专利名称：一种负载可调的电力紧固件防松性能评估检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及振动试验领域，尤其是涉及ー种电カ紧固件防松性能评估检测装置。
背景技术：
在电カ系统的主要设备组成中，几乎都要用到各种形式的紧固件联接。在主要电气设备的组装中，考虑到设备的设计寿命及其寿命周期内的运行维护等特点，以铆接和螺栓联接的紧固形式最多，铆接多应用于电器设备内部对电场分布要求较高的场合，螺栓联接的应用则比较广泛。对电气设备的抗振能力以及紧固件联接防松性能的要求，目前在输电铁塔结构方面的需求比较突出。由于气象地理方面的特征，我国冬季时容易造成输电导线不均匀覆冰情况下的舞动事故，并在国内影响区域较为广泛。通过对近年来全国几次大范围的舞动事故损坏情况统计，发现输电铁塔的紧固件松动脱落为杆塔损坏的主要特征之一，几乎在毎次舞动引起 的杆塔损坏现场均能发现大量的紧固联接组件。通过对输电铁塔舞动过程中的载荷变化以及杆塔抗舞能力的分析研究表明螺栓松动是造成输电铁塔损坏和倒塔主要原因。一般情况下在舞动较为严重的地区，鉄塔横担以上通常会使用各种形式的防松螺母来进行防松，这些形式各异的防松形式经济成本不一，防松效果差异也很大。在舞动事故调查现场甚至还发现一些用于防松的扣紧螺母在经过杆塔強烈的振动后，出现松退、脱落。以输电铁塔为主的电カ紧固件防松性能检测，还没有专门的试验方法和试验系统，电カ紧固件的性能要求大多參照现行的通用紧固件设计和制造标准，并没有对其防松性能提出评估或检测。但从提升输电杆塔的抗舞性能考虑，需要对电カ紧固件尤其是杆塔紧固件联接进行防松性能测试。目前对通用紧固件防松性能的考核，主要參考《GB10431-2002通用紧固件横向振动试验方法》所描述的试验方法和试验装置。其试验装置主要为电机所带动的机械偏心轮式结构，只能够通过调节电机驱动半径(振幅)来调整振动载荷的大小，第一，无法实现对振动载荷大小和波形的直接调整、測量，无法根据紧固件连接的实际使用条件及其使用过程中实际所受动态载荷的变化特点来进行载荷设置。第二，试验过程中试品夹紧カ变化曲线的输出为每秒钟定点采样，无法反映出夹紧カ随动态载荷而产生的动态变化特征。第三，电机驱动的振动试验装置在工作过程中受试件应カ和传动过程中摩擦的影响，持续工作时间较短(几分钟)，无法实现“夹紧力完全丧失的持续振动次数”的防松性能评估模式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负载可调的电力紧固件防松性能评估检测装置，可根据紧固件联接在实际使用过程中受振载荷特点进行试验载荷设置，实现对紧固件联接的防松性能进行有针对性的检测评估。本发明的技术方案是
一种负载可调的电力紧固件防松性能评估检测装置，包括振动主机、伺服液压系统、微机及电气控制系统；所述振动主机包括机架和连接在机架一侧的伺服油缸，所述伺服油缸的活塞杆连接有测カ传感器，测カ传感器连接有连接座以及拉板，所述拉板中部设有穿试验螺钉的通孔；所述机架的另ー侧连接有支撑板，支撑板活动连接在拉板下方；所述支撑板也设有使试验螺钉穿过的通孔；试验螺钉的下端螺纹连接有压紧座，所述压紧座的上半部分外侧套设有夹紧传感器，夹紧传感器上端与支撑板的下侧面可拆卸连接。所述支撑板和拉板之间设有滚珠，滚珠位于试验螺钉的两侧。所述支撑板一端连接有限位开关，限位开关与拉板端部设有间距，间距等于伺服油缸的运动行程。所述伺服油缸上安装有油缸位移传感器。 所述伺服油缸为中间销轴式油缸。所述机架底部有地脚螺栓。·所述支撑板与机架之间通过定位销连接。本发明可以根据电カ紧固件的实际应用场合及其受振载荷特征来对试验检测装置的振动载荷进行调节，从而实现对紧固件联接的防松性能进行检测评估。拉板可以根据被试件的型号不同更换不同的垫块；拉板与衬板之间采用滚珠，可有效减少外力对实验结果的影响；采用中间销轴式伺服油缸可减少油缸往复运动带来的非水平方向的力，減少干扰，使试验结果更准确。
