静载荷能力的试验装置的制作方法

本发明是关于实验装置领域，特别是关于一种静载荷能力的试验装置。

背景技术

低压计量箱是电力行业使用较为普遍的一类装置，其往往在较为恶劣的环境下使用，因此为了保证这些计量箱、机柜、插箱和机箱等装置在制造、贮存、安装和使用中能够经受正常的操作，并能经受使用中的环境影响，为此需要出厂时进行试验检测。

静载荷试验正是为了评价和验证被试品的相关机械物理强度而制定的。它在被试品的顶部或外侧局部逐步施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测计量箱整体或局部随时间产生的变形，以确定相应的外壳刚度和侧壁的耐力试验。配合不同的试验夹具，还能够实现对被试品上的部件(如计量箱门、安装板金属嵌件等)的考核评价。

目前市场上用于对被试品施加特定力的装置普遍是标准化的设备，也有称为“万能试验机”。该类试验仪器的力施加方法通常为上下方向，推力的行程范围十分有限。由于采用龙门架的结构方式，也极大地限制了被试品的宽度和高度。遇到尺寸较大的被试品往往无法将试验力施加到每一个作用点上。再有为了开展旋转式箱门和金属嵌件的静载荷试验，还需要调整力的方向和施加的角度，毫无疑问市场上现有的产品根本无法满足需求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种静载荷能力的试验装置，其可以对计量箱的各个部位实施静载荷能力试验，且大大提高了施加力的精度及试验效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种静载荷能力的试验装置，用于对计量箱进行静载荷能力试验，其特征在于，所述静载荷能力的试验装置包括：底座、第一导轨、第一支撑板、第二导轨、试品平台、控制机柜、第二支撑板、第四导轨、施力装置以及夹具。第一导轨固定于底座的顶部的一端上；第一支撑板，其能够沿y轴移动的设置于第一导轨上；第二导轨固定于支撑板上；试品平台能够沿x轴移动的设置于第二导轨上，且计量箱固定于试品平台上；控制机柜竖直固定于底座的顶部的另一端上，且控制机柜朝向第一导轨的一侧竖直固定有第三导轨；第二支撑板能够沿z轴移动的设置于第三导轨上；第四导轨固定于第二支撑板上；施力装置能够沿y轴移动的设置于第四导轨上，且施力装置上固定有能够伸缩的推头；以及夹具能够拆卸的固定于推头的前端，且夹具用以对计量箱进行静载荷能力试验；其中，控制机柜能够控制第一支撑板在第一导轨上沿y轴移动、试品平台在第二导轨上沿x轴移动、第二支撑板在第三导轨上沿z轴移动、施力装置在第四导轨上沿y轴移动及推头在施力装置上进行伸缩。

在一优选的实施方式中，控制机柜包括：柜体、伺服电机、plc、触摸屏以及控制模块。柜体竖直固定于底座的顶部的另一端上，且第三导轨竖直固定于柜体朝向第一导轨的一侧；伺服电机与第一支撑板、试品平台、第二支撑板、施力装置及推头电性连接；plc内置于柜体内；触摸屏设置于柜体的外侧上，且触摸屏用以人机交互；以及控制模块内置于柜体内；其中，触摸屏与plc、控制模块及伺服电机信号连接；其中，通过点击触碰触摸屏的选项能够通过plc控制控制模块驱动伺服电机动作，从而使伺服电机驱动第一支撑板、试品平台、第二支撑板、施力装置及推头动作，进而带动夹具对计量箱进行静载荷能力试验。

在一优选的实施方式中，夹具为侧壁边缘试验夹具、外壳刚度试验夹具或金属螺纹嵌件试验夹具；其中，侧壁边缘试验夹具用以对计量箱的侧壁边缘进行静载荷能力试验；其中，外壳刚度试验夹具用以对计量箱的外壳刚度进行试验；以及其中，金属螺纹嵌件试验夹具用以对计量箱的金属螺纹嵌件的轴向进行负荷试验。

在一优选的实施方式中，推头的后端具有拉压力传感器，其用以感测夹具对计量箱的施加的正向推力和反向拉力，且拉压力传感器与plc信号连接。

在一优选的实施方式中，底座的长度为4000mm、宽度为2000mm，且控制机柜的高度为2.4m。

在一优选的实施方式中，伺服电机的额定功率为400w。

与现有技术相比，根据本发明的静载荷能力的试验装置具有如下有益效果：本发明的静载荷能力的试验装置，结构简单合理，适用于对不同尺寸的计量箱进行静载荷能力试验，并可以对计量箱的各个部位进行试验，大大提高了施加力的精度及试验效率。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的主视结构示意图。

