專利名稱：一種負(fù)載可調(diào)的電力緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其是涉及ー種電カ緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在電カ系統(tǒng)的主要設(shè)備組成中，幾乎都要用到各種形式的緊固件聯(lián)接。在主要電氣設(shè)備的組裝中，考慮到設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命及其壽命周期內(nèi)的運(yùn)行維護(hù)等特點(diǎn)，以鉚接和螺栓聯(lián)接的緊固形式最多，鉚接多應(yīng)用于電器設(shè)備內(nèi)部對(duì)電場(chǎng)分布要求較高的場(chǎng)合，螺栓聯(lián)接的應(yīng)用則比較廣泛。對(duì)電氣設(shè)備的抗振能力以及緊固件聯(lián)接防松性能的要求，目前在輸電鐵塔結(jié)構(gòu)方面的需求比較突出。由于氣象地理方面的特征，我國(guó)冬季時(shí)容易造成輸電導(dǎo)線不均勻覆冰情況下的舞動(dòng)事故，并在國(guó)內(nèi)影響區(qū)域較為廣泛。通過(guò)對(duì)近年來(lái)全國(guó)幾次大范圍的舞動(dòng)事故損壞情況統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)輸電鐵塔的緊固件松動(dòng)脫落為桿塔損壞的主要特征之一，幾乎在毎次舞動(dòng)引起 的桿塔損壞現(xiàn)場(chǎng)均能發(fā)現(xiàn)大量的緊固聯(lián)接組件。通過(guò)對(duì)輸電鐵塔舞動(dòng)過(guò)程中的載荷變化以及桿塔抗舞能力的分析研究表明螺栓松動(dòng)是造成輸電鐵塔損壞和倒塔主要原因。一般情況下在舞動(dòng)較為嚴(yán)重的地區(qū)，鉄塔橫擔(dān)以上通常會(huì)使用各種形式的防松螺母來(lái)進(jìn)行防松，這些形式各異的防松形式經(jīng)濟(jì)成本不一，防松效果差異也很大。在舞動(dòng)事故調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)甚至還發(fā)現(xiàn)一些用于防松的扣緊螺母在經(jīng)過(guò)桿塔強(qiáng)烈的振動(dòng)后，出現(xiàn)松退、脫落。以輸電鐵塔為主的電カ緊固件防松性能檢測(cè)，還沒(méi)有專門(mén)的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)系統(tǒng)，電カ緊固件的性能要求大多參照現(xiàn)行的通用緊固件設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)，并沒(méi)有對(duì)其防松性能提出評(píng)估或檢測(cè)。但從提升輸電桿塔的抗舞性能考慮，需要對(duì)電カ緊固件尤其是桿塔緊固件聯(lián)接進(jìn)行防松性能測(cè)試。目前對(duì)通用緊固件防松性能的考核，主要參考《GB10431-2002通用緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)方法》所描述的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)裝置。其試驗(yàn)裝置主要為電機(jī)所帶動(dòng)的機(jī)械偏心輪式結(jié)構(gòu)，只能夠通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)半徑(振幅)來(lái)調(diào)整振動(dòng)載荷的大小，第一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)載荷大小和波形的直接調(diào)整、測(cè)量，無(wú)法根據(jù)緊固件連接的實(shí)際使用條件及其使用過(guò)程中實(shí)際所受動(dòng)態(tài)載荷的變化特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行載荷設(shè)置。第二，試驗(yàn)過(guò)程中試品夾緊カ變化曲線的輸出為每秒鐘定點(diǎn)采樣，無(wú)法反映出夾緊カ隨動(dòng)態(tài)載荷而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)變化特征。第三，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置在工作過(guò)程中受試件應(yīng)カ和傳動(dòng)過(guò)程中摩擦的影響，持續(xù)工作時(shí)間較短(幾分鐘)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)“夾緊力完全喪失的持續(xù)振動(dòng)次數(shù)”的防松性能評(píng)估模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種負(fù)載可調(diào)的電力緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，可根據(jù)緊固件聯(lián)接在實(shí)際使用過(guò)程中受振載荷特點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)載荷設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)緊固件聯(lián)接的防松性能進(jìn)行有針對(duì)性的檢測(cè)評(píng)估。