一种推杆抗压测试平台及测试方法与流程

本发明属于测试装置领域，具体涉及一种推杆抗压测试平台及测试方法。

背景技术：

在光伏跟踪支架系统中，常见的驱动装置有回转驱动和直线推杆驱动等；由于推杆驱动较回转驱动装置有安装方便、成本低、维护方便的优势，现如今的跟踪支架系统中采用推杆驱动装置的设计越来越多；而推杆装置的稳定性和可靠性测试是必不可少的。

用在跟踪支架的推杆需要保持的力很大，常常需要达到数吨的重量。而通常推杆的抗压测试较为简易，比如一般是利用直接悬挂重物进行测试；但推杆为细长杆件，它的破坏往往是发生抗压时的曲屈失稳，或者疲劳失效，这是现有抗压测试手段中并没有考虑到的问题，导致常规测试的抗压结果准确性不高，不贴近实际应用情况。由于杆件在两端受压时往往是曲屈失稳破坏先于静力强度的破坏，故本领域技术人员极有必要提供一种简单实用、测量准确、可靠性高的用于推杆在伸长一定长度下进行抗压测试的测试平台及测试方法。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种推杆抗压测试平台，光伏跟踪支架用推杆驱动时，用该平台可以测试推杆在静荷载下的最大承载力；同时也可以测试推杆在动荷载下的疲劳寿命次数；同时提供了具体的测试方法。

为实现上述目的提供一种推杆抗压测试平台，本发明采用了以下技术方案：

一种推杆抗压测试平台，包括平台底座、固定于平台底座上的推杆固定机构及荷载传递机构；

所述推杆固定机构上转动连接有推杆，所述推杆远离推杆固定机构的末端转动连接在荷载传递机构上；所述推杆固定机构与荷载传递机构相互配合实现对推杆两连接端的荷载施加。

优选的，所述推杆固定机构包括在平台底座上相对设置的推杆固定立柱、固定在推杆固定立柱之间的用于固定推杆的推杆固定横梁。

进一步的，所述推杆固定横梁高度可调节的固定在相对设置的固定立柱之间。

进一步的，所述推杆固定立柱上相对设置多排孔板，所述推杆固定横梁通过螺栓固定在多排孔板的任一排孔上以调节所固定推杆的伸出长度也即推杆两固连端之间的长度；和/或，

所述推杆固定横梁与推杆铰接。

优选的，所述荷载传递机构设为杠杆放大机构，包括呈“l”型的平台立柱与杠杆臂；所述平台立柱在平台底座上相对固设；所述平台立柱与杠杆臂之间以平台主梁连接；所述杠杆臂末端连接重物；

并且所述杠杆臂与平台主梁固连为一体，所述平台主梁相对可转动的连接在平台立柱上；

所述推杆远离推杆固定机构的末端转动连接在所述杠杆臂上。

进一步的，所述荷载传递机构还包括力探测装置；

所述推杆末端转动连接在力探测装置上，所述力探测装置固定在杠杆臂上。

更进一步的，所述平台底座上对应重物的下侧还设置用于对推杆施加动荷载冲击的升降台。

进一步的，所述平台主梁两端可转动的套设在轴承内，所述轴承与平台立柱固连为一体，从而杠杆臂随平台主梁相对平台立柱可转动，平台主梁可作为转动支点b。

更进一步的，所述轴承通过轴承座固定在平台立柱的顶座上。

进一步的，所述杠杆臂的末端铰接用于连接重物的悬挂绳；

所述杠杆臂包括相对垂直的固定在平台主梁上的若干根测试横梁，在测试横梁上还分别设有用于连接末端悬挂绳的第一固定梁、用于连接推杆末端的第二固定梁。

本发明还提供了一种推杆抗压测试方法，利用所述的推杆抗压测试平台，测试在受到压力f作用下推杆静荷载是否失效，包括如下步骤：

s1、将待测的推杆固连在推杆固定机构与荷载传递机构之间；根据所需测试工况，使推杆的伸长长度为x；

s2、荷载传递机构中以重力为g的重物对推杆施加荷载；

s3、根据力矩平衡，计算推杆所承受的荷载：

所述悬挂绳与杠杆臂的转动连接点作为重物支点a；

所述平台立柱及杠杆臂的连接件平台主梁作为转动支点b；

所述推杆与荷载传递机构的转动连接作为推杆支点o；

所述推杆支点o到转动支点b的距离为l；所述重物到转动支点b的距离为n倍的l；在重力g作用下，推杆只受到沿推杆方向的一对方向相反的压力f；求得：

f＊l＝g＊n＊l；(1)

得：f＝g＊n；(2)

