CN107238544A - 一种光缆耐磨性测试方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光缆耐磨性测试设备，包括夹具装置、曲轴连杆机构、滚针轴承、人机界面操作屏、电气柜，其特征在于：所述夹具装置包括夹具Ⅰ、夹具Ⅱ、夹具Ⅲ、固定导轮，所述夹具Ⅰ、夹具Ⅱ、夹具Ⅲ分别安装于夹具装置的上、下、左三个方向，所述固定导轮位于电气柜的上方，所述夹具装置安装在电气柜上方，所述电气柜包括伺服电机、计数器、PLC控制器、导通控制开关，所述计数器安装于曲轴连杆机构，所述伺服电机与夹具装置之间安装有曲轴连杆机构，所述服电机与PLC控制器连接，所述PLC控制器与人机界面操作屏连接，所述人机界面操作屏安装于电气柜外部上方。该设备可保持长期稳定运行，不随温度、湿度等外部环境因素而变化，设备操作方便、精度高、使用寿命长，经济可靠。
Description
技术领域
本发明涉及光缆的测试技术，尤其涉及光缆之间的耐磨性测试方法和设备。
背景技术
光缆的加工目的在于保护内部的光纤，使光纤能够在一定的环境条件下或机械受力的情况下正常使用。光缆的性能测试对光缆产品的质量至关重要。它将直接影响到光缆的使用，若光缆耐磨性达不到要求，则在光缆的安装与使用时，光缆的护套由于相互摩擦破裂，不能很好的保护或固定光缆的内部结构，则光缆的结构稳定性被破坏，造成光缆传输性能不稳定的后果；而此时当光缆受到外部作用力时，由于光缆的护套破损，则可能直接导致光缆内部光缆的断裂失效。目前在国内，虽然有光缆的耐磨性测试方法及设备，但此试验只满足普通光缆的使用，对于航空等恶劣的使用环境中，国外提出了更高的使用要求，测试光缆之间的耐磨性频率可达10个周期/秒，国内的试验方法与试验设备不能满足。光缆的耐磨性测试设备能够满足国外航空、空间用光缆标准中光缆耐磨性的测试要求。因此，国内急需提供一种对光缆耐磨性的测试方法和测试设备，解决上述问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种光缆耐磨性测试方法及设备。
本发明采用的技术方案是：一种光缆耐磨性测试设备，包括夹具装置、曲轴连杆机构、滚针轴承、人机界面操作屏、电气柜，夹具装置包括夹具Ⅰ、夹具Ⅱ、夹具Ⅲ、固定导轮，夹具Ⅰ、夹具Ⅱ、夹具Ⅲ分别安装于夹具装置的上、下、左三个方向，固定导轮位于电气柜的上方，夹具装置安装在电气柜上方，电气柜包括伺服电机、计数器、PLC控制器、导通控制开关，导通控制开关的两端分别与夹具装置的上下两个平面连接，计数器安装于曲轴连杆机构，伺服电机与夹具装置之间安装有曲轴连杆机构，，滚针轴承来固定杆，伺服电机与PLC控制器连接，PLC控制器与人机界面操作屏连接，人机界面操作屏安装于电气柜外部上方。
进一步地，夹具装置中，上部通过一块不锈钢板固定在电气柜的上方，下部通过一个导轨固定在电气柜的上方，夹具Ⅰ与夹具Ⅱ之间的距离为42mm-45mm，夹具Ⅰ与夹具Ⅲ之间的距离为250mm-280mm，固定导轮的直径为190-210mm，夹具的材质为密度小的铝合金材料，夹具和固定导轮表面采用镀锌工艺。
一种光缆耐磨性测试设备，包括下列步骤：
将一段光缆使用夹具装置中的夹具Ⅰ、夹具Ⅱ固定，另一段光缆的一端使用夹具装置中夹具Ⅲ固定，另一端连接挂重，放置在固定导轮上，所述夹具装置固定两根光缆，实现光缆之间的耐磨性测试，所述光缆直径范围为0.5mm～10mm；
设备启动，通过人机界面操作屏，设置所需的光缆往复运动频率、周期数，将设置的信息输入到PLC控制器中，经PLC控制器控制伺服电机按照既定的程序运转；
曲柄连杆机构将伺服电机的旋转运动转变为夹具的往复运动，所述光缆耐磨性测试设备的夹具往复运动频率范围为1个周期/秒～10个周期/秒，往复运动精度为±0.1%/小时，往复距离为8mm，往复距离的精度为±0.5mm，计数器统计夹具运动次数；
利用伺服电机高速运转平稳的特点来保证测试的精准度，通过更换不同规格的砝码，来调整光缆受到相互摩擦时的作用力，当设备完成设定的程序时，会自动停机，拆卸两段光缆，查看光缆的护套是否有破损的现象。如无破损，则光缆之间的耐磨性能良好。
