基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置

摘要

本发明公开一种基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，涉及卡箍测试应用领域，包括变位模块、驱动模块、传动模块、导向模块和实验模块。本发明结构简单合理，通过传动模块控制相邻两个卡盘反向转动，配合导向模块可实现卡箍测试组件在卡盘组内不断变换运动轨迹；卡箍测试组件可在平台固定板的翻转作用下实现与阻力件的接触或脱离，进而实现对阻力弯矩条件的可控；测试时，通过变位模块使卡箍测试组件一端接触阻力件，从而可在运动状态下同时测试多组卡箍组件的弯曲疲劳性能。不仅所需能量大大减少，且卡箍测试组件能够随着运动使所受的弯矩方向不断变化，实现模拟卡箍组件复杂的工作环境的效果，从而提高测试的可靠性，实用性强。

权利要求

1.一种基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，包括：变位模块，所述变位模块包括机架和平台固定板，所述平台固定板转动安装于所述机架上；

传动模块，所述传动模块安装于所述平台固定板上，包括卡盘组和设置于所述卡盘组外周的卡套；所述卡盘组包括若干呈环形布置的卡盘，所述卡盘的外周设置有至少一个卡槽；卡箍测试组件的一端放置于所述卡槽内，以随所述卡盘转动；

导向模块，所述导向模块包括支架和底部铰接于所述支架上的伞形件；所述伞形件的伞柄顶部还通过弹性件与所述支架的底部连接；所述导向模块安装于相邻两所述卡盘之间，用于将所述卡箍测试组件从一所述卡盘衔接过渡至另一所述卡盘；

驱动模块，所述驱动模块与所述卡盘组连接，用于驱动各所述卡盘转动，且相邻两所述卡盘之间反向转动，从而实现所述卡箍测试组件的环绕运动；

实验模块，所述实验模块包括阻力物质，通过翻转所述平台固定板，能够使所述卡箍测试组件的另一端接触或脱离所述阻力物质；所述阻力物质用于在接触所述卡箍测试组件时，对所述卡箍测试组件的环绕运动施加阻力。

2.根据权利要求1所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，所述机架为龙门架，所述平台固定板通过转轴安装于所述龙门架上；所述转轴上安装有驱动头，所述龙门架上设置有电控箱，所述驱动头与所述电控箱电性连接。

3.根据权利要求1所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，若干所述卡盘呈矩形环紧密排布。

4.根据权利要求1所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，所述平台固定板上并排安装有两组所述传动模块。

5.根据权利要求1所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，所述驱动模块包括电机、主动齿轮和与所述主动齿轮啮合的从动齿轮组，所述电机通过连接轴与所述主动齿轮连接；所述从动齿轮组中的各从动齿轮分别与一所述卡盘连接。

6.根据权利要求1所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧，且所述弹簧处于自然状态时，能够使所述伞形件底部的一端翘起，另一端下压。

7.根据权利要求1所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，所述阻力物质为粘性物质。

8.根据权利要求7所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，所述实验模块设置有用于盛装所述粘性物质的实验池。

9.根据权利要求1所述的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，其特征在于，所述卡箍测试组件包括第一导管、第二导管和连接两导管的卡箍。

说明书

基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置

技术领域

[0001] 本发明涉及卡箍测试应用领域，特别是涉及一种基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置。

背景技术

[0002] 随着近年来飞机性能及管路设计水平的上升，对系统管路连接卡箍的可靠性能要求也日益提高，从而催生出诸多卡箍可靠性能测试设备。

[0003] 目前，常规的卡箍弯曲疲劳测试方法为：将卡箍及其组件按如图1所示安装在固定夹具上，施加最小拧紧力矩，将导管07的一端刚性固定，对另一端耳片011施加80％的额定
弯曲力矩。接头内部达到最大工作压力，工作介质为航空煤油。对试验组件施加十万次的偏
移循环，一次偏移循环包括：先向下施加弯曲力矩，再卸载，然后向上施加弯曲力矩，再卸
载。循环速率为60‑120个循环每分钟。每25000次循环时将试验组合件转动90°，此时应保证
不松开或拧紧接头。试验后拆卸卡箍并进行目视检查，卡箍不应产生泄露、变形和损坏。