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種負(fù)載可調(diào)的電力緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，包括振動(dòng)主機(jī)、伺服液壓系統(tǒng)、微機(jī)及電氣控制系統(tǒng)；所述振動(dòng)主機(jī)包括機(jī)架和連接在機(jī)架一側(cè)的伺服油缸，所述伺服油缸的活塞桿連接有測(cè)カ傳感器，測(cè)カ傳感器連接有連接座以及拉板，所述拉板中部設(shè)有穿試驗(yàn)螺釘?shù)耐?；所述機(jī)架的另ー側(cè)連接有支撐板，支撐板活動(dòng)連接在拉板下方；所述支撐板也設(shè)有使試驗(yàn)螺釘穿過(guò)的通孔；試驗(yàn)螺釘?shù)南露寺菁y連接有壓緊座，所述壓緊座的上半部分外側(cè)套設(shè)有夾緊傳感器，夾緊傳感器上端與支撐板的下側(cè)面可拆卸連接。所述支撐板和拉板之間設(shè)有滾珠，滾珠位于試驗(yàn)螺釘?shù)膬蓚?cè)。所述支撐板一端連接有限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)與拉板端部設(shè)有間距，間距等于伺服油缸的運(yùn)動(dòng)行程。所述伺服油缸上安裝有油缸位移傳感器。 所述伺服油缸為中間銷軸式油缸。所述機(jī)架底部有地腳螺栓?！に鲋伟迮c機(jī)架之間通過(guò)定位銷連接。本發(fā)明可以根據(jù)電カ緊固件的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合及其受振載荷特征來(lái)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)裝置的振動(dòng)載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)緊固件聯(lián)接的防松性能進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。拉板可以根據(jù)被試件的型號(hào)不同更換不同的墊塊；拉板與襯板之間采用滾珠，可有效減少外力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；采用中間銷軸式伺服油缸可減少油缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的非水平方向的力，減少干擾，使試驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。


圖I是本發(fā)明的振動(dòng)主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I的局部放大 圖3是本發(fā)明的伺服液壓系統(tǒng)的控制原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明主要由振動(dòng)主機(jī)、伺服液壓系統(tǒng)、微機(jī)及電氣控制系統(tǒng)組成，采取橫向傳動(dòng)的方式進(jìn)行加載，通過(guò)對(duì)緊固件聯(lián)接的橫向振動(dòng)來(lái)進(jìn)行性能評(píng)估。如圖I所示，本發(fā)明的振動(dòng)主機(jī)包括機(jī)架I、連接在機(jī)架I左側(cè)的伺服油缸2、拉板5，伺服油缸2的活塞桿連接有測(cè)カ傳感器3，測(cè)カ傳感器3右端連接有連接座4，連接座4通過(guò)銷軸連接有拉板5，拉板5水平設(shè)置，拉板5中部設(shè)有穿試驗(yàn)螺釘?shù)耐?；機(jī)架I的右側(cè)連接有支撐板6，支撐板6位于拉板5的下方，支撐板6和拉板5之間設(shè)有若干滾珠7，滾珠7分別位于試驗(yàn)螺釘8的兩側(cè)；支撐板6也設(shè)有使試驗(yàn)螺釘8穿過(guò)的通孔；試驗(yàn)螺釘8的下端螺紋連接有壓緊座9，壓緊座9的上半部分外側(cè)套設(shè)有夾緊傳感器10，夾緊傳感器10上端與支撐板6的下側(cè)面由螺栓連接。機(jī)架I底部通過(guò)地腳螺栓11將機(jī)架I穩(wěn)定地固定在地面上。如圖2所示，支撐板6通過(guò)定位銷與機(jī)架I的右端連接。支撐板6上側(cè)面為襯板6-1,襯板6-1與拉板5之間為滾珠7。襯板6-1由襯板固定塊6-2通過(guò)螺栓固定其位置。支撐板6 —端連接有限位開(kāi)關(guān)12，限位開(kāi)關(guān)12與拉板5右端端部設(shè)有間距。伺服油缸2為中間銷軸式油缸，尾部安裝有油缸位移傳感器13，上側(cè)安裝有伺服閥18。伺服油缸2橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程為60mm。伺服油缸2下方為油缸鉸接座14，油缸鉸接座14通過(guò)定位銷以及螺栓連接在機(jī)架I的左端。在試驗(yàn)螺釘8穿過(guò)拉板5處，拉板5上設(shè)有錐形凹坑5-1，凹坑5_1上放置有中間有孔的墊塊15，墊塊15形狀與錐形凹坑5-1適配，為了固定墊塊15，防止其移動(dòng)，所以在墊塊15兩側(cè)的拉板5上有螺釘固定的固定圈16,固定圈16內(nèi)套有卡圈17,固定圈16和卡圈17均為環(huán)形，嵌套在一起，二者之間采用間隙配合?？ㄈ?7的內(nèi)孔大小與試驗(yàn)螺釘8外徑適配。工作過(guò)程
