，第二顶杆112设置为圆柱形并且与第二液压缸104所在的排列平面垂直能够使HDPE波纹管116不会从第二顶杆112上滑脱。
如图4所示，一些实施方式中，第二压力传感器109位于第二顶杆112和第二液压缸104的活塞杆的端面之间，第二压力传感器109的其中一面与第二顶杆112固定连接，第二压力传感器109的另一面与第二液压缸104的活塞杆的端面固定连接。
通过上述实施方式，第二压力传感器109采用压敏电阻片，能够检测出第二液压缸104的活塞杆受到的轴向(与第二液压缸104的中轴线平行的方向)压应力，从而得到HDPE波纹管116在对应点位处受到的压力。
如图1和图2所示，一些实施方式中，HDPE波纹管116力学强度测试工装还包括第二固定架113，第二液压缸104的缸体与第二固定架113固定连接，第二位移传感器108与第二固定架113固定连接，第二位移传感器108为红外距离传感器，第二位移传感器108的红外线发射端沿平行于第二液压缸104的方向正对第二顶杆112。
通过上述实施方式，第二位移传感器108通过红外线检测与第二顶杆112之间的距离，第二液压缸104伸缩后，第二红外传感器将变化后的检查数据传输给电脑进行分析计算。
一些实施方式中，HDPE波纹管116力学强度测试工装还包括工作台114，工作台114的上表面水平设置，第一液压缸103所在的排列平面与工作台114的上表面平行，第一液压缸103和第二液压缸104位于工作台114上方，第一液压缸103的缸体与工作台114固定连接，第二液压缸104的缸体与工作台114固定连接；装夹通道105的其中一端设有定位板115，定位板115位于工作台114上方，定位板115与工作台114的上表面固定连接，定位板115与工作台114的上表面垂直。
通过上述实施方式，工作台114能够对HDPE波纹管116的下表面进行支撑，HDPE波纹管116水平摆放可以减小重力对检测结果的干扰，提高检测精度，优选的，在工作台114上表面涂抹润滑油，减小HDPE波纹管116与工作台114上表面的摩擦力，减小摩擦阻力对检测结果的干扰。HDPE波纹管116的长度切割为预设长度，HDPE波纹管116的端部与定位板115抵接后，第一液压缸103排布长度的中心位置能够与HDPE波纹管116两端之间的中心位置对齐。
以上实施例仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本申请的实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，包括第一顶推组件和第二顶推组件，所述第一顶推组件包括若干个第一液压缸，所述第一液压缸并排设置，所述第一液压缸在同一平面上排列，所述第一液压缸的活塞杆朝向相同；所述第二顶推组件包括若干个第二液压缸，所述第二液压缸并排设置，所述第二液压缸在同一平面上排列，所述第二液压缸的活塞杆朝向相同；所述第一液压缸所在的排列平面与所述第二液压缸所在的排列平面位于同一平面上，所述第一液压缸的中轴线与所述第二液压缸的中轴线位于同一直线上，所述第一液压缸的活塞杆朝向靠近所述第二液压缸的活塞杆，所述第二液压缸的活塞杆朝向靠近所述第一液压缸的活塞杆，所述第一液压缸的活塞杆的朝向与所述第二液压缸的活塞杆的朝向相反；所述第一液压缸的活塞杆与所述第二液压缸的活塞杆相互靠近的一端之间形成装夹通道。
所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第一位移传感器和第一压力传感器，所述第一位移传感器用于检测所述第一液压缸的活塞杆伸缩的距离，所述第一压力传感器用于检测所述第一液压缸的活塞杆沿平行于所述第一液压缸的方向受到的压力。
所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第二位移传感器和第二压力传感器，所述第二位移传感器用于检测所述第二液压缸的活塞杆伸缩的距离，所述第二压力传感器用于检测所述第二液压缸的活塞杆沿平行于所述第二液压缸的方向受到的压力。
2.根据权利要求1所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述第一液压缸的排列间距均匀一致。
3.根据权利要求2所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，相邻所述第一液压缸的中轴线之间的距离小于或等于50毫米。
4.根据权利要求1至3任一项所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述第一液压缸的活塞杆靠近所述第二液压缸的一端的端面上固定连接有第一顶杆，所述第一顶杆的形状为圆柱形，所述第一顶杆的中轴线与所述第一液压缸所在的排列平面垂直。
5.根据权利要求4所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述第一压力传感器位于所述第一顶杆和所述第一液压缸的活塞杆的端面之间，所述第一压力传感器的其中一面与所述第一顶杆固定连接，所述第一压力传感器的另一面与所述第一液压缸的活塞杆的端面固定连接。
6.根据权利要求4所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第一固定架，所述第一液压缸的缸体与所述第一固定架固定连接，所述第一位移传感器与所述第一固定架固定连接，所述第一位移传感器为红外距离传感器，所述第一位移传感器的红外线发射端沿平行于所述第一液压缸的方向正对所述第一顶杆。
7.根据权利要求1至3任一项所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述第二液压缸的活塞杆靠近所述第一液压缸的一端的端面上固定连接有第二顶杆，所述第二顶杆的形状为圆柱形，所述第二顶杆的中轴线与所述第二液压缸所在的排列平面垂直。
8.根据权利要求7所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述第二压力传感器位于所述第二顶杆和所述第二液压缸的活塞杆的端面之间，所述第二压力传感器的其中一面与所述第二顶杆固定连接，所述第二压力传感器的另一面与所述第二液压缸的活塞杆的端面固定连接。
9.根据权利要求7所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括第二固定架，所述第二液压缸的缸体与所述第二固定架固定连接，所述第二位移传感器与所述第二固定架固定连接，所述第二位移传感器为红外距离传感器，所述第二位移传感器的红外线发射端沿平行于所述第二液压缸的方向正对所述第二顶杆。
10.根据权利要求1-7所述的HDPE波纹管力学强度测试工装，其特征在于，所述HDPE波纹管力学强度测试工装还包括工作台，所述工作台的上表面水平设置，所述第一液压缸所在的排列平面与所述工作台的上表面平行，所述第一液压缸和所述第二液压缸位于所述工作台上方，所述第一液压缸的缸体与所述工作台固定连接，所述第二液压缸的缸体与所述工作台固定连接；所述装夹通道的其中一端设有定位板，所述定位板位于所述工作台上方，所述定位板与所述工作台的上表面固定连接，所述定位板与所述工作台的上表面垂直。
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