JPH04279839A - 圧力疲労試験装置 - Google Patents

圧力疲労試験装置

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Publication number
JPH04279839A
JPH04279839A JP4319691A JP4319691A JPH04279839A JP H04279839 A JPH04279839 A JP H04279839A JP 4319691 A JP4319691 A JP 4319691A JP 4319691 A JP4319691 A JP 4319691A JP H04279839 A JPH04279839 A JP H04279839A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
cylinder
piston
test
volume
Prior art date
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Pending
Application number
JP4319691A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuaki Nara
奈良 安晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Tsuchiura Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Tsuchiura Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Tsuchiura Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Tsuchiura Engineering Co Ltd
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、変動圧力を受ける機器
の耐久性を確認するための圧力疲労試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、正の圧力についてはブロワまた
はファン、負の圧力については真空ポンプを使い、これ
らの機器と試験槽とを弁を切替えて断続させることによ
り、試験槽内の圧力を変動させていた。その具体例を図
5にて説明する。
【0003】試験槽6に、ブロワ20及び真空ポンプ2
1を弁22a,22bを介して接続し、ブロワ20と弁
22aとの間にレリーフ弁23を、真空ポンプ21と弁
22bとの間に真空破壊弁24を設ける。ブロワ20及
び真空ポンプ21を運転し、各弁を22a開,22b閉
,23閉,24開とすると、ブロワ20により試験槽6
内の圧力が上昇する。試験槽6内の圧力が設定圧力に達
すると、各弁を22a閉,22b開,23開,24閉に
して、真空ポンプ21により試験槽6内の圧力を減じ、
設定圧力まで下ったらまた弁を切替える。これらの動作
を繰返すことにより、試験槽6内の圧力を高低の2つの
圧力に変動させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は次の様
な問題があった。
【0005】(1)圧力上昇や圧力降下の速度は、試験
槽の容量に対するブロワや真空ポンプの容量によって決
まるが、経済性等を考慮するとあまり速くすることがで
きない。また圧力制御面でも、圧力検出から弁の開閉ま
での動作遅れがあるので、試験圧力の精度を確保しよう
とすると、やはり圧力変化速度をあまり速くすることが
できず、従って圧力変動のサイクルも、例えば変動圧力
が+2,000〜−2,000mmAq 位だと2〜3
秒と、長くなり、疲労試験に必要な107 回のサイク
ルの試験に長時間を要す。
【0006】(2)ブロワや真空ポンプの騒音が大きい
。 疲労試験は長時間の運転を必要とするので、騒音は大き
な問題である。試験期間を短縮するため昼夜連続運転を
しょうとすると、夜間の騒音は特に問題となる。
【0007】(3)ブロワや真空ポンプを長時間運転す
るので、消費電力が大きい。
【0008】(4)試験槽の他に、ブロワや真空ポンプ
を必要とし、装置が大きくなる。
【0009】本発明の目的は、これらの問題を解決し、
高速,小形で動力消費が少なく、騒音の低い圧力疲労試
験装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、試験槽にシリンダを接続し、シリンダ内に挿入した
ピストンを往復動させることにより、試験槽内の空気を
強制的に圧縮・膨脹させて圧力変動を得る様にしたもの
である。さらに圧力変動の上・下限値を容易に調整でき
る様に、試験槽の固定容積を可変にする機構を付加した
ものである。
【0011】
【作用】シリンダ内にピストンが挿入され、シリンダ内
をピストンが嵌合部をシールされた状態で往復動する。 シリンダには弁を介して容積がΔVの室が付属している
。まず弁が閉じた状態を考える。いまピストンがAの位
置にあってシリンダ内の圧力がPA ,容積がVA で
あったものを、ピストンをBの位置まで押込んでシリン
ダ内の容積をVB に圧縮すると、シリンダ内の圧力は
PB=PA×(VA/VB)>PA に上昇する。また
ピストンをAの位置からCの位置まで引いてシリンダ1
内の容積をVC に膨脹させると、シリンダ内の圧力は
PC=PA×(VA/VC)<PAに低下する。従って
、ピストン2をAの位置を基準にして、BC間を繰返し
往復動させることにより、シリンダ内圧力をPB〜PC
間で繰返し変動させることができる。
【0012】ここで、弁を開きシリンダと室とを連通さ
せると、同じピストン位置にても上記PB,PCの圧力
は、PB′=PA×(VA+ΔV)/(VB+ΔV)<
PB,PC′=PA×(VA+ΔV)/(VC+ΔV)
>PCに変わる。即ち、ΔVの値を変えることによって
、PA,PBの圧力を調節することができる。
【0013】上記の原理を応用することによって、従来
技術の問題点を解決した圧力疲労試験機を提供すること
ができる。
【0014】
【実施例】以下本発明の実施例を図2,図3,図4によ
り説明する。
【0015】図2は本体の全体説明図で、シリンダ1に
ピストン2が挿入され、シリンダ1とピストン2の嵌合
部の気密性を保持するため、ピストンの外周にパッキン
5が装着されている。シリンダ1には試験槽6が取付け
られ、ピストン2はピストンロッド7によりクロス8に
連結され、クロス8はクロスガイド9により往復運動を
することができる。クロス8は連接棒10によりクラン
クアーム11とピンジョイント12a,12bにて接続