即推杆支点o受到的压力f为重物重量g的n倍；

s4、从而测出推杆在伸长x长度时，在压力f＝g＊n的静荷载下，推杆是否会发生失效；通过不断调整重力g直至测出失效时的最大的静荷载。

本发明还提供了一种推杆抗压测试方法，利用所述的推杆抗压测试平台，测试在受基本压力作用下推杆动荷载是否失效，包括如下步骤：

s1、基本压力的获取步骤为：

s10、将待测的推杆固连在推杆固定机构与荷载传递机构之间；根据所需测试工况，使推杆的伸长长度为x；

s11、荷载传递机构中以重力为g的重物对推杆施加荷载；

s12、根据力矩平衡，计算推杆所承受的荷载：

所述悬挂绳与杠杆臂的转动连接点作为重物支点a；

所述平台立柱及杠杆臂的连接件平台主梁作为形成转动支点b；

所述推杆与力探测装置的转动连接点作为推杆支点o；

所述推杆支点o到转动支点b的距离为l；所述重物到转动支点b的距离为n倍的l；在重力g作用下，推杆只受到沿推杆方向的一对方向相反的压力f；求得：

f＊l＝g＊n＊l；(1)

得：f＝g＊n；(2)

即推杆支点o受到的压力f为重物重量g的n倍；

s13、即以计算得到的压力f作为基本压力；

s2、设置升降台的循环运行高度h和运行频率f，使升降台与重物在接触与脱离的状态之间循环切换，从而在升降台循环升降过程中使推杆所受荷载在0到基本压力之间循环变化，即对推杆施加动荷载冲击；并通过推杆支点o处的力探测装置记录运行时各个时间点力值大小，升降台记录其循环升降的运行次数；从而记录在该冲击动荷载下推杆是否在一定的冲击次数下疲劳失效。

本发明的有益效果在于：

1)本发明测试平台结合跟踪支架的受力特征，测试推杆的两固连端受压时能承受的最大荷载，该荷载可能是风作用下的动荷载或静荷载，本平台结合推杆的受压测试特点，利用升降台、杠杆放大等机构，设计出适合推杆动静荷载及疲劳寿命测试的平台，测试结果准确性高，贴近实际应用情况，有效的解决了推杆承压的测试的难点。

2)本发明在荷载传递机构中利用杠杆原理放大推杆荷载力；在推杆固定机构中设置高度可调节的形式，可以测试推杆不同伸长长度下的荷载受力效果。从而在满足测试准确性的前提下结构简单紧凑、设计巧妙，实用性强，适于推广。

3)本发明设置升降台可调整升降高度和频率，并可记录冲击次数；结合在推杆受力点上安装了力学传感器，可记录推杆的实时受力大小；因此，可模拟在冲击动荷载下的疲劳寿命测试。

附图说明

图1为本发明测试平台的结构示意图。

图2为本发明测试平台在动荷载测试下的推杆受力图(也是测试平台运用杠杆放大荷载的原理图)。

图3为本发明力学探测器处的结构放大图。

图4为本发明高度调节板处的结构示意图。

图5为本发明推杆安装处的结构放大图。

图中标注符号的含义如下：

1-平台底座；10-升降台；

2-推杆固定机构；20-推杆固定立柱；21-推杆固定横梁；22-高度调节板；

3-荷载传递机构；30-平台立柱；31-平台主梁；32-杠杆臂；320-测试横梁；

321-第一固定梁；322-第二固定梁；33-重物；34-悬挂绳；35-力探测装置；

4-推杆；

a-重物支点；b-转动支点；c-推杆安装点；o-推杆支点。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

实施例1

如图1所示，本实施例为一种推杆抗压测试平台，包括平台底座1、固定于平台底座1上的推杆固定机构2及荷载传递机构3；

所述推杆固定机构2上转动连接有推杆4，所述推杆4远离推杆固定机构2的一端转动连接在荷载传递机构3上；所述推杆固定机构2与荷载传递机构3相互配合实现对推杆4两连接端的荷载施加。

本实施例中推杆4与推杆固定机构2、荷载传递机构3均为转动连接，使推杆4不受其支持力的作用，从而保证推杆4所受压力的来源仅来自于荷载传递机构3对推杆4两连接端所施加的荷载，因此，该测试平台可用来模拟测试推杆4在两连接端受压时能承受的最大静荷载，也即发生失效时的静荷载；并且根据所需工况选择两连接端之间的长度，从而可以测试推杆4在特定伸长长度工况下的抗荷载效果。

实施例2

如图1所示，本实施例为一种推杆抗压测试平台，包括平台底座1、固定于平台底座1上的推杆固定机构2及荷载传递机构3；

所述推杆固定机构2包括在平台底座1上相对设置的推杆固定立柱20、固定在推杆固定立柱20之间的用于固定推杆4的推杆固定横梁21；在推杆固定横梁21上转动连接有推杆4，所述推杆4远离推杆固定机构2的末端转动连接在荷载传递机构3上；所述推杆固定机构2与荷载传递机构3相互配合实现对推杆4两连接端的荷载施加。

