CN113340756A - 一种多头线缆耐刮磨试验装置 - Google Patents

一种多头线缆耐刮磨试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种多头线缆耐刮磨试验装置，该装置包括耐刮磨试验机体，耐刮磨试验机体的一侧设置有电气柜，电气柜内部设置有伺服驱动器、差分转集电极编码器、PLC控制器、继电器，伺服驱动器与伺服电机电性连接，PLC控制器与继电器电性连接。通过对PLC控制器编程，可控制任意耐刮磨试验头刮针接触到试样导体时能自动停止计数，并在人机界面操作屏上显示报警信息，而不影响其他试验头的正常运转计数；同时，通过对PLC控制器编程，可实现当部分试验头在正常试验时，中途可利用其他无测试样品的试验头进行试验，而不影响正在运行的试验头正常计数。该设备操作方便、简单易懂、使用寿命长，极大缩短了试验周期，大大提高了工作效率高。

Description

一种多头线缆耐刮磨试验装置
技术领域
本发明涉及一种多头线缆耐刮磨试验装置，属于电线电缆测试技术领域。
背景技术
传统的航空航天用PI/PTFE复合绝缘电线电缆没有提出耐刮磨的性能指标要求，但随着我国航空航天事业的飞速发展，为应对各种恶劣的航空航天环境，例如：振动、冲击等可能会导致线缆受到刮磨的情况，对新一代航空航天用PI/PTFE光滑型复合绝缘电线电缆的耐刮磨性能提出了要求。电线电缆的绝缘或护套层是否耐刮磨也是电线电缆能否长期使用的评判方法之一。
国家标准GB/T 33343-2016 《航空绝缘电线试验方法》第10.13条要求：刮磨的行程为（10.0±1.0）mm，挂针往返的频率为每分钟（55±10）个往返，每个试样测试10个点。试验记录每次试验绝缘被刮穿时刮针的循环次数（单向/往返）。以线规号为20的电线为例，常温时刮磨导通时的循环次数平均值不得低于5000次，也就是每做一个测试点至少需要90分钟，而现有的往复耐刮磨试验仪均只能同时测一个点，做满10个测试点则至少需要900分钟，试验周期长，效率低下。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种多头线缆耐刮磨试验装置。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种多头线缆耐刮磨试验装置，该装置包括耐刮磨试验机体，所述耐刮磨试验机体的一侧设置有电气柜，所述电气柜内部设置有伺服驱动器、差分转集电极编码器、PLC控制器、继电器，所述伺服驱动器与伺服电机电性连接，所述PLC控制器与继电器电性连接；所述耐刮磨试验机体的上方间隙设置有人机界面装置和计数感应装置，所述人机界面装置、计数感应装置均与PLC控制器电性连接；
所述耐刮磨试验机体的底部设置有滑轨，所述滑轨上设置有能够在水平方向滑动的滑杆，所述滑杆上设置有固定杆，固定杆上分别间隙设置有至少六个耐刮磨试验头，每个所述耐刮磨试验头分别匹配对应有刮磨杆，伺服电机转动进而带动耐刮磨试验头往复运转，伺服电机与减速器电性连接，通过控制伺服电机的转速和运转圈数，用减速器间接控制往复耐刮磨的速度和刮磨长度；
所述刮磨杆通过固定机构设置固定杆上，所述刮磨杆的一端设置有配重，另一端上方设有砝码，砝码的下方设置有针夹，砝码自由放置于针夹的上方，所述针夹下方设置有刮针，刮针通过螺纹夹持于针夹的下端；
每个所述耐刮磨试验头的下方均设置有电缆夹，所述电缆夹中部设置有凹槽，刮针设置于凹槽上方，所述电缆夹上螺纹连接有被测电缆试样，所述耐刮磨试验头的一侧设置有弱电夹，所述弱电夹的一端与被测电缆试样连接，另一端与PLC控制器电性连接，当刮针与被测电缆试样导体接触形成回路时，PLC控制器控制对应耐刮磨试验头停止计数；
伺服驱动器电缆连接伺服电机，用于接收PLC控制器的信号，控制伺服电机运转，同时将运转的数据通过差分转集电极编码器的转换输入到PLC控制器中，PLC控制器连接继电器。
