电缆桥架支架的抗冲击试验系统的制作方法

1.本发明属于电缆桥架抗冲击试验领域。


背景技术：

2.特种作业单位(如核电站、炼钢厂、重工业厂房等)的线缆桥架以及线缆桥架支架对结构抗冲击能力有着严苛的要求；
3.现有的线缆桥架冲击实验一般采用的是重力摆锤的方式实现冲击，这种重力摆锤能提供的冲击动能受到重力加速度以及摆臂长度限制，如果摆臂过长则会占用实验装置的空间，因此有必要涉设计一种能提供足够冲击动能且不过分占用实验设备空间的冲击实验装置。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电缆桥架支架的抗冲击试验系统，能在有限的空间内提供足够的撞击动能。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明的电缆桥架支架的抗冲击试验系统，包括实验平台，所述实验平台的上方通过两侧的横梁支架固定有横向的线缆桥架支架安装梁；所述线缆桥架支架安装梁上设置有若干安装孔；
6.还包括等待冲击试验的线缆桥架，所述线缆桥架平行于所述线缆桥架支架安装梁的下方，所述线缆桥架固定安装在若干桥架支架上，各所述桥架支架的上端均固定连接有固定座，各所述固定座上均设置有螺栓锁紧孔，各所述螺栓锁紧孔均通过锁紧螺栓锁紧在线缆桥架支架安装梁上的各所述安装孔上，从而使线缆桥架固定；
7.所述线缆桥架的下方设置有撞击试验装置，所述撞击试验装置能以预定的动能撞击所述线缆桥架的桥架侧部。
8.进一步的，所述撞击试验装置包括浮动平台，所述浮动平台上方设置有内径相同的左半圆弧滚动轨和右半圆弧轨；所述左半圆弧滚动轨与右半圆弧轨同轴心时，所述左半圆弧滚动轨和右半圆弧轨拼成一个圆环滚动轨道；
9.所述浮动平台上通过电机支架固定安装有动能输出电机，所述动能输出电机的输出轴与所述圆环滚动轨道同轴心；所述输出轴通过连接盘同轴心一体化连接有截面为方形的方轴，所述方轴上沿圆环滚动轨道的径向方向贯通有两个a导向孔，两所述a导向孔内均活动穿过有滑杆，两所述滑杆的一端共同固定连接第一滚轮座，所述第一滚轮座上通过轴承转动安装有实心金属材质的碰撞冲击滚轮，所述滑杆上套有弹簧，所述弹簧的两端分别弹性顶压所述方轴和第一滚轮座，从而使所述碰撞冲击滚轮与所述圆环滚动轨道的内壁滚动相切；
10.所述方轴远离碰撞冲击滚轮的一端垂直固定连接有回转臂，所述回转臂的末端固定连接有第二滚轮座，所述第二滚轮座上通过轴承转动安装有配重滚轮，所述配重滚轮与所述圆环滚动轨道的内壁滚动相切；
11.所述输出轴的回转使方轴带动配重滚轮和碰撞冲击滚轮均沿圆环滚动轨道的内壁做逆时针方向的滚动；
12.所述左半圆弧滚动轨的外弧面通过第一支架固定连接所述浮动平台；
13.所述浮动平台上固定安装有轴承座，所述轴承座内通过轴承转动安装有轨道偏离轴，将右半圆弧轨的外弧面顺时针端的一边所在的直线记为参考轴线，所述轨道偏离轴的轴线与所述参考轴线重合；所述轨道偏离轴的一端固定连接有弹簧连接盘，所述弹簧连接盘的侧部通过连接臂固定连接所述右半圆弧轨的外壁面，从而使右半圆弧轨与所述轨道偏离轴同步，所述右半圆弧轨沿所述轨道偏离轴顺时针转动会使右半圆弧轨的逆时针端与左半圆弧滚动轨顺时针端之间形成滚轮逃逸开口；
14.沿输出轴轴线逆时针转动的碰撞冲击滚轮到达所形成的滚轮逃逸开口处时，所述碰撞冲击滚轮在离心力的作用下沿滑杆方向从滚轮逃逸开口向上逃逸并撞击所述线缆桥架的桥架侧部。
15.进一步的，所述轨道偏离轴上套有扭力弹簧，所述扭力弹簧的一端固定连接所述轴承座，另一端固定连接所述弹簧连接盘；所述扭力弹簧对所述弹簧连接盘形成一个顺时针方向的扭力。
16.进一步的，还包括贴在右半圆弧轨右侧的弧形触发块，所述弧形触发块的块体内弧面与所述右半圆弧轨的外弧面滑动配合，在弧形触发块的限位下，所述右半圆弧轨无法沿所述轨道偏离轴顺时针转动；所述弧形触发块能沿所述圆环滚动轨道轴线方向位移至脱离右半圆弧轨的外弧面；
