一种微机控制海底电缆挤压试验机的制作方法

本发明涉及海底电缆机械性能试验装备领域，尤其涉及一种微机控制海底电缆挤压试验机。

背景技术：

为保证海缆在运输、海底复杂水文条件下敷设、打捞中的安全，需要对海底电缆自身的机械强度和抗御外力综合作用能力进行试验和分析，特别是需要验证电缆在安装和维修过程中能否承受预期的布缆船张紧系统挤压载荷。为此，国际大电网会议于2015年6月发布的标准cigretb623《海底电缆机械性能试验推荐标准》中新增了挤压试验项目，然而标准中只提到了基本要求和原理，国内外尚缺少满足该特定功能的试验装备。

目前我国市场上的挤压试验机，基本上采用液压缸的加载形式，其加载精度低；加载点数不超过2个，不能实现对轴心的相向同步加载。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种微机控制海底电缆挤压试验机，以验证电缆在安装和维修过程中能否承受预期的布缆船张紧系统挤压载荷为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种微机控制海底电缆挤压试验机，包括微机控制装置、底座、设于底座上的承载框架、设于承载框架上的电子式伺服加载装置和滚轮支架；所述的承载框架为“口”字型，所述的滚轮支架共2套，分别设于承载框架的前后两面，每套滚轮支架均设有上下两个横向滚轮，试验时，试件电缆从上下两个滚轮之间穿过；所述的电子式伺服加载装置共4套，分别设于承载框架的四个侧壁，所述的电子式伺服加载装置穿过承载框架侧壁指向“口”字型中心，其内端连接有负荷传感器和可拆卸的压板附件，以实现对试件电缆的压紧和负荷测试感知，所述的控制装置与4套电子式伺服加载装置连接。试验时，试件电缆从上下两个滚轮之间穿过，电子式伺服加载装置在伺服电机的驱动下挤压电缆，由于存在4个方向的4套电子式伺服加载装置，通过控制装置可实现其中1个方向的挤压试验，也可以提供上下或左右2个方向的挤压试验，或者4个方向同时挤压的试验，实现了对轴心的相向同步加载试验，压力数据通过负荷传感器感知传递给控制装置，另外通过结构卧式拉伸机结合可实现6点立体3向的挤压加载模式，功能强大，可满足多种挤压试验模式需求，并且可以长时间进行载荷保持，方便地实现了电缆在安装和维修过程中能否承受预期的布缆船张紧系统挤压载荷的验证。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的电子式伺服加载装置包括伺服电机、伺服减速机、机座、同步带传动组件、滚珠丝杠副、第一轴承组件和导向组件，所述的伺服电机与伺服减速机连接并固定于机座上，所述的伺服减速机与滚珠丝杠副之间通过同步带传动组件连接传动，所述的滚珠丝杠副通过第一轴承组件设于机座上，滚珠丝杠副的左端设有用于防止其转动的导向组件，使丝杠在伺服电机的驱动下只做轴向移动。通过伺服电机驱动，方便地实现了丝杠的轴向移动和精确控制，以实现压板附件挤压和离开试件电缆。

所述的第一轴承组件包括轴承座和轴承，所述的轴承座连接固定于机座上，所述的轴承设于轴承座内，所述的滚珠丝杠副与轴承之间为转动配合。方便地实现了滚珠丝杠副的丝杠螺母与轴承之间的转动连接，实现了伺服电机通过同步带传动组件驱动丝杠螺母转动。

每套滚轮支架均包括一个回转框架，每个回转框架包括2根平行竖杆，竖杆的上下两端连接固定于2根横杆上，横杆通过螺栓连接于承载框架上，所述的滚轮通过心轴和第二轴承组件连接于回转框架的左右两内壁。方便地实现了滚轮可转动连接固定，结构简单，转动摩擦力小。

所述的承载框架2根横杆的同一侧连接有合页。便于在试验机不使用时，通过在合页装安装前后门用以关闭承载框架的前后口。

所述的承载框架的两侧下端通过角铁和螺栓与底座固定连接。连接牢固，拆卸方便。

所述的角铁上设有多个加强肋。增强结构强度，使承载框架与底座之间连接更牢固。

所述的承载框架的“口”字型的内四角为倒角结构；承载框架的上端两外角切角处理，所述的角铁的两端上部切角处理。“口”字型的内四角为倒角结构，可有效增强承载框架的结构强度，外端切角处理可有效提升人体接触的安全性。

