多功能冷热交替动静疲劳试验机

643 编辑：管理员来源：甘肃电器科学研究院

2024-03-12 16:31:42

权利要求书： 1.一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：包括主机（3）、电液伺服控制系统（4）和伺服液压源（5），所述主机（3）包括活动底座（312），所述活动底座（312）上通过试验空间调节座（311）与环境模拟试验箱（303）的底部连接，试验空间调节座（311）上设有可拆卸安装球窝（310）；活动底座（312）上通过数个立柱（307）支撑有上横梁（302），上横梁（302）上连接有串联式变载荷伺服液压缸（301）；

该串联式变载荷伺服液压缸（301）包括前油缸活塞（30105），该前油缸活塞（30105）通过前后活塞串联组件（30112）与后油缸活塞（30108）串联连接，前油缸活塞（30105）的活塞杆端部设有位移传感器导向连接架（30114），位移传感器导向连接架（30114）与侧面的位移传感器（30113）相连接；后油缸活塞（30108）的底部设有后油缸座（30111），该后油缸座（30111）上设有油路连接块（30110），该油路连接块（30110）上连接有伺服阀组（30106），伺服阀组（30106）还分别与设置在前油缸活塞（30105）上部的前油缸座（30101）和设置在前油缸活塞（30105）与后油缸活塞（30108）之间的中油缸座（30107）相连接；后油缸活塞（30108）上的活塞杆依次穿过后油缸座（30111）、上横梁（302）和环境模拟试验箱（303）并与高精度力传感器（308）相连接；高精力传感器（308）下部连接有可拆卸安装球头（309）；

所述电液伺服控制系统包括油泵电机组（402），油泵电机组（402）的吸入口设有吸油滤油器（401）、后侧通过单向阀（403）与伺服阀（408）相连接，伺服阀（408）的后端连接有电磁换向阀（409），电磁换向阀（409）分别与前端油缸（410）和后端油缸（411）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述试验空间调节座（311）通过螺纹连接在活动底座（312）和环境模拟试验箱（303）底部，试验空间调节座（311）通过螺纹啮合实现高度升降。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述油泵电机组（402）设有两组且两组并联设置。

4.根据权利要求3所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述单向阀（403）与伺服阀（408）之间还设置有电磁溢流阀（412）和比例溢流阀（413），电磁溢流阀（412）和比例溢流阀（413）上并联有压力变送器（404）、储能器（405）和压力表（406）；比例溢流阀（413）的后侧设置有油冷却器（414）和回油滤油器（415）。

5.根据权利要求4所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述伺服阀（408）的前侧设置有精密滤油器（407）。

6.根据权利要求5所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述环境模拟试验箱（303）的顶部内壁上分别设置有紫外线照射器（304）和淋雨喷头架（305），淋雨喷头架（305）上连接有数个淋雨喷头（306）。

7.根据权利要求6所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述前油缸座（30101）通过过渡阀板（30102）与连接阀板（30103）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述前油缸活塞（30105）外侧设有前油缸筒（30104），后油缸活塞（30108）外侧设有后油缸筒（30109）。

9.根据权利要求8所述的一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，其特征在于：所述主机（3）的一侧还设置有淋雨控制系统（1）、温度调节控制系统（2）和紫外线控制调节系统（6）。

说明书：一种多功能冷热交替动静疲劳试验机技术领域[0001] 本实用新型涉及电器设备技术领域，具体为一种多功能冷热交替动静疲劳试验机。背景技术[0002] 针对悬式绝缘子主要安装于高压电塔上，使用环境的温度湿度的变化大、雨淋日晒的交替等多重环境影响，都会极大的降低悬式绝缘子的抗疲劳性能，这也是大多数悬式绝缘子掉串事故的主要诱因，通过对上述环境因素的模拟，对各类悬式绝缘子进行疲劳试验，得到各类悬式绝缘子在各种环境状态下的抗疲劳性能及使用寿命数据进行研究是非常有意义的。[0003] 目前现有的悬式绝缘子抗疲劳性能试验设备中，动态、静态试验均在两台试验机上分别完成，试验过程复且杂繁琐，在动态试验完成后拆装试品至静态试验设备过程中常出现磕碰事故，导致试验被迫重新开始，试验成功率较低。而且，现有的悬式绝缘子抗疲劳性能试验设备局限性较大，没有在动态试验过程中模拟温度湿度的变化以及雨淋日晒的交替的试验条件，无法得到各类悬式绝缘子在各种环境状态下的抗疲劳性能及使用寿命数据。因此急需一种将动态、静态试验过程整合在一台试验机上完成，以降低试验复杂程度、提高试验成功率，并且能够在动态试验过程中模拟温度湿度的变化以及雨淋日晒的交替的试验条件，得到各类悬式绝缘子在各种环境状态下的抗疲劳性能及使用寿命数据。[0004] 本专利主要适用于验证户外开关设备、箱型变压器等电器设备在不同温度下外壳支撑的能力，以及绝缘构件老化过程中机械性能，以及悬式绝缘子在不同温度、淋雨、紫外线等严苛环境下悬式绝缘子抗疲劳性能的试验，提供可靠准确的数据，并能够将动态、静态试验过程整合在一台试验机上完成。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于提供一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，以解决上述背景技术中提出的问题。[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：[0007] 一种多功能冷热交替动静疲劳试验机，包括主机、电液伺服控制系统和伺服液压源，所述主机包括活动底座，所述活动底座上通过试验空间调节座与环境模拟试验箱的底部连接，试验空间调节座上设有可拆卸安装球窝；活动底座上通过数个立柱支撑有上横梁，上横梁上连接有串联式变载荷伺服液压缸；[0008] 该串联式变载荷伺服液压缸包括前油缸活塞，该前油缸活塞通过前后活塞串联组件与后油缸活塞串联连接，前油缸活塞的活塞杆端部设有位移传感器导向连接架，位移传感器导向连接架与侧面的位移传感器相连接；后油缸活塞的底部设有后油缸座，该后油缸座上设有油路连接块，该油路连接块上连接有伺服阀组，伺服阀组还分别与设置在前油缸活塞上部的前油缸座和设置在前油缸活塞与后油缸活塞之间的中油缸座相连接；后油缸活塞上的活塞杆依次穿过后油缸座、上横梁和环境模拟试验箱并与高精度力传感器相连接；高精力传感器下部连接有可拆卸安装球头；