17.所述方轴远离输出轴的一端同轴心固定连接有外螺纹丝杆，所述外螺纹丝杆上传动连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母的内螺纹与所述外螺纹丝杆螺纹传动配合；所述丝杆螺母的一侧固定连接有导孔座，所述导孔座上设置有轴线与丝杆螺母平行的b导向孔，还包括滑动穿过所述b导向孔的固定导杆，所述固定导杆通过固定支架固定在所述浮动平台上；
18.所述导孔座的一侧通过同步支架固定连接所述弧形触发块的侧部，从而使弧形触发块与所述丝杆螺母同步运动。
19.进一步的，所述右半圆弧轨的下方设置有限位滚轮，所述限位滚轮通过轴承转动安装在升降滚轮支座上；所述浮动平台上固定安装有升降器，所述升降滚轮支座固定安装在所述升降器的升降杆上，当升降杆处于缩回状态，且滚轮逃逸开口已经形成时，所述右半圆弧轨的下部分外弧面与所述限位滚轮滚动相切。
20.进一步的，各所述滑杆远离第一滚轮座的一端均固定连接有一个直径大于a导向孔内径的a限位盘；当碰撞冲击滚轮与所述圆环滚动轨道的内壁滚动相切时，所述a限位盘与方轴之间形成间距。
21.进一步的，所述外螺纹丝杆末端设置有b限位盘；
22.进一步的，所述浮动平台上沿线缆桥架长度方向自身设置有两横向导杆穿过通道，还包括同轴心活动穿过导杆穿过通道的横向导杆，所述横向导杆的两端固定连接所述横梁支架。
23.有益效果：本发明的结构简单，原来沿圆环滚动轨道内壁做逆时针方向的运动的碰撞冲击滚轮到达所形成的滚轮逃逸开口处时，碰撞冲击滚轮在离心力的作用下沿滑杆方向从滚轮逃逸开口瞬间向上逃逸并撞击线缆桥架的桥架侧部，从而实现了预定动能的碰
撞；最后评估线缆桥架以及桥架支架在这种预定动能的碰撞的损毁程度来判断是否达到预定结构强度的预期；
24.这种离心逃逸的撞击方式，摆脱了重力加速度以及摆臂长度的限制，在有限的空间内能产生足够的撞击动能。
附图说明
25.附图1为线缆桥架已经固定在了本实验装置上的整体示意图；
26.附图2为附图1的基础上隐去了等待撞击实验的线缆桥架和线缆桥架支架之后的示意图；
27.附图3为等待撞击实验的线缆桥架和线缆桥架支架示意图；
28.附图4为“步骤一”的准备过程结束时的剖开侧视图(左半圆弧滚动轨和右半圆弧轨拼成一个圆环滚动轨道)；
29.附图5为“附图4”的立体示意图；
30.附图6为撞击试验装置的第一状态下的立体示意图(左半圆弧滚动轨和右半圆弧轨拼成一个圆环滚动轨道)；
31.附图7为“步骤二”过程中的剖开侧视图(滚轮逃逸开口已经形成的状态)；
32.附图8为“附图7”的标记3处的放大示意图；
33.附图9为“附图7”的立体示意图；
34.附图10为撞击试验装置的第二状态下的立体示意图(滚轮逃逸开口已经形成的状态)
35.附图11为本装置的第一拆卸部件结构示意图；
36.附图12为本装置的第二拆卸部件结构示意图；
37.附图13为本装置的第三拆卸部件结构示意图；
38.附图14为本装置的第四拆卸部件结构示意图。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
40.如附图1至14所示的电缆桥架支架的抗冲击试验系统，包括实验平台7，实验平台7的上方通过两侧的横梁支架6固定有横向的线缆桥架支架安装梁4；线缆桥架支架安装梁4上设置有若干安装孔5；
41.还包括等待冲击试验的线缆桥架11，线缆桥架11平行于线缆桥架支架安装梁4的下方，线缆桥架11固定安装在若干桥架支架8上，各桥架支架8的上端均固定连接有固定座10，各固定座10上均设置有螺栓锁紧孔9，各螺栓锁紧孔9均通过锁紧螺栓锁紧在线缆桥架支架安装梁4上的各安装孔5上，从而使线缆桥架11固定；
