[發明專利]復合材料芯棒卷繞試驗機

有效

• 申請號: 201110194600.2
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN102353597A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 李瑞;錢苗;余敏波;李國勇;朱志華
• 申請（專利權）人: 浙江華電器材檢測研究所
• 主分類號: G01N3/26
• 分類號: G01N3/26;G01N3/02
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

技術領域

本發明涉及輸電線路用材料的試驗裝置，尤其涉及碳纖維/玻璃纖維增強復合材料制成的芯棒的卷繞試驗裝置，具體地說是一種碳纖維/玻璃纖維增強復合芯棒卷繞試驗機。

背景技術

碳纖維/玻璃纖維樹脂是指由碳纖維和玻璃纖維作為增強相混雜于一種樹脂基體相中構成的一類復合材料，因其具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、弧垂小和熱膨脹系數小等一系列優異性能，迎合了電力行業對新型輸電線路絞線芯材的要求，由此以碳纖維/樹脂為中心層、玻璃纖維/樹脂為包覆層的碳纖維復合芯應運而生。在隨后的研究中發現，與常規鋼芯相比，碳纖維/玻璃纖維復合芯的質量約為1/5，線膨脹系數約為1/12。外層玻璃纖維增強了芯棒的耐磨性，且有助于減小芯棒和鋁線間的損傷。芯棒表面光滑，不需后期加工可直接與梯形截面軟鋁絞線配合，從而為其在輸電架空線路行業中的應用提供了可能和必然，還可減少傳輸中電力的損耗，減少20％的塔桿，節省用地，減少金屬資源消耗，有助于構造安全、環保、高效節約型電網。

為方便輸電線路絞線的運輸和放線過程，往往將其芯材卷繞于一合理尺寸的圓盤上進行。為更多地運送絞線，人們往往選擇將芯材卷繞于尺寸盡可能小的圓盤。然而，碳纖維/玻璃纖維復合芯的彈模量高，延伸率低，外層玻璃纖維裸露故容易產生劃痕或損傷等不宜被發覺的表面缺陷，若使用的圓盤尺寸過小有可能導致芯棒受損甚至折斷。

如何快捷高效地檢驗碳纖維/玻璃纖維復合芯裸露表面的缺陷、如何為碳纖維/玻璃纖維復合芯的運輸和放線提供安全合理的曲率半徑，已成為新型電力行業輸電線路絞線安全運行首要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種專用于復合材料芯棒卷繞試驗機，通過對試樣進行自行夾持、緊密卷繞和定時保載，有效測得不同直徑、不同材質的碳纖維/玻璃纖維增強復合材料制成的芯棒的最小卷繞半徑，為碳纖維/玻璃纖維增強復合材料制成的芯棒在實際使用和運載時提供試驗數據和設計依據。

為實現以上目的，本發明采用以下技術方案：復合材料芯棒卷繞試驗機，包括防護罩、試樣導入裝置、卷繞裝置和可編程控制器，所述的試樣導入裝置的、卷繞裝置設置在所述的防護罩內，所述的可編程控制器設置在所述的防護罩外側，其特征在于：

所述的試樣導入裝置包括一對立座和一對導向機構，所述的一對導向機構前后設置在所述的立座上，其特征在于所述的每個導向機構包括支座、手輪、光桿、壓板以及相對配置的一對上導向輪和一對下導向輪，所述的手輪穿過支座的頂板后與所述的壓板螺紋連接；所述的上導向輪的轉軸設置在所述的壓板上，其兩端穿入支座的側板上開設的縱向槽內；所述的下導向輪的轉軸設置在支座的側板上；所述的光桿軸接在所述的支座的側板上，兩端固定在所述的一對立座上，并且所述的光桿與所述上導向輪的轉軸和下導向輪的轉軸平行；

所述的卷繞裝置包括支架、驅動電機、卷繞輪和夾持裝置，其特征在于所述的驅動電機設置在支架上，其軸伸端設有聯動軸，所述的卷繞輪設置在所述的聯動軸上；所述的夾持裝置包括連接頭、芯棒夾緊套、墊片和螺栓，所述的連接頭設置在所述的卷繞輪上，連接頭上設有容置孔；所述的芯棒夾緊套的套頭上設有芯棒穿孔，并置于連接頭的一側，套身置于所述的容置孔內，套尾開設有螺孔；所述的墊片和螺栓置于連接頭的另一側，所述的螺栓與芯棒夾緊套的螺孔連接。

本發明的復合材料芯棒卷繞試驗機，具有以下特點：

1、試樣導入裝置確保試樣能夠沿設定的方向平穩地進給，試樣上保持恒定的張力，故卷繞后試樣的曲率半徑與卷繞輪的外徑一致，能夠確保測試的精度和可靠性；

2、卷繞裝置結構簡單，操作方便，且能自動進給。電機轉速和卷繞輪外徑可根據需要進行調節，可廣泛適用于不同規格型號的試樣；

3、采用可編程控制器，可對各種規格型號的試樣的卷繞試驗進行設定和自動控制，并計算和輸出試驗結果。

本發明的試樣導入裝置，其工作過程如下：先將前后導向機構的手輪旋松，然后將試樣從后導向機構的上下導向輪中穿過后，再從前導向機構的上下導向輪中穿出，旋緊前后導向機構的手輪，壓板下行后試樣被壓緊于上下導向輪之間，并保持一定的張力。繼續拉動試樣端部至卷繞裝置并固定。在進行卷繞試驗過程中，試樣就能在上下導向輪中行進，使試樣能夠沿設定的方向平穩地進給。由于支座可繞光桿轉動，因此導向機構能夠對試樣進給角度及進給過程中出現的晃動進行自動調整。同時由于壓板的作用使試樣與導向輪之間只產生滾動而沒有相對滑動，試樣上保持恒定的張力，故卷繞后試樣的曲率半徑與卷繞輪的外徑一致，能夠確保測試的精度和可靠性。