本发明的有益之处在于：利用伺服电机可高速、匀速运转，以及在运转时发热量小、长期稳定工作的特点，通过机械设计和精密的连接，实现并保证了夹具移动距离8mm±0.5mm，通过滚针轴承、导轨的安装，能够固定夹具移动过程中的移动方向，非常有效的减小了摩擦系数，从而保证了本发明方法的有效、合理，设备的精度、长期工作能力都可保证。通过计数器的安装，能够直观的反应当前的试验周期数；通过导通控制开关的安装，可用于试验数据摸底，可观测到光缆护套一旦有破损时的周期数，为产品的开发提供了有效直观的数据。该设备可保持长期稳定运行，不随温度、湿度等外部环境因素而变化，设备操作方便、精度高、使用寿命长，经济可靠。
该测试方法能够真实的模拟航空和空间等使用环境的振动条件，测试方法更加严酷，该测试方法中能真实的反应出航空与航天应用场合中布线后光缆之间的摩擦，摩擦的面积较大，摩擦次数更多，能够准确的反应出护套材料能否符合使用要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为夹具装置的结构示意图；
图3为伺服电机和曲柄连杆机构的连接图；
图4为样品光缆示意图。
其中：1、人机界面操作屏，2、伺服电机，3、曲柄连杆机构，4、计数器，5、PLC控制器，6、导通控制开关，7、滚针轴承，8、夹具装置，8-1、夹具Ⅰ，8-2、夹具Ⅱ，8-3、夹具Ⅲ，9、固定导轮，10、挂重，11、电气柜，12、光缆。
具体实施方式
如图1-2所示，一种光缆耐磨性测试设备，包括夹具装置8、曲轴连杆机构3、滚针轴承7、人机界面操作屏1、电气11，夹具装置8包括夹具Ⅰ8-1、夹具Ⅱ8-2、夹具Ⅲ8-3、固定导轮9，夹具Ⅰ8-1、夹具Ⅱ8-2、夹具Ⅲ8-3分别安装于夹具装置8的上、下、左三个方向，固定导轮9位于电气柜11的上方，夹具装置8安装在电气柜11上方，电气柜11包括伺服电机2、计数器4、PLC控制器5、导通控制开关6，计数器4安装于曲轴连杆机构3，导通控制开关6的两端分别与夹具装置的上下两个平面连接，当护套内部的金属层裸露时，导通控制开关接通，即可通过PLC控制器选择是否需要停机，伺服电机2与夹具装置8之间安装有曲轴连杆机构3，曲轴连杆机构3的一端是伺服电机2，因为行程为固定距离，因此伺服电机2的连接点需要偏心的点，连接的位置须通过精密的计算，来保证伺服电机2旋转一圈时，达到往复距离8mm，伺服电机2的要求为磁粒细小均匀，保证转动时的扭转力矩和转动速度恒定，另一端连接移动的夹具装置；考虑到杆的移动会产生摩擦，因此通过滚针轴承7来固定杆，保证杆的水平移动和减小移动时的摩擦力，从而保证设备的精密度，伺服电机2与PLC控制器5连接，PLC控制器5与人机界面操作屏1连接，人机界面操作屏1安装于电气柜11外部上方。
进一步地，夹具装置8中，上部通过一块不锈钢板固定在电气柜11的上方，下部通过一个导轨固定在电气柜11的上方，导轨与电气柜11连接时，中间加有绝缘垫层，使上下两个部分不能导通，夹具Ⅰ8-1与夹具Ⅱ8-2之间的距离为42mm-45mm，夹具Ⅰ8-1与夹具Ⅲ8-3之间的距离为250mm-280mm，固定导轮9的直径为190-210mm，夹具的材质为密度小的铝合金材料，夹具和固定导轮9表面采用镀锌工艺。
一种光缆耐磨性测试设备，包括下列步骤：
将一段光缆a使用夹具装置中的夹具Ⅰ8-1、夹具Ⅱ8-2固定，另一段光缆b一端使用夹具装置8中夹具Ⅲ8-3固定，另一端连接挂重，放置在固定导轮9上，夹具装置8固定两根光缆，实现光缆之间的耐磨性测试，所述光缆直径范围为0.5mm～10mm；
设备启动，通过人机界面操作屏1，设置所需的光缆往复运动频率、周期数，将设置的信息输入到PLC控制器5中，经PLC控制器5控制伺服电机2按照既定的程序运转；