优选地，所述刮针的刮磨速度区间为10～80次/分钟，刮磨长度区间为8～30mm。
优选地，所述刮针为抛光的镀镍钢针材质制成，刮针与被测电缆试样进行面接触。
优选地，所述刮针与被测电缆试样间隙设置。
优选地，所述伺服电机的外侧设置有散热板，所述散热板与伺服电机通过镶嵌连接，所述伺服电机的下方设置有防尘罩。
优选地，所述电缆夹通过下端螺母拧动固定被测电缆试样。
优选地，所述刮针通过螺栓拧动夹持在针夹的下端。
优选地，所述凹槽的宽度大于刮磨长度。
优选地，所述刮磨杆通过轴承固定在固定杆上，配重通过螺纹连接设置于刮磨杆上。
优选地，所述电气柜的顶部设置有接线器，所述计数感应装置的一侧设置有急停按钮装置，所述急停按钮装置与PLC控制器电性连接。
本发明技术方案的优点主要体现在：该装置设有6个往复耐刮磨试验头，可同时实现6个测试样品的试验，完成10个测试点的试验实际只需操作2次，与传统的单头往复耐刮磨试验仪相比，试验时间缩短了80%。通过对PLC控制器编程，可控制任意耐刮磨试验头刮针接触到试样导体时能自动停止计数，并在人机界面操作屏上显示报警信息，而不影响其他试验头的正常运转计数；同时，通过对PLC控制器编程，可实现当部分试验头在正常试验时，中途可利用其他无测试样品的试验头进行试验，而不影响正在运行的试验头正常计数。该设备操作方便、简单易懂、使用寿命长，极大地缩短了试验周期，大大地提高了工作效率高。
附图说明
图1为本发明的一种多头线缆耐刮磨试验装置的结构示意图。
图2为本发明的耐刮磨试验头的放大结构示意图。
具体实施方式
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
本发明揭示了一种多头线缆耐刮磨试验装置，如图1和图2所示，该装置包括耐刮磨试验机体1，所述耐刮磨试验机体1的一侧设置有电气柜16，所述电气柜的顶部设置有接线器21，所述电气柜内部设置有伺服驱动器17、差分转集电极编码器18、PLC控制器19、继电器20，所述伺服驱动器17与伺服电机2电性连接，所述PLC控制器19与继电器20电性连接。
所述耐刮磨试验机体的上方间隙设置有人机界面装置22和计数感应装置23，所述人机界面装置22、计数感应装置23均与PLC控制器19电性连接，所述计数感应装置的一侧设置有急停按钮装置24，所述急停按钮装置24与PLC控制器19电性连接。
所述耐刮磨试验机体的底部设置有滑轨4，所述滑轨上设置有水平滑动的滑杆5，所述滑杆上设置有固定杆6，固定杆上分别间隙设置有至少六个耐刮磨试验头7，每个所述耐刮磨试验头分别匹配对应设置有刮磨杆8，具体地，所述固定杆固定设置在滑杆上，所述固定杆的个数与耐刮磨试验头的个数相匹配，在本技术方案中，所述耐刮磨试验头7的个数优选为六个，也可大于六个，不对耐刮磨试验头的个数做具体限定。伺服电机转动带动耐刮磨试验头往复运转，伺服电机与减速器电性连接，通过控制伺服电机的转速和运转圈数，用减速器间接控制往复耐刮磨的速度和刮磨长度。
所述刮磨杆8通过固定机构设置固定杆6上，固定机构为轴承，具体地，在本技术方案中，刮磨杆通过轴承固定在固定杆上，该设计可方便技术人员随时检修。所述刮磨杆的一端设置有配重9，配重通过螺纹连接设置于刮磨杆上，该装置在工作过程中，操作人员可对配重通过螺纹拧动调整位置，使刮磨杆达到平衡状态。
所述刮磨杆的另一端上方设有砝码10，砝码的下方设置有针夹11，砝码自由放置在针夹上方，具体地，所述砝码可根据试验条件更换重量后自由放置在针夹上方。
所述针夹下方设置有刮针15，刮针通过螺纹连接于针夹的下端，具体地，刮针通过螺栓拧动夹持在针夹下端，螺栓拧动的方式可大大提高该装置的适用性，操作人员可随时随地对刮针进行调整和更换，所述刮针15为抛光的镀镍钢针或相当的材质制成，方便与被测电缆试样进行面接触。
