CN104034591A - 一种卡爪试验设备及卡爪试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卡爪试验设备及卡爪试验系统，该卡爪试验设备包括千斤顶(4)、下锚头(3)、加载液压缸(2)和实验架(1)；千斤顶(4)设置在实验架(1)的外侧，下锚头(3)和加载液压缸(2)设置在实验架(1)的内侧。该卡爪试验系统还含有液压泵站和集中控制箱。该卡爪试验设备及卡爪试验系统采用卧式门型结构，避免了高空作业的风险。用液压加载替代传统的荷重块加载方式，可同时对多副卡爪进行疲劳寿命试验，并且试验过程实现了带负荷上升和带负荷下降的无限循环作业，提高了卡爪试验效率。采用新型试验设备可降低劳动强度，整个试验过程只需一名工作人员即可完成。

Description

一种卡爪试验设备及卡爪试验系统

技术领域

本发明涉及卡爪试验设备技术领域，具体的是一种卡爪试验设备，还是一种含有该卡爪试验设备的卡爪试验系统。

背景技术

目前电力建设、建筑工程等领域中，越来越多的超高超大、超重的大型建筑构件需在地面进行拼装制作，然后整体提升。液压提升装置是一种新型、特殊的起重设备。卡爪是该液压提升装置上重要的承载构件，通过钢绞线，将被吊物的载荷传递给千斤顶。一旦卡爪发生破坏或失效，后果极其严重。

卡爪受力具有以下特点：受力较大，以直径15.2mm的钢绞线为例，每副卡爪的受力为90kN；冲击载荷很大，液压提升装置在吊装作业中，每个行程都要进行负荷转换，负荷转换时，卡爪受到很大的冲击载荷。大负载和冲击载荷的反复作用，对卡爪的疲劳强度等性能要求很高。

卡爪生产工艺和热处理工艺相对复杂，制造过程中的微小缺陷，都可能导致卡爪达不到额定寿命。为了检验卡爪各方面的性能，保证卡爪的额定寿命，每批卡爪都必须进行抽样试验，通过力学试验检验卡爪是否合格(利用试验设备模拟卡爪使用工况，对其进行疲劳寿命试验，每副卡爪经过630次负荷转换后无破坏即为合格)。卡爪为易耗件，为了保证足够的产量供用户使用，试验必须持续不断的进行。

传统的卡爪试验设备采用立式结构，采用负重块加载方式。传统的卡爪试验设备含义以下缺点：

1、传统试验设备采用负重块加载，试验设备的调试、试验过程中钢绞线更换需要两个工作人员同时配合作业，且传统试验平台不以利于卡爪的更换和设备的日常保养，需要高空作业等，存在一定安全隐患；

2、由于设备结构方式的限制，每次只能试验2副卡爪，试验效率低；

3、传统的试验方式操作复杂，当卡爪提升荷重块上升(或下降)到一定高度后，需要人工操作进行工况的转换，同时记录卡爪的负荷转换次数，自动化程度低。

发明内容

为了解决现有卡爪试验设备测试效率低的技术问题。本发明提供了一种卡爪试验设备及卡爪试验系统。该卡爪试验设备及卡爪试验系统采用卧式门型结构，避免了高空作业的风险。用液压加载替代传统的荷重块加载方式，可同时对多副卡爪进行疲劳寿命试验，并且试验过程实现了带负荷上升和带负荷下降的无限循环作业，提高了卡爪试验效率。采用新型试验设备可降低劳动强度，整个试验过程只需一名工作人员即可完成。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种卡爪试验设备，包括千斤顶、下锚头、加载液压缸和实验架；千斤顶设置在实验架的外侧，下锚头和加载液压缸设置在实验架的内侧，千斤顶通过钢绞线与下锚头固定连接，加载液压缸的一端与下锚头连接，加载液压缸的另一端与实验架固定连接。

实验架包括设置在同一平面的多根支架。

实验架呈水平设置。

实验架的底部设有多个用于支撑该实验架的支墩。

实验架的底部设有四个用于支撑该实验架的支墩，实验架与地面之间的距离为300mm。

实验架为矩形，实验架包括一根主梁和一根底梁，主梁和底梁平行，主梁和底梁之间还设有两根立柱。

千斤顶与主梁固定连接，主梁上设有用于钢绞线穿过的通孔。

加载液压缸的缸筒底座与底梁固定连接，加载液压缸的活塞与下锚头的销轴固定连接。

所述卡爪试验设备包括多个千斤顶、多个下锚头和多个加载液压缸，千斤顶、下锚头和加载液压缸一一对应连接，加载液压缸的额定拉力为700kN，加载液压缸的行程为1000mm。