[0009] 所述电液伺服控制系统包括油泵电机组，油泵电机组的吸入口设有吸油滤油器、后侧通过单向阀与伺服阀相连接，伺服阀的后端连接有电磁换向阀，电磁换向阀分别与前端油缸和后端油缸相连接。[0010] 优选的，所述试验空间调节座通过螺纹连接在活动底座和环境模拟试验箱底部，试验空间调节座通过螺纹啮合实现高度升降。[0011] 优选的，所述油泵电机组设有两组且两组并联设置。[0012] 优选的，所述单向阀与伺服阀之间还设置有电磁溢流阀和比例溢流阀，电磁溢流阀和比例溢流阀上并联有压力变送器、储能器和压力表；比例溢流阀的后侧设置有油冷却器和回油滤油器。[0013] 优选的，所述伺服阀的前侧设置有精密滤油器。[0014] 优选的，所述环境模拟试验箱的顶部内壁上分别设置有紫外线照射器和淋雨喷头架，淋雨喷头架上连接有数个淋雨喷头。[0015] 优选的，所述前油缸座通过过渡阀板与连接阀板相连接。[0016] 优选的，所述前油缸活塞外侧设有前油缸筒，后油缸活塞外侧设有后油缸筒。[0017] 优选的，所述主机的一侧还设置有淋雨控制系统、温度调节控制系统和紫外线控制调节系统。[0018] 本实用新型的有益效果为：[0019] （1）本实用新型动态试验时，两电磁换向阀不通电，阀芯处于中位，后端油缸两腔相通；静态试验时，两电磁换向阀右线圈通电，阀芯处于右位，后端油缸两腔分别与伺服阀相通，工控机通过D/A转换板及串行口与动态、静态切换控制模块相通，动态、静态切换控制模块控制两并联的电磁换向阀完成动态加载和静态加载的切换，实现动态加载、静态加载自由切换，将动态、静态试验过程整合在一台试验机上完成，降低试验复杂程度、提高试验成功率。[0020] （2）本实用新型在试验过程中载荷、位移、变形等数据通过控制系统自动采集，试验曲线由计算机实时显示并自动完成试验数据的处理、存储、打印试验报表，试验数据完整可靠。[0021] （3）本实用新型设置有淋雨控制系统、温度调节控制系统、紫外线控制系统，具备高低温调节、淋雨、紫外线照射等多种环境条件的模拟，能够在动态试验过程中模拟温度湿度的变化以及雨淋日晒的交替的试验条件，得到各类悬式绝缘子在各种环境状态下的抗疲劳性能及使用寿命数据，数据全面可靠。附图说明[0022] 图1是本实用新型多用途冷热交替动静疲劳试验机示意图；[0023] 图2是图1中本实用新型主机部分机构示意图；[0024] 图3是图2中本实用新型串联式变载荷伺服液压缸示意图；[0025] 图4是图1中本实用新型液压原理图；[0026] 图5是本实用新型控制原理图；[0027] 图中：1?淋雨控制系统，2?温度调节控制系统，3?主机，301?串联式变载荷伺服液压缸，30101?前油缸座，30102?过渡阀板，30103连接阀板，30104?前油缸筒，30105?前油缸活塞，30106?伺服阀组，30107?中油缸座，30108?后油缸活塞，30109?后油缸筒，30110?油路连接块，30111?后油缸座，30112?前后活塞串联组件，30113?位移传感器，30114?位移传感器导向连接架，302?上横梁，303?环境模拟试验箱，304?紫外线照射器，305?淋雨喷头架，306?淋雨喷头，307?立柱，308?高精度力传感器，309?可拆卸安装球头，310?可拆卸安装球窝，311?试验空间调节座，312?活动底座，4?电液伺服控制系统，401?吸油滤油器，402?油泵电机组，403?单向阀，404?压力变送器，405?储能器，406?压力表，407?精密滤油器，408?伺服阀，409?电磁换向阀，410?前端油缸，411?后端油缸，412?电磁溢流阀，413?比例溢流阀，

