CN103411826A

CN103411826A - 一种无损伤多功能钢丝绳拉力试验机夹具

Info

Publication number: CN103411826A
Application number: CN2013103481032A
Authority: CN
Inventors: 崔卫华; 王慧; 陈俊杰; 吴学敬; 付超; 唐陆
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: CN103411826B

Abstract

本发明具体公开了一种无损伤多功能钢丝绳拉力试验机夹具，包括一个底座，在所述的底座上安装有至少一个由气缸驱动的动夹紧钳口和至少一个固定在底座上的定夹具钳口，所述的动夹紧钳口与定夹紧钳口之间形成供钢丝绳穿过的圆管形的S型空隙。本发明可以实现钢丝绳的不破断随机取样在线拉力测试，对检验整盘钢丝绳能否安全使用提供了有效保障。由于该夹具对柔性体受较大拉力情况下的无损伤夹持，可以进行钢丝绳的随机在线拉力试验，并保障钢丝绳在任意展开段落的安全性拉力测试。

Description

一种无损伤多功能钢丝绳拉力试验机夹具

技术领域

本发明涉及一种无损伤多功能钢丝绳拉力试验机夹具，该夹具可实现钢丝绳最大载荷为800kN的无损伤拉伸试验。

背景技术

按照GB/T8358-2006《钢丝绳破断拉伸试验方法》，对钢丝绳试件的卡紧方法有四种：套压法、浇铸法、直接夹持法和缠绕法。以上所述方法全部采用抽样检测方法，既在现有整根绳基础上截取一段，进行破断拉伸试验。该试验对于两端夹具体的要求是试验过程防止试件卡紧部位出现松动滑移，对于试件卡紧部位是否受到损伤没有明确要求。该类方法适用于新绳的检测与验收，然而对于已经使用过的钢丝绳，中间部位与绳头部位的性能将可能出现差异，从绳头取样将不再具有代表性，而从绳中间取样将对绳子带来破坏性影响。

目前国内电力建设施工用到大量的钢丝绳，该类绳为左右交互捻编制结构，拉伸受力后具有防扭功能，在导地线张力架线施工中广泛应用。由于该类绳使用环境恶劣，受力复杂，现场使用过程极易造成细股绳、绳丝磨损断裂。该类绳返回仓库后均为盘绕存放，如何采取一种合理方法展开钢丝绳进行全程监测，在线随机拉伸试验国内外还未有现成的试验机解决方案。

根据电力建设安全工作规程，电力施工企业每年需要对架线用防扭钢丝绳进行2倍安全负荷拉力试验，以检测该类绳是否可以继续安全使用，经试验检测合格后钢丝绳仍然可以投入使用。该类试验为安全性检验，不属于破坏性试验。目前各单位采用的方法之一是借鉴钢丝绳破断性拉力试验方法，抽样取段试验。在实际应用中多是从靠近绳头处取样，出现了抽样局限性问题。同时该类方法破坏了整绳的完整性，绳头接头部分处理不好容易带来隐患，与安全周期性检验的目的相背离。一些单位也采用钢丝绳卡头卡紧一段钢丝绳进行拉伸试验，该种方法实现了在线试验目的，但是对于绳盘内部的钢丝绳，由于无法有效展开，导致检测无法实现。同时钢丝绳卡头承载力不足，对钢丝绳表面未充分握触，试验过程易对钢丝造成二次挤压。

目前针对钢丝绳拉力试验主要是采用钢丝绳专用夹具结合拉力试验机进行，现阶段关于钢丝绳拉力试验机及其夹具的研究已取得部分成果。

在专利（CN 201120404556.9）中公开了一种钢丝绳整绳破断拉力试验缠绕夹具；该专利将钢绳的两端经过试验夹具缠绕在大绳轮上，并将绳头穿入大绳轮中，利用夹具固定销直接与普通拉力试验机的钳口连接，实施拉伸。该夹具只是适合于截取一段钢丝绳进行破断拉力试验，不能实现整盘钢丝绳随机取段进行非破坏性的在线安全性试验，且钢丝绳必须整圈缠绕在绳轮上，特别对于大方径钢丝绳，试验操作复杂。

在专利（CN 201120541577.5）中公开来了一种钢丝绳破断拉力试验夹具，该专利在试验过程中将钢丝绳缠绕在缠绕槽中，通过人工旋紧螺栓、螺母压紧钢丝绳头，达到固定钢丝绳的目的，进而进行钢丝绳的破断拉力试验。该专利同样只是适合于截取一段钢丝绳进行破断拉力试验，不能实现整盘钢丝绳随机取段进行非破坏性的在线安全性试验，且缠绕与夹紧依靠人工操作，效率较低，夹紧不够稳定。

在专利（CN 201210297986.4）中公开了一种钢丝绳拉力试验机夹具，该专利通过上、下夹具上的导向块圆弧形槽承担钢丝绳试样拉伸试验时涨紧力，使钢丝绳试样断裂在中间位置，避免了钢丝绳断头出现在夹持部位而使试验失效的问题。该专利仍然只是适合于截取一段钢丝绳进行破断拉力试验，主要适于微、细型钢丝绳的拉力试验。