图I是本发明的振动主机的结构示意 图2是图I的局部放大 图3是本发明的伺服液压系统的控制原理图。
具体实施例方式本发明主要由振动主机、伺服液压系统、微机及电气控制系统组成，采取横向传动的方式进行加载，通过对紧固件联接的横向振动来进行性能评估。如图I所示，本发明的振动主机包括机架I、连接在机架I左侧的伺服油缸2、拉板5，伺服油缸2的活塞杆连接有测カ传感器3，测カ传感器3右端连接有连接座4，连接座4通过销轴连接有拉板5，拉板5水平设置，拉板5中部设有穿试验螺钉的通孔；机架I的右侧连接有支撑板6，支撑板6位于拉板5的下方，支撑板6和拉板5之间设有若干滚珠7，滚珠7分别位于试验螺钉8的两侧；支撑板6也设有使试验螺钉8穿过的通孔；试验螺钉8的下端螺纹连接有压紧座9，压紧座9的上半部分外侧套设有夹紧传感器10，夹紧传感器10上端与支撑板6的下侧面由螺栓连接。机架I底部通过地脚螺栓11将机架I稳定地固定在地面上。如图2所示，支撑板6通过定位销与机架I的右端连接。支撑板6上侧面为衬板6-1,衬板6-1与拉板5之间为滚珠7。衬板6-1由衬板固定块6-2通过螺栓固定其位置。支撑板6 —端连接有限位开关12，限位开关12与拉板5右端端部设有间距。伺服油缸2为中间销轴式油缸，尾部安装有油缸位移传感器13，上侧安装有伺服阀18。伺服油缸2横向往复运动的行程为60mm。伺服油缸2下方为油缸铰接座14，油缸铰接座14通过定位销以及螺栓连接在机架I的左端。在试验螺钉8穿过拉板5处，拉板5上设有锥形凹坑5-1，凹坑5_1上放置有中间有孔的垫块15，垫块15形状与锥形凹坑5-1适配，为了固定垫块15，防止其移动，所以在垫块15两侧的拉板5上有螺钉固定的固定圈16,固定圈16内套有卡圈17,固定圈16和卡圈17均为环形，嵌套在一起，二者之间采用间隙配合。卡圈17的内孔大小与试验螺钉8外径适配。工作过程
伺服油缸2带动活塞杆以及连接座4、拉板5，随之带动试验螺钉8在垂直于试验螺钉8的径向上进行横向振动；夹紧传感器10反馈试验螺钉8的初始预紧力及夹紧カ数据，测力传感器3反馈输入荷载カ数据，油缸位移传感器13反馈伺服油缸2的位移数据。当试验螺钉8的横向振动行程超出60_的范围或异常时，由限位开关12动作停机。在输电线路实际运行过程中，导线及杆塔紧固件联接承受的动态振动载荷较大容·易产生松动。通过对输电线路舞动及振动过程中杆塔动态载荷的变化特点研究，结果表明线路舞动时的频率较低，振动载荷较大(模式一);风振时的频率较高，载荷较小(模式ニ)。还有一种情况是输电线路发生风偏时塔线体系的载荷变化，风偏的发生具有一定的随机性，载荷变化呈现冲击性特点(模式三)。本发明提出的“负载可调”试验装置主要也是基于对上述三种动态载荷变化特点考虑，同时兼顾其他应用场合的动态载荷变化特性，具有以下优点
首先，可根据实际情况的上述三种模式将载荷在2kN-30kN之间调整，波形可变化为正弦波、三角、冲击，另外，还可进行任意波形的输入。第二，本专利采用微机控制的PLC技术，采用数据采集卡对试品的夹紧カ变化进行连续采样，可以反映出夹紧カ随动态载荷而产生的动态变化特征，得到的数据连续完整。第三，本专利采用液压伺服作动原理，可以进行长时间(24小时以上)的试验做动。本发明的控制原理由信号发生器产生试验要求的载荷、振动次等输入信号，经过伺服控制器驱动伺服阀18，伺服直线作动器驱动拉板5，带动被试件进行横向振动。而测カ传感器3将信号通过测量放大器反馈给伺服控制回路，进行输入载荷的调节与修正，使之在2kN在30kN之间精确调节。