复合管材结合力的测试装置及测试方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010289175.4 (22)申请日 2020.04.14 (71)申请人 浙江天管久立特材有限公司 地址 313000 浙江省湖州市南浔区双林镇 镇西长生桥甲一号 (72)发明人 邱锋张春芬杨国平任向锋 吴胜强周建根马世龙费明明 (74)专利代理机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 代理人 李鑫 (51)Int.Cl. G01N 19/04(2006.01) (54)发明名称 复合管材结合力的测试装置及测试方法 (57)摘要 本发明涉及一种复合管材结合力的测。

2、试装 置及测试方法， 属于复合管材性能测试技术领 域。 测试装置包含有衬管施压模具和基管施压模 具， 管施压模具和基管施压模上分别设置有衬管 施压件和基管施压件， 衬管施压件和基管施压件 可调节位置以适应不同的管径。 方法包含有样管 准备、 定位调节、 安装模具和加压试验步骤。 该测 试装置及方法能准确的测试结合力数据， 简化了 测试步骤， 能够实现衬管施压件和基管施压件对 应管径的无极调节， 还能够节约模具开发成本和 原料成本。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 111351748 A 2020.06.30 CN 111351748 A 1.复合管材结合力的测试装置， 其特征在于，。

3、 包含有： 衬管施压模具 （1） ， 通过若干个衬管施压件 （1-1） 作用于复合管材一端的衬管的端面 处； 所述衬管施压件 （1-1） 上设置有作用于所述衬管的端面处的衬管施压部 （1-1.1） 和作用 于所述衬管的内侧壁的衬管定位部 （1-1.2） ； 所述衬管施压件 （1-1） 可移动的设置于第一调 节件 （1-2） 上； 基管施压模具 （2） ， 其通过若干个基管施压件 （2-1） 作用于复合管材另一端的基管的端 面处； 所述基管施压件 （2-1） 上设置有作用于所述基管的端面处的基管施压部 （2-1.1） 和作 用于所述基管的外侧壁的基管定位部 （2-1.2） ； 所述基管施压件 （。

4、2-1） 可移动的设置于第二 调节件 （2-2） 上。 2.根据权利要求1所述的复合管材结合力的测试装置， 其特征在于： 测试时， 若干个所 述衬管施压部 （1-1.1） 均匀的分布于复合管材一端的衬管的端面处， 若干个所述基管施压 部 （2-1.1） 均匀的分布于复合管材另一端的基管的端面处。 3.根据权利要求1所述的复合管材结合力的测试装置， 其特征在于： 所述衬管施压部 （1-1.1） 和所述基管施压部 （2-1.1） 均为施压的平面。 4.根据权利要求1所述的复合管材结合力的测试装置， 其特征在于： 所述衬管定位部 （1-1.2） 的定位轮廓与所述衬管的内侧壁轮廓相适配， 所述基管定位。

5、部 （2-1.2） 的定位轮廓 与所述基管的外侧壁轮廓相适配。 5.根据权利要求1所述的复合管材结合力的测试装置， 其特征在于： 所述第一调节件 （1-2） 和所述第二调节件 （2-2） 均包含有螺杆， 所述衬管施压件 （1-1） 和所述基管施压件 （2- 1） 上均设置有与所述螺杆的螺纹相适配的螺孔。 6.根据权利要求1所述的复合管材结合力的测试装置， 其特征在于： 所述衬管施压件 （1-1） 在所述基管端面的轴向方向上设置有基管限位部 （1-1.3） 。 7.根据权利要求1所述的复合管材结合力的测试装置， 其特征在于： 所述基管施压件 （2-1） 在所述衬管端面的轴向方向上设置有衬管限位部。

