李周選，李文仙，高義波，金燮飛，韋一力

（浙江華電器材檢測研究所，浙江 杭州310015）

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手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置設(shè)計與應(yīng)用

李周選，李文仙，高義波，金燮飛，韋一力

（浙江華電器材檢測研究所，浙江 杭州310015）

摘要：手拉葫蘆是電力施工器具中重要的起重工具，承載能力是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，目前對于手拉葫蘆的動態(tài)性能檢測，還沒有針對性的檢測設(shè)備，主要采用配重方式來模擬動態(tài)操作。為解決這一問題，設(shè)計出了一種全自動、高性能、結(jié)構(gòu)合理、安全性高的動態(tài)性能檢測裝置。檢測裝置主要由機(jī)架、恒壓系統(tǒng)、手拉鏈條自動驅(qū)動系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)了自動加壓并保持恒定壓力，無需采用砝碼加載，實(shí)現(xiàn)了手拉鏈條由驅(qū)動系統(tǒng)代替人工拖拉鏈條，降低了試驗(yàn)人員勞動強(qiáng)度，降低人員拖拉手拉鏈條斷裂時的機(jī)械傷害風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：手拉葫蘆；電力施工器具；動態(tài)性能；裝置；應(yīng)用

電力行業(yè)手拉葫蘆廣泛應(yīng)用于設(shè)備安裝、物品起吊、起拆卸等作業(yè)上，尤其在狹小的工作場所、野外、高空作業(yè)和各種不同角度的牽拉環(huán)境更有獨(dú)特的優(yōu)越性［1，5］。目前對于葫蘆都采取一點(diǎn)或多點(diǎn)測試法進(jìn)行測試。在整個測試過程中，葫蘆的起升行程總是局限于固定長度，如果想要改變測試行程，那就需要卸載力值，然后重新調(diào)節(jié)鏈條長度，重新加載測試，這樣的測試方法僅局限于葫蘆的靜負(fù)荷測試［2-4］。手拉葫蘆JB/T7334-2007連續(xù)動作性能試驗(yàn)中規(guī)定，起重鏈條數(shù)為1行，等級為Z級的手拉葫蘆連續(xù)動作次數(shù)需要達(dá)到1000次，目前手拉葫蘆連續(xù)動作性測都是配備大噸位的測試砝碼加荷，在測試過程中需要大量的人力來調(diào)配測試砝碼，檢測勞動強(qiáng)度大、操作可靠性低，危險性高。手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置可代替砝碼加載，實(shí)現(xiàn)了加穩(wěn)定持續(xù)性，釋放了試驗(yàn)人員勞動強(qiáng)度，增加試驗(yàn)安全性，實(shí)現(xiàn)了自動化檢測。

1　手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置設(shè)計構(gòu)架

手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置主要由機(jī)架、定位調(diào)節(jié)裝置、液壓恒壓系統(tǒng)、拉力測試系統(tǒng)、位移測試系統(tǒng)、鏈條驅(qū)動系統(tǒng)、移動調(diào)節(jié)裝置、計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)幾個部分組成，如圖1所示。手拉葫蘆特性檢測裝置，采用伺服控制，高精度、高穩(wěn)定性和力值自動補(bǔ)償負(fù)荷測量，系統(tǒng)采用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，具有力、位移自動跟蹤測量，最大負(fù)荷峰值保持和加荷速率顯示等功能，具有多種控制模式，可進(jìn)行手動自動獨(dú)立控制、曲線方式可選擇，可實(shí)現(xiàn)多階段靜、動循環(huán)測試，能迅速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)負(fù)荷增加的數(shù)字標(biāo)定，測試時具有滿載保護(hù)及位移保護(hù)，測試數(shù)據(jù)能任意存取并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和曲線的再分析。

圖1　手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置整體圖

1.1機(jī)架設(shè)計

目前從市場調(diào)研的手拉葫蘆噸位在0.5 t～40 t之間，最大起升高度在2.5 m～12 m之間，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定，行程跨度大的機(jī)架尤為重要，手拉葫蘆特性檢測裝置機(jī)架從多方因素考慮，設(shè)計出橫向、大跨距、可調(diào)節(jié)測試機(jī)架，便于不同型號的手拉葫蘆安裝檢測。機(jī)架整體尺寸為8 m×2 m×1.5 m，機(jī)架采用150 mm×150 mm×20 mm L型鋼焊接成4根150 mm×150 mm方形鋼軌。機(jī)架設(shè)計整體最大載荷100 t.機(jī)架中設(shè)計2根150 mm×150 mm的方形定位橫梁，可輔助主機(jī)架承載載荷，定位橫梁每隔300 mm設(shè)置40 mm定位調(diào)節(jié)孔，其作用是在定位橫梁上配置移動定位托架，移動定位托架可在定位橫梁上自由移動，并可隔300 mm的間距與定位橫梁固定，實(shí)現(xiàn)了測試空間可調(diào)節(jié)功能，以滿足不同噸位不同長度的手拉葫蘆動態(tài)檢測。為保證油缸大行程測試，在機(jī)架中設(shè)計了前移動托架，前移動托架可隨油缸活塞的前后收縮在定位衡量上自由移動，以保證不因油缸行程過大而產(chǎn)生活塞桿變形。

