专利名称：直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种拉伸强度试验装置及实验方法，涉及一种直流输电换流阀组件用 角联接拉伸强度试验装置及方法。
背景技术：
LTT直流输电换流阀产品的安装方式为悬吊结构，根据电压等级的不同，换流阀产 品由若干个组件经绝缘子串接而成，形成柔性联接，具有抗震性能。产品中的角联接承担着换流阀组件层间联接、屏蔽罩框架固定及承载阀塔重量的 重要作用，要求角联接具有良好的抗拉性能。然而，目前市场上未发现一种结构简单、成本低的直流输电换流阀组件用角联接 拉伸强度试验装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置及 方法，该装置结构简单、成本低，该种试验方法操作简易。为了实现上述目的，本发明直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置采用 如下技术方案一种直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置，用于试验角联接的 拉伸强度，所述角联接包括两个侧壁、位于两个侧壁之间且连接两个侧壁的横板部，所述两 个侧壁上均设有一个第三通孔，横板部上设有两个第四通孔；该种实验装置包括立式电子 万能试验机和夹具；所述立式电子万能试验机包括上液压钳和下液压钳；所述夹具包括一 个叉子联接、一个T型联接、一个受力销、两个螺杆、两个螺母及一个定位销；所述叉子联接 包括主体部、由主体部延伸出的三叉部，所述三叉部上设有贯穿三叉部的三个齿部的第一 通孔，三叉部的三个齿部中间形成两个收容空间；所述T型联接包括夹持部和平台部，平台 部的两侧各设有一个贯穿平台部的第二通孔；所述受力销包括一柱体部，该柱体部的一端 设有一帽状体，另一端边缘处设有一定位通孔；所述角联接的两个侧壁部分的收容于夹具 的两个收容空间中，侧壁的第三通孔和三叉部的第一通孔相贯通，受力销穿过第三通孔和 第一通孔贯通形成的孔，受力销的定位通孔露出于三叉部外，所述定位销穿过定位通孔使 叉子联接和角联接安装在一起；所述T型联接的两个第二通孔和角联接的横板部上对应的 第四通孔相对应贯通，两个螺杆分别穿过该第二通孔和第四通孔两个孔贯通形成的孔，两 个螺母分别紧固两个螺杆，使T型联接和角联接固定在一起；所述叉子联接的主体部连接 所述上液压钳，所述T型联接的夹持部连接下液压钳。所述受力销、螺杆及螺母的材质为40Cr钢，所述受力销、螺杆及螺母经热处理后 的硬度为HB270-350，表面粗糙度均为12. 5。所述叉子联接、T型联接的材质均为45号钢，表面粗糙度均为12. 5。为了实现上述目的，本发明直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置的试验方法采用如下技术方案一种直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置的试验方法，其包括以下步骤第一步，将角联接安装于夹具上；安装时首先将角联接的两个侧壁部 分的收容于夹具的两个收容空间中，使侧壁的第三通孔和三叉部的第一通孔相贯通；然后 用受力销穿过第三通孔和第一通孔贯通形成的孔，使受力销的定位通孔露出于三叉部外， 然后用定位销穿过定位通孔使叉子联接和角联接安装在一起；然后使T型联接的两个第 二通孔和角联接的横板部上对应的第四通孔相对应贯通，再用两个螺杆分别穿过该第二通 孔和第四通孔两个孔贯通形成的孔，再用螺母紧固，使T型联接和角联接固定在一起；第 二步，将安装在一起的夹具和角联接固定于电子万能试验机上；将夹具的叉子联接的主体 部安装在电子万能试验机的上端液压钳处，使试品角联接与夹具自然下垂，与水平面垂直， 再将电子万能试验机的下端液压钳上移并加紧夹具的T型联接的夹持部，这样就完成了拉 伸试验前的试品安装过程；安装完成后，叉子联接的主体部和T型联接的夹持部在竖直方 向上在同一直线上；第三步，加载荷试验；以2 3KN/S的速度勻速加载到60kN时停止加 载，然后保持30min 60min，此时观察试品有无发生形变；如无形变则进行第四步实验； 如试品发生形变，则说明该试品强度不足，停止试验；第四步，破坏加载试验；首先，从60KN 以2 3KN/S的速度勻速加载到角联接标称破坏值150KN的50%即75KN，然后以0. 