されている。クランクアーム11はクランク軸13によ
り回転運動をする。
【0016】いま、電動機等によりクランク軸13を回
転させると、クランクアーム11と連接棒10により、
クロス8従ってピストン2は、クランクアーム11の回
転半径の2倍の長さの往復運動を行う。ピストン2の基
準位置をAとし、一番押込んだ位置をB、一番引いた位
置をCとした時、試験槽6内の圧力変化を調べる。A,
B間のピストン2の工程容積をVB 、B,C間の工程
容積をVC 、Bから試験槽6までの固定容積(ピスト
ン2の往復動に拘らず固定した容積)をV0 、ピスト
ン2が基準位置Aにあるとき、試験槽6内の圧力と大気
圧Pa にしたとすると、ピストン2がB,C位置にき
たときの試験槽6内の圧力PB,PCは、
【0017】
【数1】
【0018】
【数2】
【0019】となり、クランク軸13を回転させること
により、試験槽6内の圧力をPB,PC間で繰返し変動
させることができる。
【0020】PB,PCの圧力は上式の如く、固定容積
V0 とピストン2の工程容積VB,VCによって決ま
り、これらの値を適当に選択することによって希望のP
B,PCを得ることができる。
【0021】ここで、容積の算定等の誤差によって、P
B,PCに若干の偏差が生ずるので、PB,PCの簡単
な調整方法が必要となる。これは、固定容積V0 を可
変にする機構を付加することによって可能となる。図3
にその実施例を示す。シリンダ1をベース14に固定せ
ず、ベース上を軸方向に移動できる様に、スライド機構
15,ネジ16およびハンドル17を設けている。ハン
ドル17を回すと、ネジ16によりシリンダ1は試験槽
6と共にスライド機構15によって軸方向に移動する。 シリンダ1が移動するとピストン2との相対位置がA′
,B′,C′の位置に変わり、固定容積V0 が変わっ
てV0 +ΔVとなる。この状態でピストン2がA′か
らB′,C′位置にきたときの試験槽6内の圧力PB′
,PC′は、A′位置での圧力をPa とすると、
【0
022】
【数3】
【0023】
【数4】
【0024】となり、ΔVが正の値になる様にシリンダ
1を移動すれば、PB′<PB,PC′>PC の如く
、ΔVが負の値になる様に移動すれば、PB′>PB,
PC′<PCの如く、PB,PCを容易に調整すること
ができる。
【0025】図4は固定容積V0 を変える他の実施例
である。試験槽6に容積付加用のシリンダ18およびピ
ストン19を設け、シリンダ18とピストン19の嵌合
部をシールしながら、ピストン19の位置を動かすこと
によって、固定容積を変える様にしたものである。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。
【0027】(1)圧力変動のサイクルはクランク軸の
回転数と一致し、数サイクル毎秒から、条件によっては
数十サイクル毎秒の速さが可能なので、試験期間を大幅
に短縮することができる。
【0028】(2)試験槽内の空気を密閉したまま圧縮
・膨脹させるだけなので、流体騒音がほとんどなく、騒
音が大幅に低減される。
【0029】(3)試験槽内の空気を密閉したまま圧縮
・膨脹させるだけなので、空気動力の消費がなく、消費
動力はパッキンの摺動抵抗などわずかである。
【0030】(4)装置がコンパクトで場所をとらず、
移動も容易である。
【0031】(5)固定容積を変えることにより、変動
圧力の調整が容易にできる(装置を運転しながらの調整
が可能)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明する図である。
【図2】本発明における本体の全体説明図である。
【図3】本発明において、変動圧力を調整するための固
定容積可変方法の一実施例である。
【図4】固定容積可変方法の他の実施例である。
【図5】従来の変動圧力発生方法の説明図である。
【符号の説明】
1…シリンダ、2…ピストン、3…弁、4…室、5…パ
ッキン…6…試験槽、7…ピストンロッド、8…クロス
、9…クロスガイド、10…連接棒、11…クランクア
ーム、12a,12b…ピンジョイント、13…クラン
ク軸、14…ベース、15…スライド機構、16…ネジ
、17…ハンドル、18…シリンダ、19…ピストン、
20…ブロワ、21…真空ポンプ、22a,22b…弁
、23…レリーフ弁、24…真空破壊弁。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試験槽内の圧力を高低真空を含む2つの圧
    力に繰返し変化させて、試験槽内に置いた、または試験
    槽に取付けた機器の圧力疲労試験を行う装置において、
    試験槽にシリンダを接続し、シリンダ内に挿入したピス
    トンを往復動させることにより、試験槽内の圧力を繰返
    し変化させて、圧力疲労試験を行うようにしたことを特
    徴とする圧力疲労試験装置。
  2. 【請求項2】固定容積が変えられる機構を付加すること
    によって、繰返し変動圧力の上・下限値を調整できるよ
    うにしたことを特徴とする請求項1の圧力疲労試験装置
  3. 【請求項3】シリンダに可動機構を設け、ピストンとの
    相対位置を変えることによって、固定容積を変えるよう
    にしたことを特徴とする請求項2の圧力疲労試験装置。
  4. 【請求項4】試験槽に容積付加用のシリンダ及びシリン
    ダ内に挿入したピストンを設け、ピストンの位置を変え
    ることによって、固定容積を変えるようにしたことを特
    徴とする請求項2の圧力疲労試験装置。
JP4319691A 1991-03-08 1991-03-08 圧力疲労試験装置 Pending JPH04279839A (ja)

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JP (1) JPH04279839A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012251844A (ja) * 2011-06-02 2012-12-20 Shimadzu Corp 材料試験機
CN103776710A (zh) * 2014-01-17 2014-05-07 浙江大学 柔性反应囊的疲劳试验装置
CN104677624A (zh) * 2015-03-19 2015-06-03 天津航天瑞莱科技有限公司苏州分公司 车窗气压疲劳载荷试验方法及装置
CN111175034A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 太湖华美医疗器材有限公司 一种机械式血压表气鼓疲劳自动测试装置

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