42.线缆桥架11的下方设置有撞击试验装置2，撞击试验装置2能以预定的动能撞击线缆桥架11的桥架侧部11.1；如图1；
43.撞击试验装置2包括浮动平台12，浮动平台12上方设置有内径相同的左半圆弧滚动轨1.1和右半圆弧轨1.2；左半圆弧滚动轨1.1与右半圆弧轨1.2同轴心时，左半圆弧滚动轨1.1和右半圆弧轨1.2拼成一个圆环滚动轨道1；如图4、5、6；
44.浮动平台12上通过电机支架714固定安装有动能输出电机39，动能输出电机39的输出轴38与圆环滚动轨道1同轴心；输出轴38通过连接盘40同轴心一体化连接有截面为方形的方轴37，方轴37上沿圆环滚动轨道1的径向方向贯通有两个a导向孔50，两a导向孔50内均活动穿过有滑杆21，两滑杆21的一端共同固定连接第一滚轮座20，第一滚轮座20上通过轴承转动安装有实心金属材质的碰撞冲击滚轮15，滑杆21上套有弹簧22，弹簧22的两端分别弹性顶压方轴37和第一滚轮座20，从而使碰撞冲击滚轮15与圆环滚动轨道1的内壁滚动相切；各滑杆21远离第一滚轮座20的一端均固定连接有一个直径大于a导向孔50内径的a限位盘43；
45.当碰撞冲击滚轮15与圆环滚动轨道1的内壁滚动相切时，a限位盘43与方轴37之间形成间距；
46.方轴37远离碰撞冲击滚轮15的一端垂直固定连接有回转臂23，回转臂23的末端固定连接有第二滚轮座20，第二滚轮座20上通过轴承转动安装有配重滚轮14，配重滚轮14与圆环滚动轨道1的内壁滚动相切；
47.输出轴38的回转使方轴37带动配重滚轮14和碰撞冲击滚轮15均沿圆环滚动轨道1的内壁做逆时针方向的滚动；
48.左半圆弧滚动轨1.1的外弧面通过第一支架98固定连接浮动平台12；
49.浮动平台12上固定安装有轴承座29，轴承座29内通过轴承18转动安装有轨道偏离轴18，将右半圆弧轨1.2的外弧面顺时针端的一边所在的直线记为参考轴线01，轨道偏离轴18的轴线与参考轴线01重合；轨道偏离轴18的一端固定连接有弹簧连接盘28，弹簧连接盘28的侧部通过连接臂31固定连接右半圆弧轨1.2的外壁面，从而使右半圆弧轨1.2与轨道偏离轴18同步，右半圆弧轨1.2沿轨道偏离轴18顺时针转动会使右半圆弧轨1.2的逆时针端与左半圆弧滚动轨1.1顺时针端之间形成滚轮逃逸开口16；
50.沿输出轴38轴线逆时针转动的碰撞冲击滚轮15到达所形成的滚轮逃逸开口16处时，碰撞冲击滚轮15在离心力的作用下沿滑杆21方向从滚轮逃逸开口16向上逃逸并撞击线缆桥架11的桥架侧部11.1；(如图7、8、9、10)；
51.轨道偏离轴18上套有扭力弹簧30，扭力弹簧30的一端固定连接轴承座29，另一端固定连接弹簧连接盘28；扭力弹簧30对弹簧连接盘28形成一个顺时针方向的扭力；
52.还包括贴在右半圆弧轨1.2右侧的弧形触发块17，弧形触发块17的块体内弧面17.1与右半圆弧轨1.2的外弧面滑动配合，在弧形触发块17的限位下，右半圆弧轨1.2无法沿轨道偏离轴18顺时针转动；弧形触发块17能沿圆环滚动轨道1轴线方向位移至脱离右半圆弧轨1.2的外弧面；
53.方轴37远离输出轴38的一端同轴心固定连接有外螺纹丝杆24，外螺纹丝杆24上传动连接有丝杆螺母25，丝杆螺母25的内螺纹80与外螺纹丝杆24螺纹传动配合；丝杆螺母25的一侧固定连接有导孔座41，导孔座41上设置有轴线与丝杆螺母25平行的b导向孔41，还包括滑动穿过b导向孔41的固定导杆36，固定导杆36通过固定支架固定在浮动平台12上；
54.导孔座41的一侧通过同步支架70固定连接弧形触发块17的侧部，从而使弧形触发块17与丝杆螺母25同步运动；
55.右半圆弧轨1.2的下方设置有限位滚轮32，限位滚轮32通过轴承转动安装在升降滚轮支座35上；浮动平台12上固定安装有升降器33，升降滚轮支座35固定安装在升降器33