6、 （2-1.3） 。 8.采用权利要求17中任一项所述的测试装置的复合管材结合力的测试方法， 其特征 在于， 包含有如下步骤： 样管准备： 准备两端平齐的复合管材样管； 定位调节： 将若干个衬管施压件 （1-1） 的衬管定位部 （1-1.2） 与所述复合管材样管一 端的衬管内壁进行定位， 将若干个基管施压件 （2-1） 的基管定位部 （2-1.2） 与所述复合管材 样管另一端的基管外壁进行定位； 安装模具： 将衬管施压模具 （1） 和基管施压模具 （2） 置于压机的两个压合面之间； 加压试验： 开启压机直至衬管和基管分离， 得到结合力的数据； 步骤、 步骤和步骤之间的顺序可任意调换， 不影响测。

7、试方法的测试结果。 9.根据权利要求8所述的复合管材结合力的测试方法， 其特征在于： 步骤中， 若干个 衬管施压部 （1-1.1） 均匀的分布于复合管材一端的衬管的端面处， 若干个基管施压部 （2- 1.1） 均匀的分布于复合管材另一端的基管的端面处。 10.根据权利要求8所述的复合管材结合力的测试方法， 其特征在于： 步骤中， 将所述 衬管施压模具 （1） 和所述基管施压模具 （2） 分别固定安装于压机的上砧座和下砧座上。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111351748 A 2 复合管材结合力的测试装置及测试方法 技术领域 0001 本发明涉及复合管材性能测试技术领域， 具体涉及一种复。

8、合管材结合力的测试装 置及测试方法。 背景技术 0002 双金属机械复合管通常是由两种管材通过旋压、 液压、 拉拔等工艺使得外层的基 管、 内层的衬管内外径发生变化而紧密结合在一起的管材产品， 两种管材之间的结合强度 是双金属复合管的重要性能指标， 因此必须对复合后的管材进行结合力测试试验。 0003 现有技术中的试验样件准备过程为： 在长管上截取一定长度的样管， 然后对该样管进行机械加工， 车去样管一端的外层管 留下内层管， 再车去另一端的内层管留下外层管形成样件。 样件准备完成后再使用电子压 机压下进行压力检测进而测算出两层管材之间的结合力。 0004 现有的这种试验方法存在4个缺陷： 1。

9、、 截取样管后分别进行两端的内外层车削加工， 因为车削扭矩、 径向车削力的原因导 致样管的内外管层之间存在扭转、 径向受力现象， 进而引起结合力试验的数据偏差； 2、 车削加工中的震动引起样件结合点、 结合间隙变化， 导致结合力试验的数据偏差； 3、 由于样管、 基管存在椭圆度偏差、 壁厚偏差， 在车削加工过程中不能够精确的去除样 管的内层或外层， 会导致样管轮廓发生变化， 进而导致后期实验数据偏差； 4、 采用车削加工方法， 样管准备周期长， 结合力测试试验的效率不高。 0005 为此， 现有技术中有改进的技术方案， 如申请公布号为CN 110132839 A的中国发 明专利公开了一种用于双。

10、金属复合管之基覆管界面结合强度测试模具及方法， 包括上模板 及下模板， 上模板和下模板之间通过导柱导向连接， 上模板上安装有上模座， 上模座上安装 有冲头刀块， 下模座内设置有下模刀口， 下模刀口中心开设有阶梯孔， 冲头刀块外径与基覆 管外管内径相同， 下模刀口中的阶梯孔中有一个孔的内径与其配合的冲头刀块外径相同， 其刀头可以更换， 下模刀口采用一模多刀口的设计， 操作容易， 结构简单， 使用和维护方便， 使用寿命长的优势。 0006 然而， 该改进的技术方案尚存在如下缺陷： 1、 该测试模具只能够对固定一系列管径的基覆管进行结合力测试， 当基覆管的管径不 在下模刀口的阶梯孔的孔径范围内时， 。