本实施例在实施例1的基础上提供了一种具体的推杆固定机构设置，该立柱结合横梁的设计结构简单紧凑，不占空间且成本较低。

作为优选的实施例，所述推杆固定横梁21高度可调节的固定在相对设置的固定立柱20之间。从而使推杆4两连接端之间的长度可调节，也即推杆4的伸长长度可调节。

本实施例中荷载传递机构3可对推杆4的两连接端施加荷载压力，模拟测试推杆4在两连接端受压时能承受的最大荷载，其中推杆固定机构2中推杆固定横梁21的安装高度可调节，使得本测试平台可根据所需工况调节推杆4的两连接端之间的长度，从而可以测试推杆4在不同伸长长度工况下的抗荷载效果。

结合图4、5所示，更优选的，在推杆固定立柱20上相对固设多排孔板，推杆固定横梁21的两端通过螺栓固定在多排孔板的任一排孔上即可实现所固定推杆伸出长度的调节。当然，也可以采用其它现有技术中的高度调节结构实现推杆固定横梁21安装位置的调整。结合图2、5所示，更进一步优选的，推杆固定横梁21上与推杆4铰接形成推杆安装点c。

实施例3

如图1所示，本实施例在实施例1或实施例2的基础上，所述荷载传递机构3包括呈“l”型的平台立柱30与杠杆臂32；所述平台立柱30在平台底座1上相对固设；所述平台立柱30与杠杆臂32之间以平台主梁31连接；所述杠杆臂32末端可转动的连接重物33；

所述杠杆臂32与平台主梁31固连为一体，所述平台主梁31相对可转动的连接在平台立柱30上；

所述推杆远离推杆固定机构2的一端转动连接在杠杆臂32上。

本实施例在实施例1或2的基础上提供了一种荷载传递机构的杠杆放大设置，充分利用杠杆原理放大了推杆4的受力。其中平台主梁31与平台立柱30为转动连接，使杠杆臂32末端重物33的重力荷载全部传递到推杆4上，不被平台立柱30分担；且重物33通过悬挂绳34与杠杆臂32铰接保证了重物的荷载作用全部传递到杠杆臂32上进而全部传递至推杆4；结合前述实施例中推杆4所受压力的来源仅来自于荷载传递机构3对推杆的两连接端所施加的荷载，根据力矩平衡原理，杠杆臂32末端的重力力矩与推杆4末端的受压力矩相等，即可根据力臂大小换算出推杆所受的荷载力与重物的重力之间的倍数关系，从而根据重力即可测试出在一定静荷载下推杆4是否会发生失效。且其中主梁、立柱、杠杆臂的整体设计结构简单紧凑，成本较低。

作为优选的实施例，所述杠杆臂32的末端铰接悬挂绳34，重物33直接固定在悬挂绳34的末端。实际应用中，悬挂绳34可采用能承受一定重量的钢丝绳或铁丝绳。所述杠杆臂32包括若干根测试横梁320，本实施例中优选设为2根，具体的可采用较长的型钢，在测试横梁320上还分别设有用于连接末端悬挂绳34的第一固定梁321、用于连接推杆4的第二固定梁322。

作为另一优选的实施例，所述平台主梁31可转动的套设在轴承内(如图所示可设为方形杆，便于固定悬伸杠杆臂32)，所述轴承与平台立柱30固连为一体；具体的，所述轴承通过轴承座固定在平台立柱30的顶座上，从而实现杠杆臂32随平台主梁31相对平台立柱30可转动。或者，所述平台主梁31与平台立柱30铰接。

实施例4

结合图3所示，本实施例在实施例3的基础上，所述荷载传递机构3还包括力探测装置35；所述推杆4末端转动连接在力探测装置35上，所述力探测装置35固定在杠杆臂32上。优选的，力探测装置采用便于固定安装的力学传感器。

本实施例在推杆受力点安装了可记录实时受力大小的力学传感器；从而可配合记录在动荷载冲击下的受力大小变化，测试推杆的疲劳寿命。当然，本实施例也可以更直观的记录在静荷载下推杆所受的压力，而不需要按照力矩平衡进行换算。

实施例5

如图1所示，本实施例在实施例4的基础上，所述平台底座1上对应重物33的下侧设置升降台10，升降台10用于对推杆4施加动荷载冲击。

具体的，当测试推杆4所受的静荷载时，升降台10与重物33为脱离状态，也即不对重物33提供支持力；从而可测试在一定重量的静荷载下，推杆4是否会发生失效。当测试推杆4所受的动荷载时，升降台10通过设置一定的频率及循环运行高度h控制推杆4所受荷载在0到一定压力之间循环变化，也即升降台10与重物33的下侧面在完全接触与完全脱离的状态之间切换，完全接触时对重物33提供足够支持力，此时推杆不受重物的荷载，完全脱离不接触时升降台不提供支持力，推杆受到重物的荷载；从而当升降台可按一定的频率循环升降高度h时，实现对推杆4施加冲击动荷载，可测试在该动荷载下经历一定的冲击次数后推杆是否疲劳失效。