图2是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的侧壁边缘试验夹具的结构示意图。

图3是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的外壳刚度试验夹具的结构示意图。

图4是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的金属螺纹嵌件试验夹具的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-底座，2-第一导轨，3-第一支撑板，4-第二导轨，5-试品平台，6-控制机柜，7-第三导轨，8-第二支撑板，9-第四导轨，10-施力装置，11-夹具，12-侧壁边缘试验夹具，13-外壳刚度试验夹具，14-金属螺纹嵌件试验夹具。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图4所示，图1是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的主视结构示意图，图2是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的侧壁边缘试验夹具的结构示意图，图3是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的外壳刚度试验夹具的结构示意图，图4是根据本发明一实施方式的静载荷能力的试验装置的金属螺纹嵌件试验夹具的结构示意图。

根据本发明优选实施方式的一种静载荷能力的试验装置，用于对计量箱进行静载荷能力试验，其特征在于，所述静载荷能力的试验装置包括：底座1、第一导轨2、第一支撑板3、第二导轨4、试品平台5、控制机柜6、第二支撑板8、第四导轨9、施力装置10以及夹具11。第一导轨2固定于底座1的顶部的一端上；第一支撑板3，其能够沿y轴移动的设置于第一导轨2上；第二导轨4固定于支撑板上；试品平台5能够沿x轴移动的设置于第二导轨4上，且计量箱固定于试品平台5上；控制机柜6竖直固定于底座1的顶部的另一端上，且控制机柜6朝向第一导轨2的一侧竖直固定有第三导轨7；第二支撑板8能够沿z轴移动的设置于第三导轨7上；第四导轨9固定于第二支撑板8上；施力装置10能够沿y轴移动的设置于第四导轨9上，且施力装置10上固定有能够伸缩的推头；以及夹具11能够拆卸的固定于推头的前端，且夹具11用以对计量箱进行静载荷能力试验；其中，控制机柜6能够控制第一支撑板3在第一导轨2上沿y轴移动、试品平台5在第二导轨4上沿x轴移动、第二支撑板8在第三导轨7上沿z轴移动、施力装置10在第四导轨9上沿y轴移动及推头在施力装置10上进行伸缩。

在一优选的实施方式中，控制机柜6包括：柜体、伺服电机、plc、触摸屏以及控制模块。柜体竖直固定于底座1的顶部的另一端上，且第三导轨7竖直固定于柜体朝向第一导轨2的一侧；伺服电机与第一支撑板3、试品平台5、第二支撑板8、施力装置10及推头电性连接；plc内置于柜体内；触摸屏设置于柜体的外侧上，且触摸屏用以人机交互；以及控制模块内置于柜体内；其中，触摸屏与plc、控制模块及伺服电机信号连接；其中，通过点击触碰触摸屏的选项能够通过plc控制控制模块驱动伺服电机动作，从而使伺服电机驱动第一支撑板3、试品平台5、第二支撑板8、施力装置10及推头动作，进而带动夹具11对计量箱进行静载荷能力试验。

在一优选的实施方式中，夹具11为侧壁边缘试验夹具12、外壳刚度试验夹具13或金属螺纹嵌件试验夹具14；其中，侧壁边缘试验夹具12用以对计量箱的侧壁边缘进行静载荷能力试验；其中，外壳刚度试验夹具13用以对计量箱的外壳刚度进行试验；以及其中，金属螺纹嵌件试验夹具14用以对计量箱的金属螺纹嵌件的轴向进行负荷试验。

在一优选的实施方式中，推头的后端具有拉压力传感器，其用以感测夹具11对计量箱的施加的正向推力和反向拉力，且拉压力传感器与plc信号连接。

在一优选的实施方式中，底座1的长度为4000mm、宽度为2000mm，且控制机柜6的高度为2.4m。

在一优选的实施方式中，伺服电机的额定功率为400w。

在实际应用中，本发明的静载荷能力的试验装置采用卧式设计，被试品(计量箱)被安装在一个稳固的平台上(试品平台5)，位于主导轨的一端(主导轨负责试品的y轴前后的移动)。平台之上有为低压计量箱定做的一个安装底座1。该底座1是专门为低压计量箱而设计。低压计量箱的尺寸最小的为650*450*120(mm)，最大的为1320*1000*180(mm)。主导轨的另一端是控制机柜6，施力装置10可以在控制机柜6上上下左右移动，且推头可以在施力装置10上前后移动，控制模块根据设定(通过触摸屏的选项)的拉力或推力控制大功率伺服电机正转或反转，然后经过减速装置和滚珠丝杠滑块的组合，并通过拉压力传感器将实时数据发送到plc中，能够将2000n以上的力施加在被试品上。