11、即无法采用该测试模具进行测试； 2、 即使基覆管的管径在阶梯孔的孔径范围内， 当更换测试不同管径的基覆管时， 需要 更换不同的刀头， 操作仍嫌繁琐， 且多个刀头增加了该测试模具的加工成本和材料成本； 3、 该测试模仍需设置独立的加压液压装置， 并没有考虑与常用的加压设备联用， 增加 了模具的成本和模具占用的空间， 并需要额外的电源对其供电。 发明内容 0007 针对上述问题， 本申请以增加对不同管径的适配性、 节约装置的成本以及节约空 说明书 1/5 页 3 CN 111351748 A 3 间等为主要目的， 开发了一种新的结合力测试工装模具及与其配套的实验方法。 0008 本发明解决上述问题。

12、的技术方案如下： 复合管材结合力的测试装置， 包含有： 衬管施压模具， 通过若干个衬管施压件作用于复合管材一端的衬管的端面处； 所述衬 管施压件上设置有作用于所述衬管的端面处的衬管施压部和作用于所述衬管的内侧壁的 衬管定位部； 所述衬管施压件可移动的设置于第一调节件上； 基管施压模具， 其通过若干个基管施压件作用于复合管材另一端的基管的端面处； 所 述基管施压件上设置有作用于所述基管的端面处的基管施压部和作用于所述基管的外侧 壁的基管定位部； 所述基管施压件可移动的设置于第二调节件上。 0009 所谓衬管， 即复合管材中位于内侧的管件； 所谓基管， 即复合管材中位于外侧的管 件， 基管包覆在衬。

13、管的外侧面形成复合管材。 0010 在第一调节件和第二调节件上， 衬管施压件和基管施压件可分别进行调节， 以适 应于不同的衬管内径和基管外径， 即在一定范围内， 可实现衬管施压件和基管施压件对应 管径的无极调节， 适用范围广， 无需针对新管径的复合管材产品而开发新的模具。 0011 衬管施压件和基管施压件的数量至少为两个， 也可以是多个， 以使得其对复合管 材的施加力趋向均匀， 并且， 第一调节件的数量与衬管施压件的数量相适配， 第二调节件的 数量与基管施压件的数量相适配。 0012 测试时， 只需将衬管施压模具和基管施压模具分别置于压机的两个压合面之间即 可， 能够与现有的加压设备相连用， 。

14、无需额外的独立加压装置和独立电源， 节省了占用的空 间。 0013 施加压力时， 衬管施压部仅作用于衬管的端部而不作用于基管的端部， 基管施压 部仅作用于基管的端部而不作用于衬管的端部。 0014 作为上述技术方案的优选， 测试时， 若干个所述衬管施压部均匀的分布于复合管 材一端的衬管的端面处， 若干个所述基管施压部均匀的分布于复合管材另一端的基管的端 面处。 0015 均匀分布通常是指在加压时， 衬管施压部以复合管材的轴线为对称轴， 轴对称的 分布在衬管的端面上； 基管施压部以复合管材的轴线为对称轴， 轴对称的分布在基管的端 面上。 0016 作为上述技术方案的优选， 所述衬管施压部和所述基。

15、管施压部均为施压的平面。 0017 作为上述技术方案的优选， 所述衬管定位部的定位轮廓与所述衬管的内侧壁轮廓 相适配， 所述基管定位部的定位轮廓与所述基管的外侧壁轮廓相适配。 0018 衬管定位部的定位轮廓即-衬管定位部与衬管的内侧壁相接触的部位的轮廓， 基 管定位部的定位轮廓即-基管定位部与基管的外侧壁相接触的部位的轮廓。 0019 作为上述技术方案的优选， 所述第一调节件和所述第二调节件均包含有螺杆， 所 述衬管施压件和所述基管施压件上均设置有与所述螺杆的螺纹相适配的螺孔。 0020 螺杆可转动的设置于衬管施压模具和基管施压模具上， 只需转动螺杆， 即可调节 衬管施压件和基管施压件在螺杆上。