的升降杆34上，当升降杆34处于缩回状态，且滚轮逃逸开口16已经形成时，右半圆弧轨1.2的下部分外弧面与限位滚轮32滚动相切；
56.外螺纹丝杆24末端设置有限位盘44；
57.浮动平台12上沿线缆桥架11长度方向自身设置有两横向导杆穿过通道13，还包括同轴心活动穿过导杆穿过通道13的横向导杆800，横向导杆800的两端固定连接横梁支架6；
58.本装置的冲击试验系统的工作方法：
59.步骤一，准备过程：
60.初始状态下，左半圆弧滚动轨1.1与右半圆弧轨1.2同轴心，且左半圆弧滚动轨1.1和右半圆弧轨1.2拼成一个圆环滚动轨道1，扭力弹簧30对所述弹簧连接盘28形成一个顺时针方向的扭力，从而使右半圆弧轨1.2存在一个沿轨道偏离轴18顺时针方向偏转的趋势；由于初始状态下弧形触发块17的块体内弧面17.1与右半圆弧轨1.2的外弧面滑动配合，在弧形触发块17的限位下，右半圆弧轨1.2无法沿所述轨道偏离轴18顺时针转动；且初始状态下升降杆34处于缩回状态；
61.将等待冲击试验的线缆桥架11固定安装在若干桥架支架8上，然后将若干桥架支架8上的各螺栓锁紧孔9均通过锁紧螺栓锁紧在线缆桥架支架安装梁4上的各所述安装孔5上，从而使线缆桥架11固定；这时圆环滚动轨道1刚好在线缆桥架11右侧的桥架侧部11.1正下方；
62.步骤二，碰撞试验过程：
63.控制动能输出电机39，给输出轴38一个逆时针方向的扭力，从而使输出轴38通过方轴37带动配重滚轮14和碰撞冲击滚轮15均沿圆环滚动轨道1的内壁做逆时针方向滚动，由于输出轴38的输出转速有一个从零逐渐加速的过程，因此方轴37带动配重滚轮14和碰撞冲击滚轮15均沿圆环滚动轨道1的内壁做逆时针方向的运动速度是逐渐增大的，从而使碰撞冲击滚轮15的动能逐渐增大，由于动能输出电机39的输出功率是恒定的，随着输出轴38的继续逆时针转动，输出轴38的转速最终趋于一个稳定值，由于配重滚轮14和碰撞冲击滚轮15是与输出轴38同步的，当输出轴38的转速稳定时，碰撞冲击滚轮15沿圆环滚动轨道1内壁做逆时针方向的运动的动能也趋于稳定，此时的碰撞冲击滚轮15和配重滚轮14的稳定动能为后续过程中需要的碰撞动能；
64.与此同时，外螺纹丝杆24是跟随输出轴38同步逆时针转动的，外螺纹丝杆24的逆时针转动会带动丝杆螺母25在固定导杆36的引导下做逐渐远离方轴37的直线运动，由于弧形触发块17与丝杆螺母25是同步的，因此输出轴38趋于稳定转速的逆时针转动的同时，弧形触发块17会跟随丝杆螺母25做沿圆环滚动轨道1的轴线方向位移，从而使弧形触发块17与右半圆弧轨1.2的外弧面沿轴线方向相对滑动；直至弧形触发块17沿圆环滚动轨道1的轴线方向脱离右半圆弧轨1.2的外弧面，弧形触发块17沿圆环滚动轨道1的轴线方向脱离右半圆弧轨1.2的外弧面的一瞬间，在扭力弹簧30顺时针方向的扭力下，右半圆弧轨1.2瞬间沿轨道偏离轴18轴线顺时针转动，直至右半圆弧轨1.2的下部分外弧面与限位滚轮32滚动相切，从而使右半圆弧轨1.2的逆时针端与左半圆弧滚动轨1.1顺时针端之间瞬间形成一个滚轮逃逸开口16，随后原来沿圆环滚动轨道1内壁做逆时针方向的运动的碰撞冲击滚轮15到达所形成的滚轮逃逸开口16处时，碰撞冲击滚轮15在离心力的作用下沿滑杆21方向从滚轮逃逸开口16瞬间向上逃逸并撞击线缆桥架11的桥架侧部11.1，从而实现了预定动能的碰
撞；
65.最后评估线缆桥架11以及桥架支架8在这种预定动能的碰撞的损毁程度来判断是否达到预定结构强度的预期；
66.后续只需要控制升降杆34向上伸出，就能使左半圆弧滚动轨1.1和右半圆弧轨1.2重新拼成一个圆环滚动轨道1。
67.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。