其中，底座1是试验装置的基础，第一导轨2、第一支撑板3、第二导轨4、试品平台5及控制机柜6等部件都位于其上，在试验准备阶段，计量箱安装在试品平台5上之后，可以让计量箱方便的前后左右移动(沿x轴及y轴移动)，以此让施力装置10的推头能够准确对准计量箱的试验位置点，且前后移动范围不小于1600mm，左右移动范围不小于1600mm。其中，试品平台5的安装孔、开槽、紧固夹具、背板安装孔及绑带孔隙等位置都做了精心设计，从而可以使得所有规格尺寸和各种安装方式的计量箱都能够稳固地安装在试品平台5上面。

在底座1的另一侧上方安装有一个高约2.4m的立式钢结构的控制机柜6，上面布局有一对垂直的运动轨道(第三导轨7)以及水平方向运动的推力轨道(第四轨道)，该立式结构上的轨道组合可以让推头的可移动位置覆盖被试品(计量箱)的所有测试点。推头位于施力装置10的前端，夹具11可拆卸地固定于推头的前端，且推头伸缩的行程不小于300mm，上下移动范围不小于1600mm，左右移动范围不小于1800mm，在上述三组轨道的共同协助下，整套装置在被试品上的施力点可以覆盖的范围达到宽度3200mm，高度1600mm，厚度1600mm，完全满足所有电力低压计量箱的规格尺寸。

施力装置10是通过推头连接固定夹具11后，前进或者后退作用于被试品上形成推力或拉力，推头前后移动是plc通过控制模块控制大功率伺服电机，然后经过减速装置和滚珠丝杠滑块来实现的。施力装置10在一台400w伺服电机和配套减速装置的作用下可以产生2000n以上的正向推力和反向拉力。由于采用了精密的丝杠结构，在控制模块的精密计算和操作下可以实现精度达到0.01mm的位移。能够开展十分精密的推力和拉力试验。施力装置10根据施加力的大小以及被试品的机械强度来控制前进和后退的速度，并实时反馈控制模块，后者会根据试验实时状况调整施力的速度，以达到高精度、快速的试验。

所有的导向导轨采用镀铬直线光轴，滑块部分采用45#钢板定制加工高强度无珠滑块。考虑到本装置是压力试验装置，在所有安装及滑动装置上均采用硬性高强度连接方式连接，杜绝重压力造成的磨损和损坏。

控制机柜6内置了工业化的plc、控制模块、伺服电机以及触摸屏，并且还可以内置有二级控制用单片机系统，共同组成控制机柜6，该控制机柜6将整台设备的各系统有效结合起来，配合逻辑关系，将试验的整个过程做到一步完成，它的集成化和无需人工干预的特点使整个操作变得简单快捷，试验力的精准到位，最大程度地符合相关标准要求。其中显示屏内置了用于人机交互的程序，用户通过点击触碰触摸屏上的相关选项即可以使整台设备进行与该选项相对应的动作。

本发明的静载荷能力的试验装置融合了计量箱多功能试验，可以实现计量箱外壳刚度试验、外壳耐受力试验、螺纹连接金属嵌件试验、计量箱门试验及安装板试验等，并且兼容所有标准尺寸的计量箱试验，最大尺寸计量箱是经互感器接入式8表位，1320mm长×1000mm宽×180mm高，最小尺寸是2表位计量箱648mm长×450mm宽×120mm高。

另，本发明的静载荷能力的试验装置的实验流程如下：

步骤一：将被试品计量箱固定于试品平台5上；

步骤二：将夹具11固定于施力装置10的推头上；

步骤三：开机，选择推力试验(也可以选择其他试验，例如：压力试验)，通过触摸屏的界面上试品平台5或施力装置10方向按钮移动试品平台5或施力装置10的位置，使施力装置10的推头位于被试品的施力部位；

步骤四：设定参数，如施加推力大小、施力时间等参数；

步骤五：点击启动键启动推力测试；

步骤六：更换推力夹具11重复推力实验(更换不同的夹具11可以进行不同的试验)；

步骤七：返回初始界面选择拉力试验，通过触摸屏界面上试品平台5或施力装置10方向按钮移动被试品或施力装置10的位置，使试品位于实验的合适位置，更换拉力牵引绳，将其作用于被试品箱体上；

步骤八：设定参数，如施加拉力大小、施力时间等参数；

步骤九：点击启动键启动拉力测试；

步骤十：完成测试。

总之，本发明的静载荷能力的试验装置，结构简单合理，适用于对不同尺寸的计量箱进行静载荷能力试验，并可以对计量箱的各个部位进行试验，大大提高了施加力的精度及试验效率。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。