[0004] 但是，常规的卡箍测试装置将卡箍组件一端固定，另一端加载上下往复的弯矩力，不仅耗能急剧增加，而且弯矩方向固定，与卡箍现场实际受力环境差距较大。因此，如何针
对这些不足，提出一种新型卡箍夹紧力测试装置是本发明亟待解决的一个问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，以解决上述现有技术存在的问题，该多组件卡箍弯曲疲劳测试装置可驱使卡箍测试组件做环绕运
动，并实现运动中对卡箍测试组件进行全方位多角度的抗弯曲疲劳测试。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0007] 本发明提供一种基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，主要包括：

[0008] 变位模块，所述变位模块包括机架和平台固定板，所述平台固定板转动安装于所述机架上；

[0009] 传动模块，所述传动模块安装于所述平台固定板上，包括卡盘组和设置于所述卡盘组外周的卡套；所述卡盘组包括若干呈环形布置的卡盘，所述卡盘的外周设置有至少一
个卡槽；卡箍测试组件的一端放置于所述卡槽内，以随所述卡盘转动；

[0010] 导向模块，所述导向模块安装于相邻两所述卡盘之间，用于将所述卡箍测试组件从一所述卡盘衔接过渡至另一所述卡盘；

[0011] 驱动模块，所述驱动模块与所述卡盘组连接，用于驱动各所述卡盘转动，且相邻两所述卡盘之间反向转动，从而实现所述卡箍测试组件的环绕运动；

[0012] 实验模块，所述实验模块包括阻力物质，通过翻转所述平台固定板，能够使所述卡箍测试组件的另一端接触或脱离所述阻力物质；所述阻力物质用于在接触所述卡箍测试组
件时，对所述卡箍测试组件的环绕运动施加阻力。

[0013] 可选的，所述机架为龙门架，所述平台固定板通过转轴安装于所述龙门架上；所述转轴上安装有驱动头，所述龙门架上设置有电控箱，所述驱动头与所述电控箱电性连接。

[0014] 可选的，若干所述卡盘呈矩形环紧密排布。

[0015] 可选的，所述平台固定板上并排安装有两组所述传动模块。

[0016] 可选的，所述驱动模块包括电机、主动齿轮和与所述主动齿轮啮合的从动齿轮组，所述电机通过连接轴与所述主动齿轮连接；所述从动齿轮组中的各从动齿轮分别与一所述
卡盘连接。

[0017] 可选的，所述导向模块包括支架和底部铰接于所述支架上的伞形件；所述伞形件的伞柄顶部还通过弹性件与所述支架的底部连接。

[0018] 可选的，所述弹性件为弹簧，且所述弹簧处于自然状态时，能够使所述伞形件底部的一端翘起，另一端下压。

[0019] 可选的，所述阻力件为粘性物质。

[0020] 可选的，所述实验模块设置有用于盛装所述粘性物质的实验池。

[0021] 可选的，所述卡箍测试组件包括第一导管、第二导管和连接两导管的卡箍。

[0022] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

[0023] 本发明提供的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，结构简单合理，通过传动模块控制相邻两个卡盘反向转动，配合伞形摇摆机构可实现卡箍测试组件在卡盘组
内不断变换运动轨迹；卡箍测试组件可在平台固定板的翻转作用下实现与阻力件的接触或
脱离，进而实现对阻力弯矩条件的可控；测试时，通过变位模块使卡箍测试组件一端接触阻
力件，从而可在运动状态下同时测试多组卡箍组件的弯曲疲劳性能。本发明不仅所需能量
大大减少，且卡箍测试组件能够随着运动使所受的弯矩方向不断变化，实现模拟卡箍组件
复杂的工作环境的效果，从而提高测试的可靠性，拓展了卡箍测试应用领域，实用性强。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。