伺服油缸2帶動(dòng)活塞桿以及連接座4、拉板5，隨之帶動(dòng)試驗(yàn)螺釘8在垂直于試驗(yàn)螺釘8的徑向上進(jìn)行橫向振動(dòng)；夾緊傳感器10反饋試驗(yàn)螺釘8的初始預(yù)緊力及夾緊カ數(shù)據(jù)，測(cè)力傳感器3反饋輸入荷載カ數(shù)據(jù)，油缸位移傳感器13反饋伺服油缸2的位移數(shù)據(jù)。當(dāng)試驗(yàn)螺釘8的橫向振動(dòng)行程超出60_的范圍或異常時(shí)，由限位開(kāi)關(guān)12動(dòng)作停機(jī)。在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，導(dǎo)線及桿塔緊固件聯(lián)接承受的動(dòng)態(tài)振動(dòng)載荷較大容·易產(chǎn)生松動(dòng)。通過(guò)對(duì)輸電線路舞動(dòng)及振動(dòng)過(guò)程中桿塔動(dòng)態(tài)載荷的變化特點(diǎn)研究，結(jié)果表明線路舞動(dòng)時(shí)的頻率較低，振動(dòng)載荷較大(模式一);風(fēng)振時(shí)的頻率較高，載荷較小(模式ニ)。還有一種情況是輸電線路發(fā)生風(fēng)偏時(shí)塔線體系的載荷變化，風(fēng)偏的發(fā)生具有一定的隨機(jī)性，載荷變化呈現(xiàn)沖擊性特點(diǎn)(模式三)。本發(fā)明提出的“負(fù)載可調(diào)”試驗(yàn)裝置主要也是基于對(duì)上述三種動(dòng)態(tài)載荷變化特點(diǎn)考慮，同時(shí)兼顧其他應(yīng)用場(chǎng)合的動(dòng)態(tài)載荷變化特性，具有以下優(yōu)點(diǎn)
首先，可根據(jù)實(shí)際情況的上述三種模式將載荷在2kN-30kN之間調(diào)整，波形可變化為正弦波、三角、沖擊，另外，還可進(jìn)行任意波形的輸入。第二，本專利采用微機(jī)控制的PLC技術(shù)，采用數(shù)據(jù)采集卡對(duì)試品的夾緊カ變化進(jìn)行連續(xù)采樣，可以反映出夾緊カ隨動(dòng)態(tài)載荷而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)變化特征，得到的數(shù)據(jù)連續(xù)完整。第三，本專利采用液壓伺服作動(dòng)原理，可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間(24小時(shí)以上)的試驗(yàn)做動(dòng)。本發(fā)明的控制原理由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生試驗(yàn)要求的載荷、振動(dòng)次等輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)伺服控制器驅(qū)動(dòng)伺服閥18，伺服直線作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)拉板5，帶動(dòng)被試件進(jìn)行橫向振動(dòng)。而測(cè)カ傳感器3將信號(hào)通過(guò)測(cè)量放大器反饋給伺服控制回路，進(jìn)行輸入載荷的調(diào)節(jié)與修正，使之在2kN在30kN之間精確調(diào)節(jié)。恒壓伺服泵站的作用是進(jìn)行溫度、液位、油濾堵塞報(bào)警或停車。實(shí)施例如圖3所示，選取M18螺栓，進(jìn)行正弦波、5Hz、荷載為IOkN的橫向振動(dòng)試驗(yàn)。首先，將“被試件”螺釘固定于“試驗(yàn)螺釘”位置，并進(jìn)行固定，設(shè)定好初始預(yù)緊力(由夾緊傳感器10進(jìn)行初始預(yù)緊カ測(cè)試);第二，根據(jù)試驗(yàn)要求，在操作界面上選擇好試驗(yàn)?zāi)Ｊ?模式一、ニ及三)，同時(shí)輸入載荷的波形、頻率、幅值及振動(dòng)次數(shù)等參數(shù)。開(kāi)機(jī)后，信號(hào)回路中的信號(hào)發(fā)生器將控制信號(hào)傳遞給伺服控制器，伺服控制器驅(qū)動(dòng)伺服閥18，伺服直線作動(dòng)器(SP伺服油缸2)帶動(dòng)活塞桿、連接座4進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)拉板5上的試驗(yàn)螺釘8進(jìn)行橫向往復(fù)振動(dòng)。由夾緊傳感器10反饋初始預(yù)緊カ和夾緊カ數(shù)據(jù)，得到夾緊カ變化曲線。與此同時(shí)，伺服油缸2在機(jī)架上進(jìn)行平行于水平面的橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由油缸位移傳感器13反饋位移數(shù)據(jù)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程超出60mm吋，由限位開(kāi)關(guān)12進(jìn)行停機(jī)動(dòng)作。