1 0. 25KN/S的速度勻速加载达到标称破坏载荷150KN时停止加载，然后保持10 30min，观 察试品角联接有无发生破坏，如发生破坏则停止试验，如试品角联接未发生破坏则继续以 0. 1 0. 25KN/S的速度勻速加载达到标称破坏载荷的120%即180KN时停止加载，如试品 仍未破坏，则停止试验，试品角联接拉伸强度合格。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明直流输电换流阀组件用角联接拉 伸强度试验装置结构简单、成本低，其试验方法操作简易且能消除一般实验方法中受力销 变形而带来的剪切力，使试验更科学、准确。
图1是本发明直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置的叉子联接的示 意图。图2是本发明直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置的T型联接的示意 图。。图3是本发明直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置的受力销的示意 图。图4是本发明直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置的结构示意图。图5是图4所示直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置沿A-A线的剖视 图。图6是图4所示直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置沿B-B线的剖视 图。其中1为立式电子万能试验机；11为上端液压钳；12为下端液压钳；2为夹具；21为叉子联接；210为主体部；211为三叉部；2110为第一通孔；22为T型联接；220为夹持部； 221为平台部；2210为第二通孔；2111为齿部；23为受力销；231为柱体部；2310为定位通 孔；232为帽状体；24为螺杆；25为螺母；26为定位销；3为角联接；31为侧壁；310为第三 通孔；32为横板部；320为第四通孔。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做详细描述，下述实施例仅用于说明本发明，但并不用于限定本发明的实施范围。请参阅图1至图6所示，本发明直流输电换流阀组件用角联接3拉伸强度试验装 置包括立式电子万能试验机1和夹具2 ；夹具2包括叉子联接21、T型联接22、受力销23、 螺杆24、螺母25及定位销26。根据直流输电换流阀组件用角联接3的材质ZL104的机械应力曲线，将设计的 受力销23、螺杆24及螺母25材质选定常规材料40Cr钢，并且使其热处理后的硬度达到 HB270-350，表面粗糙度均为12. 5。叉子联接21、T型联接22的材质均为45号钢，表面粗 糙度均为12.5。请参阅图1所示，叉子联接21为对称的叉子状，其包括主体部210、由主体部延伸 出的三叉部211，三叉部211上设有贯穿三叉部211的三个齿部2111的第一通孔2110，三 叉部211的三个齿部2111中间形成两个收容空间212。请参阅图2所示，T型联接22为对称结构，其包括夹持部220和平台部221，平台 部221的两侧各设有一个贯穿平台部221的第二通孔2210。请参阅图3所示，定位销23具有一柱体部231，该柱体部231的一端设有一帽状 体232，另一端靠近柱体部231的边缘处设有一定位通孔2310，帽状体的直径大于第一通孔 2110的直径，柱体部231的直径小于第一通孔2110的直径。请参阅图4至图6所示，角联接3包括两个侧壁31、连接两个侧壁31的横板部32， 侧壁31上均设有一个第三通孔310，实际应用中该两个第三通孔310处受到竖直方向上的 拉力，横板部32上设有两个第四通孔320。请参阅图4至图6所示。