[0025] 图1为现有卡箍弯曲疲劳试验中试验组件的结构示意图；

[0026] 图2为本发明多组件卡箍弯曲疲劳测试装置的结构示意图；

[0027] 图3为本发明传动模块的去卡套结构示意图；

[0028] 图4为本发明变位模块的结构示意图；

[0029] 图5为本发明导向模块的结构示意图；

[0030] 图6为本发明导向模块的工作原理图；

[0031] 图7为实施例一中卡箍测试组件的一种运动轨迹示意图；

[0032] 图8为实施例一中卡箍测试组件的另一种运动轨迹示意图；

[0033] 图9为本发明卡箍测试组件的结构示意图；

[0034] 其中，附图标记为：

[0035] 01‑卡箍；02、03‑接头；04‑密封圈；05‑接管嘴；06‑堵塞；07、08‑导管；09、010‑堵盖；011‑耳片；

[0036] 1‑控制箱；2‑驱动头；3‑机架；4‑平台固定板；5‑卡套；6‑卡盘；7‑主动齿轮；8‑实验池；9‑从动齿轮；10‑支架；11‑弹簧；12‑伞形件；13‑连接轴；14‑电机；15‑堵塞；16‑第一导
管；17‑卡箍；18‑第二导管；19‑卡圈；20‑卡箍测试组件；21‑堵盖。

具体实施方式

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

[0038] 本发明的目的是提供一种基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，该多组件卡箍弯曲疲劳测试装置可驱使卡箍测试组件做环绕运动，并不断变换运动轨迹，实现运
动中对卡箍测试组件进行全方位多角度的抗弯曲疲劳测试。

[0039] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0040] 实施例一：

[0041] 如图2‑9所示，本实施例提供一种基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳可靠性测试装置，装置主要包括变位模块、驱动模块、传动模块、导向模块和实验模块。传动模块通过
固定支撑模块固定于变位模块的平台固定板4，驱动模块的电机和导向模块也均安装于平
台固定板4，驱动模块还与传动模块同轴连接。传动模块可带动卡箍测试组件20翻转，使其
一端插入实验模块的实验池8内，并与其中的阻力物质接触。测试时，通过变位模块使卡箍
测试组件20一端向下插入阻力物质中，驱动模块带动卡盘组内每相邻两卡盘6相向旋转，导
向模块控制卡箍测试组件的转动方向，从而使多组卡箍测试组件20在一端受阻情况下在同
一轨迹上同时做环绕运动，从而完成测试过程。其中，阻力物质可优选为橡胶等粘性物质。

[0042] 本实施例中，如图2和4所示，变位模块包括控制箱1、驱动头2、机架3和平台固定板4；固定支撑模块包括平台固定板4和连接轴13，即传动模块中的个别卡盘6通过连接轴13安
装于平台固定板4上。其中，机架3优选为龙门架结构，平台固定板4通过转轴铰接于龙门架
上，驱动头2安装于转轴上，并与控制箱1电性连接；驱动头2可在控制箱1的电控作用下，带
动转轴旋转，进而实现平台固定板4的翻转，使得卡箍测试组件20一端插入实验池8内的粘
性液体中。

[0043] 本实施例中，如图2和3所示，传动模块包括卡套5和若干卡盘6，优选8个卡盘6组成一卡盘组，并呈矩形环紧密排布。相对应的，驱动模块包括电机14、主动齿轮7和若干从动齿
轮9，从动齿轮9的数量和排布方式均与卡盘组相对应，优选每个从动齿轮9上均同轴安装一
卡盘6，且各从动齿轮9之间为啮合关系。主动齿轮7设置于从动齿轮组外，并与其中一个从
动齿轮相啮合，主动齿轮7上也可安装卡盘。将传动模块和驱动模块看做一组实验组，在本
实施例中，可以同时在平台固定板4的同侧安装两组和两组以上实验组，也可以根据需求在
平台固定板4的两侧均安装实验组，具体可根据实际操作情况而定。

[0044] 如图2所示，电机14工作时，电机14连接的连接轴转动，主动齿轮7逆时针转动，与主动齿轮7啮合的从动齿轮9则沿相反方向转动，从而带动同轴的卡盘6逆时针转动，进而卡
盘组内的各卡盘联动，由于相邻卡盘反向转动，卡盘6与卡套5之间固定的卡箍测试件20可
随着不同卡盘6转动方向的不同而该改变运动轨迹，此过程中卡箍测试件20的运动轨迹可
如图7所示。反之，若保持其他因素不变，而仅将电机14最初的旋转方向改变，则可得到如图
8所示的运动轨迹。