414?油冷却器，415?回油滤油器，5?伺服液压源，6?紫外线控制调节系统。

具体实施方式[0028] 下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。[0029] 如图1所示，本实用新型由淋雨控制系统1、温度调节控制系统2、主机3、电液伺服控制系统4、伺服液压源5、紫外线控制调节系统6等组成。[0030] 如图2所示，主机3包括活动底座312，立柱307、上横梁302组成的机架。[0031] 安装在机架上横梁302上的串联式变载荷伺服液压缸301,垂直向伺服加载油缸下端依次连接高精度力传感器308，可拆卸安装球头309根据不同试样安装不同的连接头或传力板。底座上面安装有试验空间调节座311，其通过螺纹调节试验空间，并用消隙螺母锁紧用以消除螺纹间隙，试验空间调节座311上部安装有可拆卸安装球窝310。环境模拟试验箱303安装于活动底座312上面，对试验环境起到保温的作用，其底部设有排水口。环境模拟试验箱303内上部安装淋雨喷头架305及淋雨喷头306，淋雨喷头架305之上环境模拟试验箱

303内顶部安装紫外线照射器304，紫外线照射器304内部装有紫外线照射灯用于模拟紫外辐射环境，其底部用高透光钢化玻璃阻隔淋雨喷头306所喷溅出的水滴。

[0032] 如图3所示，串联式变载荷伺服液压缸301主要由前油缸座30101、中油缸座30107、过渡阀板30102、连接阀板30103、油路连接块30110、后油缸座30111、前油缸活塞30105、后油缸活塞30108、前油缸筒30104、后油缸筒30109、位移传感器30113、伺服阀组30106等主要组成。[0033] 该串联式变载伺服液压缸301的前油缸活塞30105通过前后活塞串联组件30112与后油缸活塞30108串联为一体，位移传感器导向连接架30114主要用来消除油缸活塞在运动过程中的自旋转问题，并带动位移传感器30113的伸缩杆与活塞运行同步运动，继而可以采集到油缸活塞运动的位置信息。[0034] 在动态试验时，伺服阀组30106的电磁换向阀409切换油路为后端油缸411两腔相通，伺服阀408只给前端油缸410供油。在动态试验完成后进入大载荷静态试验时，伺服阀组30106的电磁换向阀409再次进行动作，将油路切换为伺服阀408给前后油缸同时供油，增大总活塞面积，用以输出最大静态力。

[0035] 如图4所示，两组油泵电机组402并联对液压系统供油，油泵电机组402前端配有吸油滤油器401用于将油箱内的液压油进行粗过滤，两组油泵电机组402后端各配备一个单向阀403，用于防止单台油泵电机组402运行时另外一组油泵电机组402反转造成损坏，动态试验时电磁换向阀409切换油路为后端油缸411两腔相通，伺服阀408只给前端油缸410供油。在动态试验完成后进入大载荷静态试验时，电磁换向阀409再次进行动作，将油路切换为伺服阀408给前端油缸410、后端油缸411同时供油，增大总活塞面积，用以输出最大静态力。

[0036] 油路系统中比例溢流阀413用来调整系统压力，回油通过管路经过油冷却器414及回油滤油器415回到油箱内。电磁溢流阀412用于控制液压系统最高压力，防止比例溢流阀413出现故障导致压力超过系统极限所导致的危险情况。该电液伺服控制系统4还配有压力变送器404、储能器405、压力表406、精密滤油器407。

[0037] 图5为本实用新型的控制原理图，主要包括工控机，A/D和D/A转换板，以及电液伺服控制柜。工控机与通过A/D和D/A转换板及串行口与伺服控制柜相通。所述的伺服控制系统实现两路伺服闭环控制，一路是位移控制：通过伺服加载油缸控制模块与伺服阀408相连，位移传感器30113通过放大板、A/D板将位移传感器位置信号传至计算机通过软件比较完成油缸位移伺服闭环控制；一路是力控制：通过伺服加载油缸控制模块与伺服阀408相连，高精度力传感器308通过放大板、A/D板将位移传感器位置信号传至计算机通过软件比较完成油缸力的伺服闭环控制；[0038] 动态试验时，两组电磁换向阀409不通电，阀芯处于中位，后端油缸411两腔相通；静态试验时，两组电磁换向阀409右线圈通电，阀芯处于右位，后端油缸411两腔分别与伺服阀408相通。工控机通过D/A转换板及串行口与动态、静态切换控制模块相通，动态、静态切换控制模块控制两并联的电磁换向阀409完成动态加载和静态加载的切换。

[0039] 以上的仅是本实用新型的优选实例，应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，作为机械领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本实用新型的保护范围。