一种卡爪试验系统，含有上述的卡爪试验设备，该卡爪试验系统还含有液压泵站和集中控制箱，该卡爪试验设备的千斤顶和加载液压缸与所述液压泵站之间通过高压油管和信号线联接，该液压泵站和该集中控制箱通过控制电缆联接。

本发明的有益效果是：该卡爪试验设备及卡爪试验系统采用卧式门型结构，避免了高空作业的风险。用液压加载替代传统的荷重块加载方式，可同时对多副卡爪进行疲劳寿命试验，并且试验过程实现了带负荷上升和带负荷下降的无限循环作业，提高了卡爪试验效率。采用新型试验设备可降低劳动强度，整个试验过程只需一名工作人员即可完成。

附图说明

下面结合附图对本发明所述的卡爪试验设备作进一步详细的描述。

图1是卡爪试验设备的结构示意图。

其中1.实验架，11.主梁，12.底梁，13.立柱，2.加载液压缸，3.下锚头，31.销轴，4.千斤顶，5.钢绞线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的卡爪试验设备作进一步详细的说明。一种卡爪试验设备，包括千斤顶4、下锚头3、加载液压缸2和实验架1；千斤顶4设置在实验架1的外侧，下锚头3和加载液压缸2设置在实验架1的内侧，千斤顶4通过钢绞线5与下锚头3固定连接，加载液压缸2的一端与下锚头3连接，加载液压缸2的另一端与实验架1固定连接，如图1所示。

在该卡爪试验设备中，千斤顶4、下锚头3和钢绞线5均是现有液压提升装置中的部件，千斤顶4、下锚头3和加载液压缸2设置在一条直线上，现有的液压提升装置在使用时，卡爪设置在千斤顶4中，本发明也是将卡爪设置在千斤顶4中，模拟卡爪在正常工作状态时的受力状况，加载液压缸2用来模拟该液压提升装置使用时的载重。即使用时，如图1所示，下锚头3受到来自于千斤顶4的向左的力，同时下锚头3还受到来自于加载液压缸2的向右的力，该向左的力用于模拟千斤顶提升力，该向右的力用于模拟千斤顶负重载荷，卡爪在千斤顶4中模拟正常工作状态时的受力状况。试验状况接近真实情况，可以很好的用于测试卡爪的质量。

实验架1包括设置在同一平面的多根支架。实验架1呈水平设置，即实验架1所在的平面与水平面之间的夹角为0°。即图1中的实验架1与水平地面平行设置，也可以称为卧式。

实验架1的底部设有多个用于支撑该实验架1的支墩。具体的，试验架1由四个H型钢支墩支起，使试验架1距离地面有一定高度，方便试验人员进行卡爪更换等试验工作。实验架1与地面之间的距离为300mm。

实验架1为矩形，实验架1包括一根主梁11和一根底梁12，主梁11和底梁12平行，主梁11和底梁12之间还设有两根立柱13。千斤顶4与主梁11固定连接，主梁11上设有用于钢绞线5穿过的通孔。加载液压缸2的缸筒底座与底梁12固定连接，加载液压缸2的活塞与下锚头3的销轴31固定连接。

具体的，实验架1为卧式设计，水平布置，不需要开挖基础。试验架主要由1根主梁11、1根底梁12和2根立柱13组成，见图1。主梁11上安装试验千斤顶4处，开挖2个φ200mm的圆孔，以使钢绞线5穿过主梁11与加载液压缸2连接。

所述卡爪试验设备包括多个千斤顶4、多个下锚头3和多个加载液压缸2，千斤顶4、下锚头3和加载液压缸2一一对应连接。具体的，实验架1上设置2组千斤顶、液压缸安装点。

加载系统采用液压系统驱动，载荷可连续调节，具有过载保护功能。液压系统加载速度恒定，假如连接构件突然发生破坏等紧急情况，也不会产生冲击载荷。加载液压缸2的额定拉力为700kN，加载液压缸2的行程为1000mm。一支加载液压缸2可满足同时进行多副卡爪试验的载荷要求，从而提高试验效率。

另外还对千斤顶4进行了改造，增加压力传感器、位移传感器，以实现试验数据的采集和记录。加载液压缸2选用普通液压缸，承受拉力，不存在稳定性问题，不受偏载等影响，可靠性较高，且易于维护。