16、的位置。 0021 作为上述技术方案的优选， 所述衬管施压件在所述基管端面的轴向方向上设置有 基管限位部。 说明书 2/5 页 4 CN 111351748 A 4 0022 作为上述技术方案的优选， 所述基管施压件在所述衬管端面的轴向方向上设置有 衬管限位部。 0023 基管限位部用于对脱落后的基管进行限位， 衬管限位部用于对脱落后的衬管进行 限位， 防止其脱落后的冲击力造成装置的损害和操作人员的损伤。 0024 复合管材结合力的测试方法， 包含有如下步骤： 样管准备： 准备两端平齐的复合管材样管； 定位调节： 将若干个衬管施压件的衬管定位部与所述复合管材样管一端的衬管内壁 进行定位， 将若。

17、干个基管施压件的基管定位部与所述复合管材样管另一端的基管外壁进行 定位； 安装模具： 将衬管施压模具和基管施压模具置于压机的两个压合面之间； 加压试验： 开启压机直至衬管和基管分离， 得到结合力的数据； 步骤、 步骤和步骤之间的顺序可任意调换， 不影响测试方法的测试结果。 0025 作为上述技术方案的优选， 步骤中， 若干个衬管施压部均匀的分布于复合管材 一端的衬管的端面处， 若干个基管施压部均匀的分布于复合管材另一端的基管的端面处。 0026 作为上述技术方案的优选， 步骤中， 将所述衬管施压模具和所述基管施压模具 分别固定安装于压机的上砧座和下砧座上。 0027 综上所述， 本申请实施例具。

18、有以下有益效果： 1） 本申请实施例所述的测试装置对于现有的常用复合管结合力测试装置而言： 无需对 样管进行车削加工， 从而避免了车削加工带来的对于结合力测试结果的不利影响， 并由于 省去了车削加工步骤， 简化了结合力的测试步骤， 缩短了结合力测试的测试周期。 0028 2） 相对于改进的现有技术而言， 申请实施例所述的测试装置在一定范围内可实现 衬管施压件和基管施压件对应管径的无极调节， 无需更换刀头， 简化了操作， 且适用范围更 广。 0029 3） 进一步的， 针对新管径的复合管材产品， 无需开发新的模具， 节约了模具开发成 本和原料成本。 0030 4） 进一步的， 本申请实施例所述的。

19、测试装置能够与现有的加压设备相连用， 无需 额外的独立加压装置和独立电源， 节省了占用的空间。 0031 5） 进一步的， 本申请实施例所述的测试装置不仅仅能够用作双金属机械复合管的 结合力测试， 还能够应用于其他复合管材的结合力测试， 如金属-陶瓷复合管材等。 附图说明 0032 图1为本申请实施例所述的测试装置针对不同管径的固定结构示意图； 图2为图1的A区放大图； 图3为图1的B区放大图； 图4为本申请实施例所述的第一调节件或第二调节件的结构示意图； 图中， 1-衬管施压模具、 1-1-衬管施压件、 1-1.1-衬管施压部、 1-1.2-衬管定位部、 1- 1.3-基管限位部、 1-2-。

20、第一调节件、 2-基管施压模具、 2-1-基管施压件、 2-1.1-基管施压部、 2-1.2-基管定位部、 2-1.3-衬管限位部。 说明书 3/5 页 5 CN 111351748 A 5 具体实施方式 0033 下面将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。 本发明中的实施例， 本领域普通技术 人员在没有做创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例， 都属于本发明保护的范围。 0034 下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。 0035 实施例： 参考图1和图2， 双金属机械复合管的测试装置， 由作用于复合管。

21、材一端的 衬管端面的衬管施压模具1、 以及作用于复合管材另一端的基管端面的基管施压模具2构 成， 衬管施压模具1和基管施压模具2的一面为平面， 用于安装在压机的砧座上， 另一面则设 置有对复合管材施加压力的施压结构， 该施压结构具体描述如下： 衬管试压模具1上设置有至少两个可移动的衬管施压件1-1， 移动方式可以是现有技术 中常见的移动方式， 如电动的伺服电机、 丝杆和衬管施压件1-1相联动的方式， 也可以是手 动的螺杆搭配与带有螺纹的衬管施压件1-1相联动的方式等等， 衬管施压件1-1的数量优选 三个及三个以上， 实际使用时， 衬管施压件1-1以复合管材的轴线为对称轴， 轴对称的分布 在衬管。