试验时，第一步，将角联接3安装于夹具2上。安装时首 先将角联接3的两个侧壁31部分的收容于夹具2的两个收容空间212中，使侧壁31的第 三通孔310和三叉部211的第一通孔2110相贯通；然后用受力销23穿过第三通孔310和 第一通孔2110贯通形成的孔，使受力销23的定位通孔2310露出于三叉部211外，然后用 定位销26穿过定位通孔2310使叉子联接21和角联接3安装在一起；然后使T型联接22 的两个第二通孔2210和角联接3的横板部32上对应的第四通孔320相对应贯通，再用两 个螺杆24分别穿过该第二通孔2210和第四通孔320两个孔贯通形成的孔，再用螺母25紧 固，使T型联接22和角联接3固定在一起。第二步，将安装在一起的夹具2和角联接3固定于电子万能试验机1上。将夹具2 的叉子联接21的主体部210安装在电子万能试验机1的上端液压钳11处，由于夹具2的 受力销23与角联接3的第三通孔310属于间隙配合安装，保证工况下的柔性联接特性，使 试品角联接3与夹具2自然下垂，与水平面垂直，再将电子万能试验机1的下端液压钳12 缓缓上移并加紧夹具2的T型联接22的夹持部220，这样就完成了拉伸试验前的试品安装 过程。安装完成后，叉子联接21的主体部210和T型联接22的夹持部220在竖直方向上 在同一直线上，这样可以保证角联接3在拉伸试验时只收到竖直方向上的力。第三步，加载荷试验。此阶段以2 3KN/S的速度勻速加载到试品角联接工况下 长期稳定运行时的标准受力值，即60kN为止，然后保持30min 60min。观察试品有无发生形变，如无形变等损坏情况出现则进行下一步破坏加载实验；如试品发生形变等损坏情况， 则说明该试品强度不足。第四步，破坏加载试验。此阶段要求的标称破坏值为试品角联接工况下长期稳定 运行时的标准受力值的2. 5倍，即150kN。该阶段从60KN继续以2 3KN/S的速度勻速加 载到标称破坏值的50%;当加载值超过标称破坏值的50%后，以0. 1 0. 25KN/S的速度勻 速加载达到标称破坏载荷150KN时停止加载，然后保持10 30min ；观察试品如果未发生 破坏，则继续以0. 1 0. 25KN/S的速度勻速加载到标称破坏载荷的120%时停止加载，如试 品仍未破坏，可不再继续试验，说明该试品强度合格。本试验中，叉子联接21设计为三点接触方式，保证试验中受力销23三点受力，这 样可以防止受力销23受力后不发生形变，这样可以消除试品角联接3的考核点施加了除竖 直方向的试验力以外的而由受力销23变形而形成的剪切力，因此将叉子联接21设计为三 点接触方式保证了在试验进行中受力销23不会发生形变，试品角联接3仅受到竖直方向的 试验拉力，使此项试验结果的科学性和严谨性得到了大幅度提升。本发明直流输电换流阀 组件用角联接拉伸强度试验装置结构简单、成本低，其试验方法操作简易且能消除一般实 验方法中受力销变形而带来的剪切力，使实验更科学、准确。经过本发明直流输电换流阀组 件用角联接拉伸强度试验装置拉伸实验的合格直流输电换流阀组件，在实际应用中强度均 能满足实际应用，未发现经过拉伸试验监测过的合格直流输电换流阀组件在实际应用中有 损坏的情况出现。
权利要求
一种直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置，用于试验角联接(3)的拉伸强度，所述角联接(3)包括两个侧壁(31)、位于两个侧壁(31)之间且连接两个侧壁(31)的横板部(32)，所述两个侧壁(31)上均设有一个第三通孔(310)，横板部(32)上设有两个第四通孔(320)；该种实验装置包括立式电子万能试验机(1)和夹具(2)；所述立式电子万能试验机(1)包括上液压钳(11)和下液压钳(12)；其特征在于所述夹具(2)包括一个叉子联接(21)、一个T型联接(22)、一个受力销(23)、两个螺杆(24)、两个螺母(25)及一个定位销(26)；所述叉子联接(21)包括主体部(210)、由主体部延伸出的三叉部(211)，所述三叉部(211)上设有贯穿三叉部(211)的三个齿部(2111)的第一通孔(2110)，三叉部(211)的三个齿部(2111)