一种多功能橡胶隔膜疲劳寿命测定装置

技术领域

本发明涉及一种应用于大型隔膜泵的多功能橡胶隔膜疲劳寿命测定装置。

背景技术

目前，隔膜泵输送的浆体向高温、高酸碱度发展，这使得在隔膜泵设计过程中对不同直径、不同工艺的橡胶隔膜在各种条件下的寿命检测变得尤为重要。设计制造出一款功能全面、结构合理的橡胶隔膜疲劳实验装置成为隔膜泵设计领域亟待解决的关键问题之一。

这不仅有利于为改善橡胶隔膜结构设计提供实验依据，也有利于对比不同冲次、不同温度和酸碱度料浆环境对隔膜疲劳寿命的影响，从而找到影响隔膜疲劳寿命的原因及改进措施。

用户现场反馈的结果表明：造成橡胶隔膜的疲劳破坏原因主要有两个，一是介质腐蚀；二是疲劳龟裂。因此隔膜疲劳寿命测定装置在设计时应保证试验环境与隔膜泵现场运行环境相一致，这也使得本发明在驱动方式、行程、冲次、试验橡胶膜片厚度等方面均呈现出用户现场实际原型机中隔膜的使用效果，实现了橡胶隔膜寿命的精准预测。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种结构简单，方便实用的多功能橡胶隔膜疲劳寿命测定装置。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括机架，其特征在于：机架内通过升降机构设置有加热油箱，机架顶部设置有安装平台，安装平台上设置有驱动电机，驱动电机的输出轴与一曲轴相连，曲轴上转动设置有连杆，连杆端部与一介杆的一端相连，介杆中部与机架上的导向套相配合；介杆的另一端设置有与膈膜内圆配合的膈膜内夹具，机架上位于膈膜内夹具的外侧设置有与膈膜外圆配合的膈膜外夹具；隔膜内夹具和膈膜外夹具与加热油箱顶部的开口位置相对应。

作为本发明的一种优选方案，所述曲轴端部设置有信号发生装置，安装平台上设置有信号发生装置的接近开关。

作为本发明的另一种优选方案，所述机架上设置有固定架，所述导向套设置于固定架的中心，所述膈膜外夹具设置于固定架的底部。

作为本发明的第三种优选方案，所述加热油箱内设置有温度传感器、加热器和油位指示器；所述温度传感器、加热器和油位指示器均与一PLC控制器相连。

本发明的有益效果：1、本发明结构新颖、使用方便，易于操作。

2、本发明运行稳定性强，能够模拟用户现场料浆环境的使用条件（高温、强酸碱度），从而准确评估橡胶隔膜的使用寿命。

3、本发明除曲轴、连杆外，主体结构可由钢板焊接制成，并退火消除内应力，成本低廉，方便支撑套的更换。

附图说明

图1是本发明的收拢状态结构示意图。

附图中1为升降机构、2为机架、3为加热油箱、4为膈膜外夹具、5为固定架、6为导向套、7为驱动电机、8为曲轴、9为连杆、10为介杆、11为膈膜内夹具、12为试片隔膜、13为把手、14为升降架、15为折叠架、16为安装平台、17为信号发生装置、18为接近开关。

具体实施方式

本发明包括机架2，其特征在于：机架2内通过升降机构1设置有加热油箱3，机架2顶部设置有安装平台16，安装平台16上设置有驱动电机7，驱动电机7的输出轴与一曲轴8相连，曲轴8上转动设置有连杆9，连杆9端部与一介杆10的一端相连，介杆10中部与机架2上的导向套6相配合；介杆10的另一端设置有与膈膜内圆配合的膈膜内夹具11，机架2上位于膈膜内夹具11的外侧设置有与膈膜外圆配合的膈膜外夹具4；隔膜内夹具和膈膜外夹具4与加热油箱3顶部的开口位置相对应。

作为本发明的一种优选方案，所述曲轴8端部设置有信号发生装置17，安装平台16上设置有信号发生装置17的接近开关18。

作为本发明的另一种优选方案，所述机架2上设置有固定架5，所述导向套6设置于固定架5的中心，所述膈膜外夹具4设置于固定架5的底部。

作为本发明的第三种优选方案，所述加热油箱3内设置有温度传感器、加热器和油位指示器；所述温度传感器、加热器和油位指示器均与一PLC控制器相连。

所述升降机构1包括升降架14，升降架14中部设置有丝杆，升降架14外设置有与丝杆相连的把手13，丝杆上设置有固定套和活动螺母，固定套和活动螺母上设置有折叠架15，升降架14上部与折叠架15上端相连，折叠架15下端与升降架14下部相连。

本发明作为一种应用于大型隔膜泵的多功能橡胶隔膜疲劳寿命测定装置。其结构如图1所示。

本发明采用曲柄滑块机构。驱动电机7的主轴输出的旋转运动，通过曲轴8、连杆9转化为直线往复运动，通过介杆10为滑块导向将往复运动传递给试片膈膜的膈膜内夹具11，致使试片膈膜受驱动力按正弦波做上下往复运动。试片膈膜外圆的球头通过隔膜外夹具安装固定于机架2上，并置于油箱中，提供模拟实际工况条件。机架2可采用钢板焊接成，焊后退火消除内应力，成本低廉，且易于焊接和加工。

电机可采用6级三相交流异步变频电机，通过调节频率的大小实现达到试验冲次的设定值。电机安装形式可采用卧式，工况连杆9力由整套运动副重量及阻力构成。曲轴8可采用单拐两端支撑结构，可设置偏心配重块，调整整套运动副的质心于水平X轴线上，实现设备运转的平稳性。强度分析，控制最大应力及挠曲变形。

曲轴8端部设置信号发生装置17，接近开关18采集信号，可由PLC控制计数，实现数据采集功能，即得到试片膈膜的使用寿命。

本发明试片膈膜的装夹压紧完全模拟隔膜的实际安装方式，一次可试验2件隔膜试片膈膜，便于试验数据的积累。

本发明的油箱为实验提供高温输送介质的工况环境，油箱设置2×3kW加热器、温度传感器及油位指示器，PLC接受温度传感器控制加热器的启停，温度控制在工作温度200～220℃范围内。油箱周边可包裹硅铝酸棉保温层，减少油箱与外界环境间的热交换。

本发明设置了升降机构1，便于更换试片膈膜，实现不接触高温区检查试件状态。

此外，本发明可采用电气控制，实现启停、调频的远程控制、温度自动控制以及数据采集等功能。

启动前注意事项如下。

（1）手动盘车，保证运动部件的灵活性。

（2）检测控制信号及反馈信号稳定、灵敏。

（3）轴承及关节处填充润滑脂。

（4）保证油液高度达到游标指定高度。

（5）运转前需要安装好各处安全防护罩。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。