从目前文献资料检索得知，国内一些学者及科研人员也对钢丝绳破断拉力试验进行了研究，提出了多种试验夹具，并结合柔性体样件特点进行了一些改进。

在文献“材料拉力试验机夹持器结构的改进”中公开了一种对细的柔性体采用缠绕后压紧的方法进行材料拉伸试验，文献分析了金属丝专用夹持器、橡胶“V”型带夹持器和偏心轮夹持器的结构，并针对这些夹持器存在的问题进行了改进。该方法仅适合载荷为10KN的材料拉伸试验，且为取段破断拉力试验。

文献“卧式拉力试验机的研制及钢丝绳拉伸试验方法探讨”针对钢丝绳的破断拉伸试验进行了卧式拉力试验机的研制以及钢丝绳拉伸试验方法研究，分别介绍了浇铸、缠绕、压套及直接夹持法钢丝绳试样的制备及其附具样式。

综上所述，目前国内关于钢丝绳的拉力试验主要体现在截取端头进行离线拉力试验方面；而针对钢丝绳的拉力试验方法，其专利及文献成果也多单独采用浇铸法、缠绕法、压套法及直接夹持方法进行。对于全长受力型钢丝绳截取端头进行离线拉力试验不能客观评价钢丝绳的真实安全状况，行业标准推荐的四种夹具试验方法也均为适合于取样的离线试验，对于拉力较大的安全性试验往往对夹持端产生损伤。另外据资料检索目前的钢丝绳拉力试验夹具仅具单一功能。因此，开发研究一种适合于钢丝绳及其附具的无损伤多功能拉力试验夹具，具有重要的工程意义及理论价值。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术中的不足，提供一种适用于钢丝绳及其附具的拉伸用夹具。该夹具可实现钢丝绳的无损伤夹持，配合拉力试验机可进行在线拉力试验，并且可以进行钢丝绳联接用U型环的安全性拉力试验等。

本发明采用的技术方案如下：

一种无损伤多功能钢丝绳拉力试验机夹具，包括一个底座，在所述的底座上安装有至少一个由气缸驱动的动夹紧钳口和至少一个固定在底座上的定夹具钳口，所述的动夹紧钳口与定夹紧钳口之间形成供钢丝绳穿过的圆管形的S型空隙。

所述的定夹具钳口包括一个墩粗轴，在所述的墩粗轴上安装有一个缠绕轮，所述的缠绕轮截面有与钢丝绳配合的圆弧形凹型槽。

所述的动夹具截面整体为S型的凸起状。动夹具和定夹具组合后形成类似圆管形的弯曲空间。

所述的动夹紧钳口通过销I与连接件I相连，液压缸的活塞杆通过两个半圆法兰、螺钉连接在连接件I上，实现活塞杆与动夹紧钳口的联接。

所述的底座的一侧安装有排拉机构，包括连接杆I，连接杆II，所述的连接杆I一端通过销II与底座相连，另一端与连接套螺纹连接，所述的连接套通过销III与连接杆II 连接，所述的连接杆II上设有至少一个与U型环连接的拉杆，所述的拉杆通过一端销VI与连接杆II连接，另一端连接一个滚轮，所述的滚轮与U型环连接。

本发明的有益效果是：

（1）开创性地研发了一种将缠绕式夹紧和平推压紧方法结合的钢丝绳拉力试验方法，实现了钢丝绳无损伤拉力试验。该夹具充分吸收了现有缠绕法和直接夹持法技术和原理，并在此基础上进行有机集成，形成了缠绕夹紧法，实现了柔性体大拉力安全性在线试验的无损夹持。其中，缠绕轮充分利用了在有效长度上增加接触面积，且不损伤钢丝绳的理念，钢丝绳的S型弯曲，有效加大了对钢丝绳的握触面积和长度，在相同摩擦材料和压紧力情况下提高了对钢丝绳的静摩擦力。钢丝绳在缠绕轮及S型动夹具组成的空间内经过多次弯曲，产生摩擦轮表面摩擦效应，摩擦力逐步衰减，动夹具平推压紧力相应可以减小，可以有效降低对钢丝绳的压紧损伤。缠绕夹持法在方法与技术上实现了突破，创新地提出了一种钢丝绳无损拉力检验试验方法。

（2）基于柔性体的无损伤夹持，可以实现钢丝绳的不破断随机取样在线拉力测试，对检验整盘钢丝绳能否安全使用提供了有效保障。试验表明该夹具可实现钢丝绳最大载荷为800kN的无损伤在线拉伸试验，且适合于方径为15-30mm的各类钢丝绳，保障了钢丝绳在任意展开段落的安全性拉力测试。