采用液压加载，加载液压缸2主要给试验系统提供一个恒定负载，负载大小由压力阀直接调定，加载压力根据负载大小确定。加载原理为：高压泵——压力阀——DCS控制指令——电磁阀——电磁阀打开——油缸上侧进油，实现加载过程。

一种卡爪试验系统，该卡爪试验系统含有上述的卡爪试验设备，该卡爪试验系统还含有液压泵站和集中控制箱，该卡爪试验设备的千斤顶4和加载液压缸2与所述液压泵站之间通过高压油管和信号线联接，该液压泵站和该集中控制箱通过控制电缆联接。

该卡爪试验系统采用集中控制系统用于液压缸的动作控制、压力的监控和数据的记录等，具体要求如下：

1、带负荷上升与带负荷下降工作交替进行，上升4个行程之后，再带负荷下降5个行程回到初始点为一个循环；

2、控制系统中设置计数器记录卡爪试验循环次数；

3、每对试验卡爪进行70次循环后，系统报警提示试验完成，试验千斤顶4停止工作；

4、完成一个试验批(即70次循环后)卡爪试验之后，计数器自动清零；

5、加载液压缸上安装压力传感器，实时监控并能显示加载载荷，当载荷偏差较大时，系统报警提示。

该卡爪试验设备采用卧式门型结构，避免了高空作业的风险。用液压加载替代传统的荷重块加载方式，可同时对多副卡爪进行疲劳寿命试验，并且试验过程实现了带负荷上升和带负荷下降的无限循环作业，提高了卡爪试验效率。采用新型试验设备可降低劳动强度，整个试验过程只需一名工作人员即可完成。

新型试验设备主要技术指标如下：

1、同时试验卡爪数量：12副；

2、额定加载载荷：600kN；

3、加载液压缸行程：1000mm；

4、试验过程连续自动进行，具备超载报警等功能。

实验架1的结构强度是一个关键点，根据设备最大试验负荷，对试验架强度进行校核计算，根据计算结果进行优化设计。

因为试验设备为多工况、多负载形式，且对试验缸拉力要进行精确控制，确保试验钢绞线在额定载荷下试验，因此，需要根据不同工况进行程序编制、测试，以及控制器件的选定。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种卡爪试验设备，其特征在于，所述卡爪试验设备包括千斤顶(4)、下锚头(3)、加载液压缸(2)和实验架(1)；

千斤顶(4)设置在实验架(1)的外侧，下锚头(3)和加载液压缸(2)设置在实验架(1)的内侧，千斤顶(4)通过钢绞线(5)与下锚头(3)固定连接，加载液压缸(2)的一端与下锚头(3)连接，加载液压缸(2)的另一端与实验架(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的卡爪试验设备，其特征在于：实验架(1)包括设置在同一平面的多根支架。

3.根据权利要求2所述的卡爪试验设备，其特征在于：实验架(1)呈水平设置。

4.根据权利要求2所述的卡爪试验设备，其特征在于：实验架(1)的底部设有多个用于支撑该实验架(1)的支墩。

5.根据权利要求3所述的卡爪试验设备，其特征在于：实验架(1)的底部设有四个用于支撑该实验架(1)的支墩，实验架(1)与地面之间的距离为300mm。

6.根据权利要求1所述的卡爪试验设备，其特征在于：实验架(1)为矩形，实验架(1)包括一根主梁(11)和一根底梁(12)，主梁(11)和底梁(12)平行，主梁(11)和底梁(12)之间还设有两根立柱(13)。

7.根据权利要求6所述的卡爪试验设备，其特征在于：千斤顶(4)与主梁(11)固定连接，主梁(11)上设有用于钢绞线(5)穿过的通孔。

8.根据权利要求6所述的卡爪试验设备，其特征在于：加载液压缸(2)的缸筒底座与底梁(12)固定连接，加载液压缸(2)的活塞与下锚头(3)的销轴(31)固定连接。

9.根据权利要求1所述的卡爪试验设备，其特征在于：所述卡爪试验设备包括多个千斤顶(4)、多个下锚头(3)和多个加载液压缸(2)，千斤顶(4)、下锚头(3)和加载液压缸(2)一一对应连接，加载液压缸(2)的额定拉力为700kN，加载液压缸(2)的行程为1000mm。

10.一种卡爪试验系统，其特征在于：该卡爪试验系统含有权利要求1～9任意一项所述的卡爪试验设备，该卡爪试验系统还含有液压泵站和集中控制箱，该卡爪试验设备的千斤顶(4)和加载液压缸(2)与所述液压泵站之间通过高压油管和信号线联接，该液压泵站和该集中控制箱通过控制电缆联接。