液压传动 金属承压壳体的疲劳(循环/脉冲)压力试验方法

2020-06-17 0

今天带给大家的分享是关于液压传动金属承压壳体的疲劳(循环/脉冲)压力试验方法。该方法是在持续稳定的周期性内压力载荷下,进行液压传动元件的金属承压壳体疲劳(循环/脉冲)试验的方法。该方法适用于以下条件的液压元件承压壳体:

——用金属制造的;

——在不产生蠕变和低温脆化的温度下工作;

——仅承受压力引起的应力;

——不存在由于腐蚀或其他化学作用引起的强度降低;

——可以包括垫片、密封件和其他非金属元件。但是,这些不视为被试承压壳体的部分。

1、几个术语和定义:

a)较高循环试验压力:指定试验压力循环的最高等级的最小值。

b)较低循环试验压力:指定试验压力循环的最低等级的最大值。

c)循环试验压力范围:在试验期间,较高循环试验压力和较低循环试验压力的差。

d)承压壳体:元件中包含受压液压油液并采取封闭措施(螺栓、焊接等)的零件。

2、试验条件

2.1 在开始各项试验前,应排除被试元件和回路中存留的空气。

2.2 被试元件内的油液温度应在 15℃~80℃ 范围内。被试元件温度的最低值应为 15℃。

3、试验装置和试验准备

3.1 试验装置和试验回路应能够按照 5.1 的规定产生和重复循环压力。

3.2 应将压力传感器直接安装在被试元件内,或尽可能接近被试元件,以便记录作用于被试元件内部的压力。应消除在传感器和被试承压壳体间的任何影响因素。

3.3 应使用在试验温度下其运动黏度不高于 60mm?/s 的非腐蚀性液压油液作为加压介质。

3.4 应按照设计规范要求,对被试元件的不同部分施以不同的压力。

3.5 在静载荷条件下,当达到试验循环速率时,尤其当下列情况时,应验证引起的应力与压力的比值。

——压力必须渗入到封闭的各部分之间;

——试验大的元件;

——在接合处的滞后作用可以有效地影响应力。

注 1:应变仪可用于验证这个比值。如果使用,应设置在高应变区域的外表面。

注 2:为了简化循环或爆破试验,允许对被试元件做些修改,但所做的修改不应增加承压壳体的承压能力。

注 3:允许更换试验期间损坏的垫片和密封件,但要保证在它们重新装配后受压元件内的预紧力与拆卸前是相同的。在疲劳试验期间,紧固件的预紧力可以降低。当更换密封件或垫片时,紧固件的预紧力宜设置在这个降低的水平。

3.6 在试验期间,应遵守安全规程(见 GB/T3766),以保护人员和设备的安全。

4、准确度

4.1 测量仪器的精度应在下列极限范围内:

——压力:较高循环试验压力的 ±1.0%;

——应变:在较高循环试验压力下获得的应变值的 ±1%;

——时间:±0.002S的分辨率;

——温度:±2℃。

4.2 应使用压力传感器、放大器和记录装置。记录装置的频率范围为 0kHz~2kHz,幅值比为 -3dB~0dB。

4.3 测量仪器和测量规程应符合 JB/T7033 和 IS09110-2。

5、试验规程

5.1 循环压力试验

5.1.1 试验压力波形

对于在 5.1.2 中规定的时间周期,试验压力波形应达到较高循环试验压力和较低循环试验压力水平。图 1 列举了一个典型的试验压力波形。

图1压力疲劳试验压力波形

实际试验压力;

试验周期=T=1/试验频率=1/?=TR+T1+TF+T2

图 1 试验压力波形

5.1.2 压力试验循环

a)较高循环试验压力(Pu

对于时间段 T1(等于或大于 0.3T),实际试验压力应等于或超过较高循环试验压力。

b)压力增加的时间段(TR

在时间段 T内,实际试验压力应增加至较高循环试验压力,以使:

0.4T≤TR+T1≤0.6T

c)较低循环试验压力(PL

较低循环试验压力应不超过较高循环试验压力的 5%,除非在附录中另有规定。在循环的时间段 T内,实际试验压力应不超过较低循环试验压力。T2由下式给出:

0.9T1≤T2≤1.1T1

5.1.3 试验循环次数

应在 105~10范围内选择试验循环次数。

5.1.4 试验频率和时间段 T1

在选定的频率 ?=1/T,循环试验压力。

注:被试液压元件的疲劳寿命取决于在给定的压力振幅下压力变化的时间段 T1。因此,在给定的时间段内对元件试验的结果,不能用于预测该元件在不同时间段内能够经受住的循环次数。除非具有在高频率下试验的令人满意的经验,一般对于给定的压力宜采用频率 ?≤3Hz 或时间段 T1≥100ms。

5.2 综述

5.2.1 利用无破坏性的方法检验所有被试元件,以验证其与制造说明书的一致性。

5.2.2 如果需要,可在被试元件内放置金属球或其他非固定的配件,以减少压力油液的体积,但要保证放置的配件不妨碍正确的压力达到所有试验区域,并且不影响该元件的疲劳寿命(例如:对被试元件内表面产生锤击)。

5.2.3 当液压传动元件有多个设计为不同承压能力的内腔时,机械疲劳特性在这些内腔间是不同的。

这些内腔应作为承压壳体的不同部分进行试验。

6、失效标准

失效标准是:

——由疲劳引起的任何外泄漏(在 3.5 要求的条件下);

——由疲劳引起的任何内泄漏(在 3.5 要求的条件下);

——材料分离(例如:裂缝)。

7、试验报告

应做出包括下列数据的试验报告:

a)GB/T19934 本部分的编号和所用附录的标识;

b)试验地点;

c)试验人员的身份和试验日期,

d)被试元件描述(制造商,材料);

e)被试元件编号;

f)较高和较低循环试验压力(PU,PL);

g)循环试验频率(?)和时间段(T1);

h)完成的压力循环次数,

i)试验液压油液的类型;

j)典型的循环曲线(压力/时间);

k)液压油液和周围环境的温度;

l)垫片和密封件的更换,它们的循环寿命和重新建立紧固件预紧的方法;

m)检测仪器系统和传感器的频率响应;

n)为完成试验,对被试元件所做的任何修改的描述(图形和文字);

o)任何其他注释。


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金属承压壳体的疲劳(循环/脉冲)压力试验机设备图

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