曲柄连杆机构3将伺服电机2的旋转运动转变为夹具的往复运动，光缆耐磨性测试设备的夹具往复运动频率范围为1个周期/秒～10个周期/秒，往复运动精度为±0.1%/小时，往复距离为8mm，往复距离的精度为±0.5mm，计数器4统计夹具运动次数。
实施例一
一种护套标称直径为1.8mm的单芯光缆，要求光缆之间的耐磨性周期为1000000次，速度为10次/秒，挂重为1.0kg。
如图1所示的设备进行测试，先将一段光缆按照图2使用下方的两个夹具进行固定，再将另一段光缆的一端使用上方的夹具固定，另一端连接1.0kg砝码，绕下方固定的光缆一圈后放置于定滑轮上，放好的光缆样品应与图2一致。
设备启动，进入人机界面操作屏10，私服电机状态设定为运转。进入参数设置，设定速度为10次/秒，断线功能设定为断线不停机，动作次数设定为1000000次，返回显示界面，计数全部清零，设定好后可进行设备操作，按动开启按钮设备正常运转，经过27小时47分钟后，完成1000000次光缆之间的相互摩擦，取出两端光缆，检查光缆的护套是否有磨损的现象。
实施例二
一种二级缓冲层62.5/125µm多模光纤光缆，光缆的直径为0.9mm，要求光缆之间的耐磨性周期为10000次，速度为10次/秒，挂重为2.2N，绕下方固定的光缆一圈后放置于定滑轮上，放好的光缆样品应与图2一致。
如图1所示的设备进行测试，先将一段光缆按照图2使用下方的两个夹具进行固定，再将另一段光缆的一端使用上方的夹具固定，另一端连接2.2N砝码，绕下方固定的光缆一圈后放置于定滑轮上，放好的光缆样品应与图2一致。
设备启动，进入人机界面操作屏10，私服电机状态设定为运转。进入参数设置，设定速度为10次/秒，断线功能设定为断线不停机，动作次数设定为10000次，返回显示界面，计数全部清零，设定好后可进行设备操作，按动开启按钮设备正常运转，经过27小时47分钟后，完成10000次光缆之间的相互摩擦，取出两端光缆，检查光缆的护套是否有磨损的现象。
Claims (3)
1.一种光缆耐磨性测试设备，包括夹具装置、曲轴连杆机构、滚针轴承、人机界面操作屏、电气柜，其特征在于：所述夹具装置包括夹具Ⅰ、夹具Ⅱ、夹具Ⅲ、固定导轮，所述夹具Ⅰ、夹具Ⅱ、夹具Ⅲ分别安装于夹具装置的上、下、左三个方向，所述固定导轮通过导轨固定在电气柜的上方，所述导轨与电气柜相连接，所述夹具装置安装在电气柜上方，所述电气柜包括伺服电机、计数器、PLC控制器、导通控制开关，导通控制开关的两端分别与夹具装置的上下两个平面连接，所述伺服电机与夹具装置之间安装有曲轴连杆机构，滚针轴承来固定杆，伺服电机的旋转运动转变为夹具的往复运动，所述计数器安装于夹具装置中往复运动的夹具处，所述伺服电机与PLC控制器连接，所述PLC控制器与人机界面操作屏连接，所述人机界面操作屏安装于电气柜外部上方。
2.根据权利要求1所述的一种光缆耐磨性测试设备，其特征在于：所述的夹具装置中，上部通过一块不锈钢板固定在电气柜的上方，下部通过一个导轨固定在电气柜的上方，夹具Ⅰ与夹具Ⅱ之间的距离为42mm-45mm，夹具Ⅰ与夹具Ⅲ之间的距离为250mm-280mm，固定导轮的直径为190-210mm，所述夹具的材质为密度小的铝合金材料，夹具和固定导轮表面采用镀锌工艺。
3.根据权利要求1所述的一种光缆耐磨性测试方法，其特征在于：包括下列步骤：
将一段光缆使用夹具装置中的夹具Ⅰ、夹具Ⅱ固定，另一段光缆的一端使用夹具装置中夹具Ⅲ固定，另一端连接挂重，放置在固定导轮上，夹具装置固定两根光缆，实现光缆之间的耐磨性测试，所述光缆直径范围为0.5mm～10mm；
设备启动，通过人机界面操作屏，设置所需的光缆往复运动频率、周期数，将设置的信息输入到PLC控制器中，经PLC控制器控制伺服电机按照既定的程序运转；
曲柄连杆机构将伺服电机的旋转运动转变为夹具的往复运动，光缆耐磨性测试设备的夹具往复运动频率范围为1个周期/秒～10个周期/秒，往复运动精度为±0.1%/小时，往复距离为8mm，往复距离的精度为±0.5mm，计数器统计夹具运动次数；
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