1.2鏈條驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計

手拉葫蘆動態(tài)性能檢測時，需要驅(qū)動手拉鏈條來帶動起升鏈條做動態(tài)運(yùn)動，檢測過程本生就是檢測手拉葫蘆的動態(tài)安全性能，依靠人力來驅(qū)動手拉鏈條進(jìn)行測試，如果測試中起升鏈條突然斷裂，將造成不可設(shè)想的事故發(fā)生。為增加測試安全可靠性，降低勞動強(qiáng)度、避免事故發(fā)生，在檢測裝置中設(shè)計了一種鏈條自動驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置裝配在移動定位架上，與后連接頭同一水平面，該裝置是由驅(qū)動器、鏈條導(dǎo)向輪、壓緊裝置三部分組成。

（1）驅(qū)動器

驅(qū)動器由220 V變頻器和電機(jī)組成，其特點(diǎn)是：輕便、低功率、噪音小、變速調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對手拉鏈條的整體速率調(diào)節(jié)。驅(qū)動器具有正反調(diào)節(jié)功能，可實(shí)現(xiàn)測試過程中手拉葫蘆的起升和下降功能。

（2）鏈條導(dǎo)向輪

鏈條導(dǎo)向輪與驅(qū)動器鏈接，導(dǎo)向輪采用230×55 mm高強(qiáng)耐磨橡膠制作，輪體內(nèi)部為弧形設(shè)計，可嵌入手拉鏈條，轉(zhuǎn)動過程中帶動手拉鏈條。

（3）壓緊裝置

壓緊裝置采用50 mm×60 mm弧形高強(qiáng)耐磨橡膠制作，其作用是與鏈條導(dǎo)向輪想配合壓緊手拉鏈條，壓緊裝置上部有壓緊彈簧，調(diào)節(jié)彈簧可使壓緊裝置與鏈條導(dǎo)向輪緊密貼合，從而夾持手拉鏈條一起轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動過程遇到手拉鏈條卡組時，鏈條會克服上下橡膠的摩擦，實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)，已保護(hù)鏈條不會機(jī)械拉傷。

2　測試系統(tǒng)工作原理及硬件構(gòu)成

2.1系統(tǒng)構(gòu)成如圖

系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)原理圖

負(fù)荷傳感器、測力采集單元：采集和反饋加載力值，通過中央處理單元分析實(shí)現(xiàn)伺服閥大小給出加載所需流量。

計算機(jī)系統(tǒng)：通過軟件自動控制，協(xié)同中央控制單元對輸出流量、位移、時間進(jìn)行自動判別和顯示。

限位保護(hù)裝置：在一定范圍內(nèi)，同過中央處理單元與計算機(jī)系統(tǒng)，限制油缸行程，實(shí)現(xiàn)位移可控；

液壓恒壓系統(tǒng)：通過中央控制單元與計算機(jī)系統(tǒng)采集反饋，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷恒定輸出，確保再加力穩(wěn)定，當(dāng)油缸發(fā)生位移時自動微調(diào)伺服閥定力值；

位移采集單元：采集油缸位移，通過中央控制單元和計算機(jī)系統(tǒng)控制，自動判別位移行程；

過載保護(hù)：系統(tǒng)保護(hù)過載，實(shí)現(xiàn)設(shè)備過載保護(hù)。

（1）拉力測量單元

選用高精度輪輻拉力傳感器，配以超低噪音、高精度、低漂移、高分辨率的測量卡，確保在整個測量范圍內(nèi)的示值準(zhǔn)確度，測量最大載荷1000 t.

（2）位移測量單元

采用拉桿式直線位移傳感器，位移傳感器連接于測試臺架，可準(zhǔn)確測量手拉葫蘆的動態(tài)位移長度，測量最大位移距離1200 mm.

（3）穩(wěn)壓輸出單元

采用溢流穩(wěn)壓油源，可實(shí)現(xiàn)油壓自動補(bǔ)給，恒定補(bǔ)給壓力，實(shí)現(xiàn)手拉葫蘆動態(tài)測試中所需要的穩(wěn)定力值，可在保載狀態(tài)下隨著鏈條的伸縮恒壓移動，恒壓伸縮距離800 mm.