恒压伺服泵站的作用是进行温度、液位、油滤堵塞报警或停车。实施例如图3所示，选取M18螺栓，进行正弦波、5Hz、荷载为IOkN的横向振动试验。首先，将“被试件”螺钉固定于“试验螺钉”位置，并进行固定，设定好初始预紧力(由夹紧传感器10进行初始预紧カ测试);第二，根据试验要求，在操作界面上选择好试验模式(模式一、ニ及三)，同时输入载荷的波形、频率、幅值及振动次数等參数。开机后，信号回路中的信号发生器将控制信号传递给伺服控制器，伺服控制器驱动伺服阀18，伺服直线作动器(SP伺服油缸2)带动活塞杆、连接座4进行机械传动，带动活动拉板5上的试验螺钉8进行横向往复振动。由夹紧传感器10反馈初始预紧カ和夹紧カ数据，得到夹紧カ变化曲线。与此同时，伺服油缸2在机架上进行平行于水平面的横向往复运动，由油缸位移传感器13反馈位移数据，往复运动的行程超出60mm吋，由限位开关12进行停机动作。最后需要说明的是采用滚珠7是为了形成滚动摩擦，滚动摩擦也可以近似替换为滑动摩擦，在支撑板6和拉板5之间采用滑轨和滑槽配合滑动，构成滑动摩擦。这样的近似变化落在本发明的 保护范围之内。
权利要求
1.一种负载可调的电力紧固件防松性能评估检测装置，其特征在于包括振动主机、伺服液压系统、微机及电气控制系统；所述振动主机包括机架和连接在机架一侧的伺服油缸，所述伺服油缸的活塞杆连接有测カ传感器，测カ传感器连接有连接座以及拉板，所述拉板中部设有穿试验螺钉的通孔；所述机架的另ー侧连接有支撑板，支撑板活动连接在拉板下方；所述支撑板也设有使试验螺钉穿过的通孔；试验螺钉的下端螺纹连接有压紧座，所述压紧座的上半部分外侧套设有夹紧传感器，夹紧传感器上端与支撑板的下侧面可拆卸连接。
2.根据权利要求I所述的负载可调的电カ紧固件防松性能评估检测装置，其特征在于所述支撑板和拉板之间设有滚珠，滚珠位于试验螺钉的两侧。
3.根据权利要求I或2所述的负载可调的电カ紧固件防松性能评估检测装置，其特征在于所述支撑板一端连接有限位开关，限位开关与拉板端部设有间距，间距等于伺服油缸的运动行程。
4.根据权利要求I或2所述的负载可调的电カ紧固件防松性能评估检测装置，其特征在于所述伺服油缸上安装有油缸位移传感器。
5.根据权利要求I或2所述的负载可调的电カ紧固件防松性能评估检测装置，其特征在于所述伺服油缸为中间销轴式油缸。
6.根据权利要求I或2所述的负载可调的电カ紧固件防松性能评估检测装置，其特征在于所述机架底部有地脚螺栓。
7.根据权利要求I或2所述的负载可调的电カ紧固件防松性能评估检测装置，其特征在于所述支撑板与机架之间通过定位销连接。
全文摘要
本发明公开了一种负载可调的电力紧固件防松性能评估检测装置，包括振动主机、伺服液压系统、微机及电气控制系统；所述振动主机包括机架和连接在机架一侧的伺服油缸，所述伺服油缸的活塞杆连接有测力传感器，测力传感器连接有连接座以及拉板，所述拉板中部设有穿试验螺钉的通孔；所述机架的另一侧连接有支撑板，支撑板活动连接在拉板下方；本发明可以根据电力紧固件的实际应用场合及其受振载荷特征来对试验检测装置的振动载荷进行调节，从而实现对紧固件联接的防松性能进行检测评估。
文档编号G01M7/02GK102865983SQ20121037273
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者杨晓辉, 任欢, 阎东, 寇晓适, 卢明, 娄红玉, 杨威, 张博, 张宇鹏, 魏建林, 宋高丽, 郑豫生, 刘相霞 申请人:河南省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司, 济南瑞普机电技术有限公司