22、的端面上进行施压； 相对的， 基管施压模具2上设置有至少两个可移动的基管施压件 2-1， 移动方式也可以是现有技术中常见的移动方式， 如电动的伺服电机、 丝杆和衬管施压 件1-1相联动的方式， 也可以是手动的螺杆搭配与带有螺纹的衬管施压件1-1相联动的方式 等等， 基管施压件2-1的数量优选三个及三个以上， 实际使用时， 基管施压件2-1以复合管材 的轴线为对称轴， 轴对称的分布在基管的端面上进行施压。 0036 优选的， 衬管施压件1-1通过在第一调节件1-2上进行移动来实现位置的调节， 以 适应不同的衬管内径， 第一调节件1-2为一螺杆， 螺接于衬管试压模具1上， 该螺杆同时螺接 于相应的。

23、衬管施压件1-1的螺孔上， 通过转动螺杆即可实现衬管施压件1-1的来回移动； 相 对的， 基管施压件2-1通过在第二调节件2-2上进行移动来实现位置的调节， 以适应不同的 基管外径， 第二调节件2-2同样为一螺杆， 螺接于基管施压模具2上， 该螺杆同时螺接于相应 的基管施压件2-1的螺孔上， 通过转动螺杆即可实现基管施压件2-1的来回移动。 0037 衬管施压件1-1上设置有作用于所述衬管的端面处的衬管施压部1-1.1和作用于 衬管的内侧壁的衬管定位部1-1.2， 其中， 衬管施压部1-1.1为平面， 衬管定位部1-1.2的定 位轮廓与衬管的内侧壁轮廓相适配， 衬管施压件1-1上还设置有基管端。

24、面的轴向方向上的 基管限位部1-1.3， 基管限位部1-1.3亦为平面， 用于对脱落后的基管进行限位； 相对的， 基 管施压件2-1上设置有作用于所述基管的端面处的基管施压部2-1.1和作用于基管的内侧 壁的基管定位部2-1.2， 其中， 基管施压部2-1.1为平面， 基管定位部2-1.2的定位轮廓与衬 管的内侧壁轮廓相适配， 基管施压件2-1上还设置有衬管端面的轴向方向上的衬管限位部 2-1.3， 衬管限位部2-1.3亦为平面， 用于对脱落后的衬管进行限位。 0038 采用该测试装置的测试方法为： 样管准备： 准备两端平齐的复合管材样管； 定位调节： 将两个个衬管施压件1-1的衬管定位部1-。

25、1.2与复合管材样管一端的衬管 内壁进行定位， 使衬管施压部1-1.1均匀的分布于复合管材一端的衬管的端面处， 将两个基 管施压件2-1的基管定位部2-1.2与复合管材样管另一端的基管外壁进行定位， 使基管施压 部2-1.1均匀的分布于复合管材另一端的基管的端面处； 安装模具： 将衬管施压模具1和基管施压模具2分别置于压机的上砧座和下砧座上； 说明书 4/5 页 6 CN 111351748 A 6 加压试验： 开启压机直至衬管和基管分离， 得到结合力的数据； 步骤中， 衬管施压件1-1和基管施压件2-1的数量优选三个及三个以上。 0039 本实施例中步骤、 步骤和步骤之间的顺序可根据实际情况。

26、任意调换或同时 进行， 不影响测试方法的测试结果。 0040 申请人声明， 以上所述仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局 限于此， 所属技术领域的技术人员应该明了， 任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭 露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 均落在本发明的保护范围和公开范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 111351748 A 7 图 1 说明书附图 1/4 页 8 CN 111351748 A 8 图 2 说明书附图 2/4 页 9 CN 111351748 A 9 图 3 说明书附图 3/4 页 10 CN 111351748 A 10 图 4 说明书附图 4/4 页 11 CN 111351748 A 11 。