（4）限位保護(hù)單元

采用滾動輪軸限位器，實(shí)現(xiàn)越位保護(hù)。

（5）過載保護(hù)裝置

當(dāng)測試力值超出最大輸出力值時，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動切斷，保護(hù)裝置不受過載沖擊。

3　基于手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置的檢測應(yīng)用

對設(shè)計的手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置進(jìn)行檢測應(yīng)用，檢測方法依據(jù)JB/T7334-2007中的相關(guān)要求進(jìn)行。

3.1應(yīng)用參數(shù)

應(yīng)用中的動載性能按表1給出的試驗(yàn)載荷加載，并按表2給出的試驗(yàn)起升高度起升和下降一次。

表1　手拉葫蘆動載性能試驗(yàn)載荷

表2　手拉葫蘆動載性能試驗(yàn)起升高度

連續(xù)動作性能按照表1給出的試驗(yàn)載荷測試，試驗(yàn)高度為300 mm，連續(xù)起升下降至表3給出的連續(xù)動作次數(shù)。

表3　手拉葫蘆連續(xù)動作性能試驗(yàn)載荷

3.2動態(tài)性能檢測步驟

（1）調(diào)整下鏈條，使下吊鉤處于起升高度的10% ～80%處。

（2）將手拉葫蘆連接在試驗(yàn)機(jī)的前連接頭（8）和后連接頭（9）之間，調(diào)節(jié)移動定位托架（15），使手拉葫蘆起吊鏈條具有一定的張力，將移動定位托架與定位橫梁（10）固定。

（3）將手拉鏈條夾入鏈條驅(qū)動器（14）導(dǎo)向輪內(nèi)，壓緊手拉鏈條。

（4）打開計算機(jī)控制系統(tǒng)（1）設(shè)定檢測參數(shù)。設(shè)定試驗(yàn)載荷、試驗(yàn)起升高度、循環(huán)次數(shù)，依照表1、表2、表3要求設(shè)定。

（5）啟動測試，此時恒壓油缸（4）開始加載工作，當(dāng)拉力達(dá)到設(shè)定載荷后鏈條驅(qū)動器開始轉(zhuǎn)動，位移傳感器（6）開始零位工作。此時驅(qū)動器帶動手拉鏈條轉(zhuǎn)動，起重鏈條帶動穩(wěn)壓油缸做伸縮恒壓移動。鏈條伸縮距離到達(dá)設(shè)定值后，鏈條驅(qū)動器將更具指令開始反正，做伸縮恒壓循環(huán)。

（6）循環(huán)結(jié)束后，釋放油缸對手拉葫蘆卸荷，打開軟件觀察測試力值和拉升曲線。

（7）從連接頭上拆除手拉葫蘆，檢查記錄鏈條及各部件變化，結(jié)束試驗(yàn)。

通過試驗(yàn)測試，手拉葫蘆動態(tài)性能裝置各功能運(yùn)行穩(wěn)定，手拉鏈條裝置能有效驅(qū)動手拉葫蘆運(yùn)行，并能實(shí)時采集手拉力值，所采集手拉力能實(shí)時反饋至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，穩(wěn)壓油源在位移行走的過程中能保持恒定力值，位移行走準(zhǔn)確與手拉葫蘆收縮一致，整個試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期效果。

4　結(jié)束語

采用傳統(tǒng)配重砝碼檢測手拉葫蘆動態(tài)性能、勞動強(qiáng)度大、操作可靠性低，危險性高，難以適應(yīng)當(dāng)今科學(xué)、智能、安全的檢測理念。一種自動拖動手拉鏈條裝置和手拉葫蘆動態(tài)性能檢測裝置的設(shè)計，可有效解決以往檢測中的諸多弊端問題，滿足當(dāng)前檢測技術(shù)理念的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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Chain Dynamic Performance Detection Device Design and Application

LI Zhou-xuan，LI Wen-xian，GAO Yi-bo JIN Xie-fei，WEI Yi-li
（Zhejiang Huadian Equipment Testing Institute，Hangzhou 310015，China）

Abstract：The chain is important in electric power construction equipment lifting tools，carrying capacity is one of the important indicators，the product quality for chain dynamic performance testing，not targeted testing equipment，the main way of balancing is adopted to simulate the dynamic operation.To solve this problem，designed a fully automatic，high performance，reasonable structure，high safety of dynamic performance detection device.Detection device is mainly composed of frame，constant pressure system，automatic hand chain drive system，data acquisition system，realizes the automatic pressure and constant pressure，without using the weight loading.Implement hand chain by replacing human drag chain drive system，reduce test staff labor intensity，reduce staff hand drag a mechanical injury risk when the chain is broken.

Key words：chain；electric power construction equipment；dynamic performance.device；application

中圖分類號：TH122

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-545X（2016）03-0134-03

收稿日期：2015-12-25

作者簡介：李周選（1983-），男，陜西寶雞人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。