（3）研究开发的带排拉功能的综合夹具实现了拉力试验机一具多用功能。排拉机构中的多拉头装置，可以同时进行4排串联U型环的拉伸，在不拆卸夹具的情况下完成多个U型环的同时拉伸试验，实现了拉力试验机的一具多用功能。

附图说明

图1 本发明的整体俯视机构图；

图2 本发明的A-A 剖视图；

图3 本发明的B-B剖视图；

图中1联接螺钉，2底座，3拉杆， 4液压缸，5半圆法兰，6螺钉，7连接件，8销I，9动夹紧钳口，10缠绕轮，11墩粗轴，12拉杆座 13螺纹销 14钢丝绳V型定位块 15销II，16连接杆I，17连接套，18销III，19拉杆，20销VI，21滚轮，22连接杆II，23 U型环。

具体实施方式

本发明涉及一种利用缠绕轮和直接夹持法结合的专用柔性体夹持以及U型环的拉伸试验用多功能拉力试验夹具，该夹具可以实现细长类柔性体的无损伤夹紧以及电缆张力架设用多个U型环的拉伸试验，为进行钢丝绳随机在线拉伸试验提供有效保障。

夹具钳口部分结构如图1、图2所示，它主要由联接螺钉1、底座2、拉杆3、液压缸4、两个半圆法兰5、螺钉6、连接件7、销8、动夹紧钳口9、缠绕轮10、墩粗轴11、拉杆座12、联接销13、钢丝绳V型定位块14等组成。缠绕轮10通过墩粗轴11以及与联接销13相同的螺纹销固定在底座2上，S型动夹紧钳口9通过销I8与连接件7相连，液压缸4的活塞杆通过两个半圆法兰5、螺钉6连接在连接件7上，实现活塞杆与S型动夹紧钳口9的联接；拉杆3连接在两个拉杆座12上，形成半封闭状态，以提高夹具的刚性。作为定夹具钳口的缠绕轮截面有圆弧形凹型，动夹具截面整体为S曲线凸型，动夹具和固定夹具组合后形成类似圆管形的弯曲空间。钢丝绳进入钳口时，在液压缸4的平推运动作用下动钳口移动合模，实现盘绕与夹持结合的钢丝绳的夹持。由于钳口由一组缠绕轮与S型动钳口构成，钢丝绳在其中多次弯曲盘绕，产生摩擦轮表面摩擦效应，此方法体现了钢丝绳拉力试验的缠绕法；而动钳口在液压缸4的驱动下夹紧钢丝绳，则体现了钢丝绳拉力试验的直接夹持法。由于多次弯曲盘绕产生了较大的摩擦力，在同样拉伸力情况下，此时的夹紧力相对平口直接夹持将大大缩小。因此，集成了缠绕法与直接夹持法的缠绕夹持法，可以实现钢丝绳的无损拉力试验，而现场800KN拉力试验充分证明了该方法的有效性。该夹具结构可以配合盘绕式钢丝绳展开、清洗、保养装置，不破断随机取样进行钢丝绳的在线拉力测试，实现对整盘钢丝绳安全性的全程监控。

进行U型环安全试验的排拉结构如图3所示，它主要由销II15、连接杆I16、连接套17、销III18、拉杆19、销IV20、滚轮21等组成。连接杆16通过销II15与夹具相连，连接套17与连接杆I 16通过螺纹相连，滚轮21为连接被测试U型环23的滚轮，它通过销20连接在拉杆19上，拉杆19连接在连接杆II 22上，连接杆II通过销III18、连接套17实现与连接杆I 16的连接。在该排拉机构中有在连接杆II 22 上连接有4个拉头，每个拉头可以实现一串串联的U型环23的连接，四个拉头可以同时实现4排串联U型环的拉伸，其4个拉伸长度的微调可以通过拉杆19端部的螺纹调节，由此可以实现多个U型环的同时拉伸试验。

Claims

1. 一种无损伤多功能钢丝绳拉力试验机夹具，包括一个底座，其特征在于：在所述的底座上安装有至少一个由气缸驱动的动夹紧钳口和至少一个固定在底座上的定夹具钳口，所述的动夹紧钳口与定夹紧钳口之间形成供钢丝绳穿过的圆管形的S型空隙。

2. 如权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述的定夹具钳口包括一个墩粗轴，在所述的墩粗轴上安装有一个缠绕轮，所述的缠绕轮截面有与钢丝绳配合的圆弧形凹型槽。

3. 如权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述的动夹具截面整体为S型的凸起状。

4. 如权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述的动夹紧钳口通过销I与连接件I相连，液压缸的活塞杆通过两个半圆法兰、螺钉连接在连接件I上。

5. 如权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述的底座的一侧安装有排拉机构，包括连接杆I，连接杆II，所述的连接杆I一端通过销II与底座相连，另一端与连接套螺纹连接，所述的连接套通过销III与连接杆II 连接，所述的连接杆II上设有至少一个与U型环连接的拉杆，所述的拉杆通过一端销VI与连接杆II连接，另一端连接一个滚轮，所述的滚轮与U型环连接。