Устройство для испытания изделий на термомеханическую прочность

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам для испытания тел на механическую прочность при их нагреве/ охлаждении до критической температуры, в частности может использоваться для испытания подвесных тарельчатых изоляторов на термомеханическую прочность. Устройство для испытания изделий на термомеханическую прочность выполнено в виде станины с устройством нагружения, термокамеры и силоизмерительного устройства. Устройство нагружения содержит рычаг, установленный в отверстии штанги, связанной соосно с гирляндой изоляторов через захваты, один конец которого закреплен на станине, а второй связан с приводом. Захваты с гирляндой изоляторов установлены в термокамере. Силоизмерительное устройство содержит траверсу со штангами, на которых установлен подвижный ползун, взаимодействующий с измерительным датчиком. Полезная модель позволяет проводить испытание гирлянды изоляторов как на действие механической разрушающей силы, так и на термомеханическую прочность согласно ГОСТ 6490-93, что снижает время проведения комплекса испытаний партии изоляторов. Использование в устройстве нагружения рычага, передающего усилие от привода через ползун и траверсу на гирлянду изоляторов, позволяет уменьшить мощность используемого привода с сохранением значения прилагаемой нормированной разрушающей механической силы.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам для испытания тел на механическую прочность при их нагреве/охлаждении до критической температуры, в частности может использоваться для испытания подвесных тарельчатых изоляторов на термомеханическую прочность.

Известно устройство для испытания гирлянды подвесных изоляторов (SU 370501, опубл. 15.11.1973 г., МПК G01N 3/20), содержащее станину с закрепленным на ней вращающимся валом, соединенным с приводом. На валу установлено многоповодковое водило с несколькими лотками для размещения в них гирлянды изоляторов. Когда один из лотков занимает позицию «испытание», к гирлянде изоляторов присоединяются захваты испытательной машины и гирлянда изоляторов проходит испытание на растяжение.

Известно устройство для испытания изделий на механическую прочность (RU 86009, опубл. 20.08.2009 г., МПК G01N 3/08), принятое в качестве ближайшего аналога, содержащее основание, на котором установлено нагружающее устройство с приводом, активный и пассивный захваты, силоизмерительное устройство. Нагружающим устройством проводится растяжение гирлянды изоляторов, измерение нагрузки осуществляется силоизмерительным устройством.

Известные устройства позволяют провести испытания гирлянды изоляторов только на действие механической разрушающей силы. Испытания же на термомеханическую прочность требуют использования другого оборудования.

Кроме того для создания растягивающего усилия, достигаемого двукратного значения нормированной разрушающей механической силы гирлянды изоляторов, в известных устройствах требуется значительные энергозатраты.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей известных устройств за счет обеспечения возможности проведения испытаний гирлянды изоляторов как на действие механической разрушающей силы, так и на термомеханическую прочность, при использовании маломощного привода.

Решение поставленной задачи в устройстве для испытания изделий на термомеханическую прочность, содержащем станину с устройством нагружения, захваты и силоизмерительное устройство, достигается тем, что на станине установлена термокамера, при этом устройство нагружения содержит рычаг, установленный в отверстии штанги, связанной соосно с гирляндой изоляторов через захваты, один конец которого закреплен на станине, а второй связан с приводом.

Рычаг взаимодействует через шарнирную передачу с С-образными захватами траверсы устройства нагружения.

Траверса взаимодействует через тяги с ползуном.

Ползун связан с валом привода посредством резьбового соединения с возможностью возвратно-поступательного движения.

Кроме того, захваты для гирлянды изоляторов установлены внутри термокамеры.

Захваты выполнены сменными.

Силоизмерительное устройство содержит траверсу со штангами, на которых установлен подвижный ползун, взаимодействующий с измерительным датчиком.

Измерительный датчик жестко установлен на станине.

Рычаг прикреплен к станине шарнирно.

На верхнем конце рычага выполнено отверстие для его крепления с меньшим рабочим плечом.

Устройство позволяет проводить испытание гирлянды изоляторов как на действие механической разрушающей силы, так и на термомеханическую прочность согласно ГОСТ 6490-93, что снижает время проведения комплекса испытаний партии изоляторов.

Использование в устройстве нагружения рычага, передающего усилие от привода через ползун и траверсу на гирлянду изоляторов, позволяет уменьшить мощность используемого привода в сравнении с известными аналогами с сохранением значения прилагаемой нормированной разрушающей механической силы.

Возможность переустанавливать крепление рычага к станине для создания повышенного растягивающего усилия позволяет испытывать изоляторы более высокого класса.

Сущность полезной модели поясняется чертежом: общий вид устройства.

Устройство состоит из пространственной металлической рамы - станины 1, на которой смонтированы устройство нагружения, термокамера 2 и силоизмерительное устройство.