[0045] 本实施例中，如图5和6所示，导向模块为一种伞形摇摆机构，包括支架10、弹簧11、伞形件12。其中，支架10与平台固定板4可拆卸连接；伞形件12倒置，且横杆中心与支架10铰
接，伞柄顶端通过弹簧11与支架10连接，当弹簧11在自然状态下时，伞形件12处于一端翘
起、另一端下压贴近支架10的状态。卡盘6和卡套5固定的卡箍测试组件20随着卡盘6转动，
当转到两卡盘接触点处时遇到导向模块，此时卡箍测试组件20随卡盘的转动受伞形件12伞
柄处阻碍被迫转向随另一卡盘6转动，之后，伞形件12翘起一端被压下、下压一端翘起，弹簧
11的变化则是从自然状态到拉伸态再到自然态。随后的卡箍测试组件20会逐次遇到导向模
块并被迫转向下一个卡盘6，做相反方向的转动，如此循环，直至卡箍测试组件20走完卡盘
组。当电机14重新启动，且反向转动使卡箍测试组件20反向走完卡盘组后，全部导向模块内
的伞形件12复位至最初的状态。综上所述，卡箍测试组件20在随卡盘组旋转一周后，调整电
机14的转向，可改变卡箍测试组件20的转动轨迹；在此过程中，伞形件12随卡箍测试组件20
转动轨迹的变化而左右摇摆。本实施例中，卡箍测试组件20的转动轨迹可以通过设定不同
的卡盘排布方式以及调整导向模块的设置位置来进行改变；比如本实施例中，矩形环分布
的卡盘组内，同一组相邻卡盘之间的导向模块设置在环内还是环外，将直接导致轨迹的变
化。

[0046] 本实施例中，上述导向模块主要起衔接过渡作用，卡盘6上设置有卡槽，当卡盘6上某一卡槽内的卡箍测试组件20触发伞形件12后，伞形件12单向摆动，摆动完成的瞬间另一
卡盘6上的某一空卡槽正好转过伞形件12，并正好承接跳转过来的卡箍测试组件20。卡盘6
上可同时设置多个卡槽，间隔分布，可以使得传动模块同时对多组卡箍测试组件20进行精
准测试。

[0047] 本实施例中，卡箍测试组件20在遇到导向模块时则被迫转向相反的方向，每个卡盘上，卡箍测试组件20在随卡盘转动4/1圆环至4/3圆环后便会变换轨迹，随新的卡盘转动。

[0048] 本实施例中，如图9所示，卡箍测试组件20包括第一导管16、卡箍17和第二导管18；第一导管16的一端设置堵塞15，第二导管18的一端设置卡圈19和堵盖21。卡箍17用于连接
第一导管16的另一端和第二导管18的另一端。当卡箍测试组件20装配在卡盘6上的时候，卡
圈19和堵盖21可以起到限位的作用。

[0049] 如图1所示为一种现有卡箍弯曲疲劳测试方法中卡箍管道组合件的结构设置，包括卡箍01、导管07和导管08，导管07和导管08的连接端分别设置有接头02和接头03，卡箍01
安装于接头02和接头03的对接缝处，实现将两导管连接。其中，卡箍01与导管之间还设置有
密封圈04；导管07的外端还依次设置有堵盖09、接管嘴05以及堵塞06，导管08的外端还依次
设置有堵盖010和耳片011。在本实施例中，卡箍测试组件20也可直接采用图1所示的卡箍01
与导管07和导管08的连接结构，至于图1所示的其余结构可根据具体的试验需求进行选择
和改进，在此不再赘述。

[0050] 由此可见，本实施例提供的基于环绕运动的多组件卡箍弯曲疲劳测试装置，通过传动模块控制相邻两个卡盘反向转动，配合伞形摇摆机构可实现卡箍测试组件在卡盘组内
不断变换运动轨迹；卡箍测试组件可在平台固定板的翻转作用下实现与阻力件的接触或脱
离，进而实现对阻力弯矩条件的可控；测试时，通过变位模块使卡箍测试组件一端接触阻力
件，从而可在运动状态下同时测试多组卡箍组件的弯曲疲劳性能。本实施例不仅所需能量
大大减少，且卡箍测试组件能够随着运动使所受的弯矩方向不断变化，实现模拟卡箍组件
复杂的工作环境的效果，从而提高测试的可靠性，拓展了卡箍测试应用领域，实用性强。

[0051] 需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本
发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明
的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义
和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及
的权利要求。

[0052] 本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依
据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容
不应理解为对本发明的限制。