每个所述耐刮磨试验头下方均设置有电缆夹12，所述电缆夹中部设置有凹槽，所述凹槽的宽度大于刮磨长度，刮针设置于凹槽上方，所述电缆夹上螺纹连接有被测电缆试样14，电缆夹通过下端螺母拧动固定被测电缆试样14。
所述耐刮磨试验头的一侧设置有弱电夹13，所述弱电夹的一端与被测电缆试样14连接，另一端与PLC控制器19电性连接，当刮针15与被测电缆试样导体接触形成回路时，PLC控制器19控制对应耐刮磨试验头停止计数。
耐刮磨试验仪机体1的侧面设有电气柜16，电气柜16顶部安装接线器21，电气柜16内设有伺服驱动器17、差分转集电极编码器18、PLC控制器19、继电器20，伺服驱动器连接17伺服电机2，用于接收PLC控制器19的信号，控制伺服电机2运转，同时将运转的数据通过差分转集电极编码器18的转换输入到PLC控制器19中，PLC控制器19连接继电器20。所述伺服电机的外侧设置有散热板，散热板用于增加伺服电机的散热效果，所述散热板与伺服电机通过镶嵌连接，所述伺服电机的下方设置有防尘罩，防尘罩对内部的装置进行防尘保护。
耐刮磨试验仪机体1上方设有人机界面操作装置22，人机界面操作装置22连接PLC控制器19，耐刮磨试验仪机体1上方还设有计数感应装置23，计数感应装置23连接PLC控制器19，用于试验计数，计数感应器23旁设有急停按钮装置24，急停按钮装置24连接PLC控制器19。
PLC控制器进行编程，人机界面操作装置通过PLC控制器来控制设备运行的必要动作，PLC控制器编程主要分为以下几个方面：1、设定耐刮磨试验装置的刮针位置，设备开启后可返回原点；2、设定伺服电机和减速器的组合转速和运转圈数，通过控制伺服电机的转速和运转圈数，用减速器间接控制往复耐刮磨的速度和刮磨长度；3、控制测试的样品。当试验样品通过弱电夹上电时，可控制对哪些编号的样品进行试验；4、控制装置的启动和停止。当刮磨表面接触到试样导体时，耐刮磨试验头自动停止计数，并在人机界面操作屏上显示报警信息；5、数据输出。将刮磨次数信息实时输出至人机界面操作屏。
人机界面操作屏的用途分为以下几点：1、实时显示刮磨次数（0～999999次）；2、可进行刮磨速度的设置（10～80次/分钟），刮磨长度的设置（8～30mm）；3、可选择哪些耐刮磨试验头进行试验，试验过程中刮针与被测电缆试样导体接触时，该耐刮磨试验头能自动停止计数，并显示报警信息，而不影响其他耐刮磨试验头正常运行。4、自动设置为累计计数，也可根据实际情况手动选择计数清零；5、可将伺服电机转动到预定位置，即原点。
该设备在工作过程中可利用伺服电机可实现匀速运转，通过控制伺服电机转动的动作实现耐刮磨试验头的往复运转，通过PLC控制器、编程换算数值后在人机界面操作屏上显示，设备在工作过程中能够长期稳定运行，不随温度、湿度等外部环境因素而变化。
通过对PLC控制器编程，可控制任意耐刮磨试验头刮针接触到试样导体时能自动停止计数，并在人机界面操作屏上显示报警信息，而不影响其他试验头的正常运转计数；同时，通过对PLC控制器编程，可实现当部分试验头在正常试验时，中途可利用其他无测试样品的试验头进行试验，而不影响正在运行的试验头正常计数。
该设备设有6个往复耐刮磨试验头，可同时实现6个测试样品的试验，完成10个测试点的试验实际只需要操作2次，与传统的单头往复耐刮磨试验仪相比，试验时间缩短了80%。该设备操作方便、简单易懂、使用寿命长，极大地缩短了试验周期，大大地提高了工作效率高。
本技术方案针对现有的往复耐刮磨试验仪测试时间长，效率低下的问题，本发明提供一种多头线缆耐刮磨试验装置，典型设计为6头，但不局限于6头，能够快速、高效、准确的完成耐刮磨试验，适合在产业上推广使用。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：该装置包括耐刮磨试验机体（1），所述耐刮磨试验机体（1）的一侧设置有电气柜（16），所述电气柜内部设置有伺服驱动器（17）、差分转集电极编码器（18）、PLC控制器（19）、继电器（20），所述伺服驱动器（17）与伺服电机（2）电性连接，所述PLC控制器（19）与继电器（20）电性连接；