作为优选的实施例，所述升降台10上设置有可记录升降台运行次数的计数装置。更优选的，所述计数装置包括在升降台10侧壁设置的感应电磁铁以及在升降台10旁侧设置的接近开关，所述接近开关电性连接有计数器；升降台10一次上下移动的过程中，接近开关能够磁感应一次，且接近开关与计数器电连接，接近开关将接收到的次数信息输出至计数器。在本实施方式中，计数装置的型号为冲床电子计数器sj-8s。

另外，需说明的是，本申请中所用的升降台为外购的定制部件，具体的实现计数功能的结构及相应控制电路等均为本领域可以实现的常规技术，故本实施例中不做详细的阐述。

实施例6

本实施例为一种推杆抗压测试方法，在利用实施例3-5提供的推杆抗压测试平台的基础上，测试在受到压力f作用下推杆静荷载是否失效：

s1、将待测的推杆4固连在推杆固定机构2与荷载传递机构3之间；根据所需测试工况，使推杆4的伸长长度为x；

s2、荷载传递机构3中以重力为g的重物33铰接在杠杆臂32上对推杆4施加荷载力(此时升降台10与重物33脱离，不对重物33提供支持力)；

s3、结合图2所示，根据力矩平衡，计算推杆4所承受的荷载：

所述悬挂绳34与杠杆臂32的转动连接点作为重物支点a；

所述平台立柱30及杠杆臂32的连接件平台主梁31作为转动支点b；

所述推杆4与荷载传递机构3的转动连接点作为推杆支点o(应当说明的是，当测试平台中安装有力探测装置5时，所述推杆4与力探测装置5的可转动连接点作为推杆支点o；当没有安装力探测装置5时，所述推杆4与杠杆臂32的可转动连接点作为推杆支点o)；

所述推杆支点o到转动支点b的距离为l；

所述重物33的重力为g、所述重物33到转动支点b的距离为n倍的l；

推杆的受力分析如下；重物支点a、转动支点b、推杆支点o和推杆安装点c都为可转动的连接方式(如都可以采用铰接)；在重力g作用下，推杆只受到沿推杆方向的一对方向相反的压力f；根据力矩的平衡求得：

f＊l＝g＊n＊l；(1)

得：f＝g＊n；(2)

即推杆支点o受到的压力f为重物重量g的n倍；

s4、从而测出推杆在伸长x长度时，在压力f＝g＊n的静荷载下，推杆是否会发生失效；并且，可以通过不断调整重力g直至测出失效时的最大的荷载。

实施例7

如图2所示，一种推杆抗压测试方法，利用实施例5提供的测试平台，测试在受基本压力作用下推杆动荷载是否失效：

s1、获取所述基本压力，所述基本压力的获取步骤为：

s10、将待测的推杆固连在推杆固定机构与荷载传递机构之间；根据所需测试工况，使推杆的伸长长度为x；

s11、荷载传递机构中以重力为g的重物对推杆施加荷载力(此时升降台10与重物33脱离，不对重物33提供支持力)；

s12、根据力矩平衡，计算推杆所承受的荷载：

所述悬挂绳34与杠杆臂32的转动连接点作为重物支点a；

所述平台立柱30及杠杆臂32的连接件平台主梁31作为转动支点b；

所述推杆4与力学传感器的转动连接点作为推杆支点o；

所述推杆支点o到转动支点b的距离为l；所述重物到转动支点b的距离为n倍的l；在重力g作用下，推杆只受到沿推杆方向的一对方向相反的压力f；根据力矩平衡求得：

f＊l＝g＊n＊l；(1)

得：f＝g＊n；(2)

即推杆支点受到的压力f为重物重量g的n倍；

s13、即以计算得到的压力f作为基本压力；

其中，应当说明的是，基本压力可以为任意压力大小(具体可以按照如上所述的力矩平衡条件计算)，当然也包括基本压力为推杆所能承受的最大静荷载的情况；

s2、设置升降台的循环运行高度h和运行频率f，使升降台与重物在接触与脱离的状态之间循环切换，从而在升降台循环升降过程中使推杆所受荷载在0到基本压力之间循环变化，即对推杆施加动荷载冲击；并通过推杆支点o处的力传感器记录运行时各个时间点力值大小，升降台记录其循环升降的运行次数；从而记录在该冲击动荷载下经历一定的冲击次数后推杆是否疲劳失效。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。