Устройство нагружения выполнено в виде электрического привода (на чертеже не показан), связанного через вал 3 посредством резьбового соединения с ползуном 4. В ползуне 4 установлены тяги 5, жестко связанные с траверсой 6. Ползун 4, совершая возвратно-поступательное движение, через тяги 5 передает усилие на траверсу 6, приводя ее также в поступательное движение. На траверсе 6 выполнены С-образные захваты 7, взаимодействующие через подшипниковую пару с нижним концом рычага 8, имеющего изогнутую форму. Соединение посредством С-образных захватов 7 позволяет компенсировать приращение по вертикали при повороте рычага 8.

Верхний конец рычага 8 шарнирно, с возможностью вращательного движения в вертикальной плоскости, связан с кронштейном 9, жестко установленным в верхней части станины 1. В верхнем конце рычага 8 выполнено дополнительное отверстие 10 для крепления его к кронштейну 9 с уменьшением рабочего плеча.

Рычаг 8 установлен в отверстии штанги 11, на которую передается усилие рычага 8. Штанга 11 совершает возвратно-поступательное движение вдоль горизонтали, передавая растягивающее/сжимающее усилие на жестко связанные с ней компенсаторы 12, в результате чего создается или снимается нагрузка на гирлянде изоляторов 13. Гирлянда изоляторов 13 содержит, по крайней мере, один изолятор.

Для создания предварительной нагрузки и выбора зазоров на гирлянде изоляторов 13 служат компенсаторы 12 и специальные вставки 14 (захваты), механическая прочность которых должна быть выше механической прочности испытываемых изоляторов.

Компенсаторы 12 и захваты 14 с гирляндой изоляторов 13 установлены в термокамере 2.

Термокамера 2 с термоизолированными стенками имеет проем 15, который открывается/закрывается дверцей (на чертеже не показана) для сбора гирлянды 13 и предварительной ручной натяжки.

Термокамера 2 создает циклические режимы в температурном диапазоне от -70 до +60°С. Например, 1-2 суток установлена критическая отрицательная температура, затем 1-2 суток критическая положительная при постоянном растягивающем усилии.

Для поддержания постоянной нагрузки на гирлянде изоляторов 13 захваты 14 соединены со штангой 16 и траверсой 17, жестко связанной со штангами 18. Силоизмерительное устройство представляет собой установленные на штангах 18 тарельчатые пружины 19, сжатые гайками и поперечиной 20, взаимодействующей с измерительным датчиком 21, неподвижно установленным на станине 1.

Штанги 18, компенсаторы 12 и захваты 14 установлены на одной оси.

При замене компенсаторов 12 и захваты 14 можно проводить испытания изоляторов различных типоразмеров и конфигураций.

Благодаря использованию рычага 8 обеспечивается растягивающее усилие, достигаемое двукратного значения нормированной разрушающей механической силы гирлянды изоляторов 13, при использовании электропривода малой мощности, что приводит к снижению затрат электроэнергии при проведении испытаний.

Устройство работает следующим образом.

Собирают гирлянду изоляторов 13, устанавливают ее в термокамере 2 посредством компенсаторов 12 и захватов 14 с образованием предварительного натяга. Включают устройство нагружения, создающее растягивающее усилие на гирлянде изоляторов 13. От электрического привода вращательное движение передается на ползун 4, приводя его в поступательное движение. Поступательное движение от ползуна 4 через тяги 5 передается на траверсу 6, которая также совершает поступательное движение, увлекая за собой рычаг 8. Усилие, создаваемое на рычаге 8, передается на штангу 11 и соответственно на гирлянду изоляторов 13. Одновременно включают термокамеру 2, устанавливая в ней циклическую температуру согласно методу испытаний. Механическое усилие, выдерживаемое гирляндой изоляторов 13, регистрируется на измерительном датчике 21. Измерение проводят с выдерживание механического усилия одной величины при критических изменениях температуры. При необходимости уменьшить растягивающее усилие, прилагаемое к гирлянде изоляторов 13 при постоянной мощности электропривода, переустанавливают крепление верхнего конца рычага 8 к кронштейну 9 с образование плеча меньшего размера.

Устройство достаточно просто в применении, может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением известных средств и методов.

1. Устройство для испытания изделий на термомеханическую прочность, содержащее станину с устройством нагружения, захваты и силоизмерительное устройство, отличающееся тем, что на станине установлена термокамера, устройство нагружения содержит рычаг, установленный в отверстии штанги, связанной соосно с гирляндой изоляторов через захваты, при этом один конец рычага закреплен на станине, а второй связан с приводом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рычаг взаимодействует через шарнирную передачу с C-образными захватами траверсы устройства нагружения.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что траверса взаимодействует через тяги с ползуном.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что ползун связан с валом привода посредством резьбового соединения с возможностью возвратно-поступательного движения.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что захваты для гирлянды изоляторов установлены внутри термокамеры.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что захваты выполнены сменными.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что силоизмерительное устройство содержит траверсу со штангами, на которых установлен подвижный ползун, взаимодействующий с измерительным датчиком.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что измерительный датчик жестко установлен на станине.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рычаг прикреплен к станине шарнирно.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на верхнем конце рычага выполнено отверстие для его крепления с меньшим рабочим плечом.