有益效果：

1、可以有效地模拟海缆在敷设过程中承受的布缆船张紧系统挤压载荷，从而验证海缆的挤压性能，保证其安全可靠运行。

2、采用模组化理念设计，具有良好的装配工艺性、维护性，同时具有良好的经济性。

3、采用了伺服加载装置，提高了多加载的同步控制精度和载荷保持精度，具有高可靠性和较长的使用寿命。此装置在国内目前处于技术领先水平。

4、具有1点、2点和4点加载模式，与卧式拉伸机结合可实现6点立体3向的加载模式，功能强大，可满足多种挤压试验模式需求。

附图说明

图1是本发明主视结构示意图。

图2是本发明侧视结构示意图。

图3是本发明电子式伺服加载装置结构示意图。

图4是本发明滚轮支架结构示意图。

图中：1-承载框架；2-电子式伺服加载装置；3-底座；4-压板附件；5-负荷传感器；6-滚轮支架；7-角铁；8-试件电缆；201-伺服电机；202-伺服减速机；203-同步带传动组件；204-滚珠丝杠副；205-导向组件；206-轴承座；207-轴承；208-机座；601-合页；602-滚轮；603-第二轴承组件；604-心轴；605-竖杆；606-横杆；701-加强肋。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-4所示，一种微机控制海底电缆挤压试验机，包括微机控制装置、底座3、设于底座3上的承载框架1、设于承载框架1上的电子式伺服加载装置2和滚轮支架6；承载框架1为“口”字型，滚轮支架6共2套，分别设于承载框架1的前后两面，每套滚轮支架6均设有上下两个横向滚轮602，试验时，试件电缆8从上下两个滚轮602之间穿过；电子式伺服加载装置2共4套，分别设于承载框架1的四个侧壁，电子式伺服加载装置2穿过承载框架1侧壁指向“口”字型中心，其内端连接有负荷传感器5和可拆卸的压板附件4，以实现对试件电缆8的压紧和负荷测试感知，控制装置与4套电子式伺服加载装置2连接。

为了实现精确的轴向移动控制，电子式伺服加载装置2包括伺服电机201、伺服减速机202、机座208、同步带传动组件203、滚珠丝杠副204、第一轴承组件和导向组件205，伺服电机201与伺服减速机202连接并固定于机座208上，伺服减速机202与滚珠丝杠副204之间通过同步带传动组件203连接传动，滚珠丝杠副204通过第一轴承组件设于机座208上，滚珠丝杠副204的左端设有用于防止其转动的导向组件205，使丝杠在伺服电机201的驱动下只做轴向移动。通过伺服电机201驱动，方便地实现了丝杠的轴向移动和精确控制，以实现压板附件4挤压和离开试件电缆8。

为了实现对丝杠螺母的转动驱动，第一轴承组件包括轴承座206和轴承207，轴承座206连接固定于机座208上，轴承207设于轴承座206内，滚珠丝杠副204与轴承207之间为转动配合。方便地实现了滚珠丝杠副204的丝杠螺母与轴承207之间的转动连接，实现了伺服电机201通过同步带传动组件203驱动丝杠螺母转动。

为了实现滚轮602的可转动连接，每套滚轮支架6均包括一个回转框架，每个回转框架包括2根平行竖杆605，竖杆605的上下两端连接固定于2根横杆606上，横杆606通过螺栓连接于承载框架1上，滚轮602通过心轴604和第二轴承组件603连接于回转框架的左右两内壁。方便地实现了滚轮602可转动连接固定，结构简单，转动摩擦力小。

为了便于连接前后门，承载框架1的2根横杆606的同一侧连接有合页601。便于在试验机不使用时，通过在合页601装安装前后门用以关闭承载框架1的前后口。

为了实现简单牢固地连接固定，承载框架1的两侧下端通过角铁7和螺栓与底座3固定连接。连接牢固，拆卸方便。

为了增强结构强度，角铁7上对称地设有2个加强肋701。增强结构强度，使承载框架1与底座3之间连接更牢固。

为了提升结构强度和安全性，承载框架1的“口”字型的内四角为倒角结构；承载框架1的上端两外角切角处理，角铁7的两端上部切角处理。“口”字型的内四角为倒角结构，可有效增强承载框架1的结构强度，外端切角处理可有效提升人体接触的安全性。

试验时，试件电缆8从上下两个滚轮602之间穿过，电子式伺服加载装置2在伺服电机201的驱动下压紧电缆，由于存在4个方向的4套电子式伺服加载装置2，通过控制装置可实现其中1个方向的挤压试验，也可以提供上下或左右2个方向的挤压试验，或者4个方向同时挤压的试验，试验压力数据通过负荷传感器5感知传递给控制装置，另外通过结构卧式拉伸机结合可实现6点立体3向的挤压加载模式，功能强大，可满足多种挤压试验模式需求，并且可以长时间进行载荷保持，方便地实现了电缆在安装和维修过程中能否承受预期的布缆船张紧系统挤压载荷的验证。

以上图1-4所示的一种微机控制海底电缆挤压试验机是本发明的具体实施例，已经体现出本发明突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。