所述耐刮磨试验机体的上方间隙设置有人机界面装置（22）和计数感应装置（23），所述人机界面装置（22）、计数感应装置（23）均与PLC控制器（19）电性连接；
所述耐刮磨试验机体的底部设置有滑轨（4），所述滑轨上设置有能够在水平方向滑动的滑杆（5），所述滑杆上设置有固定杆（6），固定杆上分别间隙设置有至少六个耐刮磨试验头（7），每个所述耐刮磨试验头分别匹配对应有刮磨杆（8），伺服电机转动进而带动耐刮磨试验头往复运转，伺服电机（2）与减速器（3）电性连接，通过控制伺服电机的转速和运转圈数，用减速器间接控制往复耐刮磨的速度和刮磨长度；
所述刮磨杆（8）通过固定机构设置固定杆（6）上，所述刮磨杆的一端设置有配重（9），另一端上方设有砝码（10），砝码的下方设置有针夹（11），砝码自由放置于针夹的上方，所述针夹下方设置有刮针（15），刮针通过螺纹夹持于针夹的下端；
每个所述耐刮磨试验头的下方均设置有电缆夹（12），所述电缆夹中部设置有凹槽，刮针设置于凹槽上方，所述电缆夹上螺纹连接有被测电缆试样（14），所述耐刮磨试验头的一侧设置有弱电夹（13），所述弱电夹的一端与被测电缆试样（14）连接，另一端与PLC控制器（19）电性连接，当刮针（15）与被测电缆试样导体接触形成回路时，PLC控制器（19）控制对应耐刮磨试验头停止计数；
伺服驱动器电缆连接伺服电机，用于接收PLC控制器的信号，控制伺服电机运转，同时将运转的数据通过差分转集电极编码器的转换输入到PLC控制器中，PLC控制器连接继电器。
2.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述刮针的刮磨速度区间为10～80次/分钟，刮磨长度区间为8～30mm。
3.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述刮针（15）为抛光的镀镍钢针材质制成，刮针与被测电缆试样进行面接触。
4.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述刮针（15）与被测电缆试样（14）间隙设置。
5.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述伺服电机的外侧设置有散热板，所述散热板与伺服电机通过镶嵌连接，所述伺服电机的下方设置有防尘罩。
6.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述电缆夹通过下端螺母拧动固定被测电缆试样（14）。
7.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述刮针通过螺栓拧动夹持在针夹的下端。
8.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述凹槽的宽度大于刮磨长度。
9.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述刮磨杆（8）通过轴承固定在固定杆（6）上，配重（9）通过螺纹连接设置于刮磨杆（8）上。
10.根据权利要求1所述的一种多头线缆耐刮磨试验装置，其特征在于：所述电气柜的顶部设置有接线器（21），所述计数感应装置的一侧设置有急停按钮装置（24），所述急停按钮装置（24）与PLC控制器（19）电性连接。
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