最后需要說(shuō)明的是采用滾珠7是為了形成滾動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦也可以近似替換為滑動(dòng)摩擦，在支撐板6和拉板5之間采用滑軌和滑槽配合滑動(dòng)，構(gòu)成滑動(dòng)摩擦。這樣的近似變化落在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載可調(diào)的電力緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，其特征在于包括振動(dòng)主機(jī)、伺服液壓系統(tǒng)、微機(jī)及電氣控制系統(tǒng)；所述振動(dòng)主機(jī)包括機(jī)架和連接在機(jī)架一側(cè)的伺服油缸，所述伺服油缸的活塞桿連接有測(cè)カ傳感器，測(cè)カ傳感器連接有連接座以及拉板，所述拉板中部設(shè)有穿試驗(yàn)螺釘?shù)耐?；所述機(jī)架的另ー側(cè)連接有支撐板，支撐板活動(dòng)連接在拉板下方；所述支撐板也設(shè)有使試驗(yàn)螺釘穿過(guò)的通孔；試驗(yàn)螺釘?shù)南露寺菁y連接有壓緊座，所述壓緊座的上半部分外側(cè)套設(shè)有夾緊傳感器，夾緊傳感器上端與支撐板的下側(cè)面可拆卸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的負(fù)載可調(diào)的電カ緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，其特征在于所述支撐板和拉板之間設(shè)有滾珠，滾珠位于試驗(yàn)螺釘?shù)膬蓚?cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的負(fù)載可調(diào)的電カ緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，其特征在于所述支撐板一端連接有限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)與拉板端部設(shè)有間距，間距等于伺服油缸的運(yùn)動(dòng)行程。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的負(fù)載可調(diào)的電カ緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，其特征在于所述伺服油缸上安裝有油缸位移傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的負(fù)載可調(diào)的電カ緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，其特征在于所述伺服油缸為中間銷軸式油缸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的負(fù)載可調(diào)的電カ緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，其特征在于所述機(jī)架底部有地腳螺栓。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的負(fù)載可調(diào)的電カ緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，其特征在于所述支撐板與機(jī)架之間通過(guò)定位銷連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載可調(diào)的電力緊固件防松性能評(píng)估檢測(cè)裝置，包括振動(dòng)主機(jī)、伺服液壓系統(tǒng)、微機(jī)及電氣控制系統(tǒng)；所述振動(dòng)主機(jī)包括機(jī)架和連接在機(jī)架一側(cè)的伺服油缸，所述伺服油缸的活塞桿連接有測(cè)力傳感器，測(cè)力傳感器連接有連接座以及拉板，所述拉板中部設(shè)有穿試驗(yàn)螺釘?shù)耐?；所述機(jī)架的另一側(cè)連接有支撐板，支撐板活動(dòng)連接在拉板下方；本發(fā)明可以根據(jù)電力緊固件的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合及其受振載荷特征來(lái)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)裝置的振動(dòng)載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)緊固件聯(lián)接的防松性能進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。
文檔編號(hào)G01M7/02GK102865983SQ20121037273
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者楊曉輝, 任歡, 閻東, 寇曉適, 盧明, 婁紅玉, 楊威, 張博, 張宇鵬, 魏建林, 宋高麗, 鄭豫生, 劉相霞 申請(qǐng)人:河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 濟(jì)南瑞普機(jī)電技術(shù)有限公司