中间形成两个收容空间(212)；所述T型联接(22)包括夹持部(220)和平台部(221)，平台部(221)的两侧各设有一个贯穿平台部(221)的第二通孔(2210)；所述受力销(23)包括一柱体部(231)，该柱体部(231)的一端设有一帽状体(232)，另一端边缘处设有一定位通孔(2310)；所述角联接(3)的两个侧壁(31)部分的收容于夹具(2)的两个收容空间(212)中，侧壁(31)的第三通孔(310)和三叉部(211)的第一通孔(2110)相贯通，受力销(23)穿过第三通孔(310)和第一通孔(2110)贯通形成的孔，受力销(23)的定位通孔(2310)露出于三叉部(211)外，所述定位销(26)穿过定位通孔(2310)使叉子联接(21)和角联接(3)安装在一起；所述T型联接(22)的两个第二通孔(2210)和角联接(3)的横板部(32)上对应的第四通孔(320)相对应贯通，两个螺杆(24)分别穿过该第二通孔(2210)和第四通孔(320)两个孔贯通形成的孔，两个螺母(25)分别紧固两个螺杆(24)，使T型联接(22)和角联接(3)固定在一起；所述叉子联接(21)的主体部(210)连接所述上液压钳(11)，所述T型联接(22)的夹持部(220)连接下液压钳(12)。
2.如权利要求1所述直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置，其特征在于 所述受力销(23)、螺杆(24)及螺母(25)的材质为40Cr钢，所述受力销(23)、螺杆(24)及 螺母(25)经热处理后的硬度为HB270-350，表面粗糙度均为12.5。
3.如权利要求1所述直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置，其特征在于 所述叉子联接(21)、T型联接(22)的材质均为45号钢，表面粗糙度均为12.5。
4.如权利要求1所述直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置的试验方法，其 特征在于，其包括以下步骤第一步，将角联接(3)安装于夹具上；安装时首先将角联接(3)的两个侧壁(31)部分 的收容于夹具⑵的两个收容空间(212)中，使侧壁(31)的第三通孔(310)和三叉部(211) 的第一通孔(2110)相贯通；然后用受力销(23)穿过第三通孔(310)和第一通孔(2110)贯 通形成的孔，使受力销(23)的定位通孔(2310)露出于三叉部(211)外，然后用定位销(26) 穿过定位通孔(2310)使叉子联接(21)和角联接(3)安装在一起；然后使T型联接(22)的 两个第二通孔(2210)和角联接(3)的横板部(32)上对应的第四通孔(320)相对应贯通， 再用两个螺杆(24)分别穿过该第二通孔(2210)和第四通孔(320)两个孔贯通形成的孔， 再用螺母(25)紧固，使T型联接(22)和角联接(3)固定在一起；第二步，将安装在一起的夹具(2)和角联接(3)固定于电子万能试验机(1)上；将夹具 (2)的叉子联接(21)的主体部(210)安装在电子万能试验机(1)的上端液压钳(11)处， 使试品角联接(3)与夹具(2)自然下垂，与水平面垂直，再将电子万能试验机(1)的下端液压钳(12)上移并加紧夹具(2)的T型联接(22)的夹持部(220)，这样就完成了拉伸试验 前的试品安装过程；安装完成后，叉子联接(21)的主体部(210)和T型联接(22)的夹持部 (220)在竖直方向上在同一直线上；第三步，加载荷试验；以2 3KN/S的速度勻速加载到60kN时停止加载，然后保持 30min 60min，此时观察试品有无发生形变；如无形变则进行第四步实验；如试品发生形 变，则说明该试品强度不足，停止试验；第四步，破坏加载试验；首先，从60KN以2 3KN/S的速度勻速加载到角联接(3)标称破坏值150KN的50%即75KN，然后以0. 1 0. 25KN/S的速度勻速加载达到标称破坏载荷 150KN时停止加载，然后保持10 30min，观察试品角联接(3)有无发生破坏，如发生破坏 则停止试验，如试品角联接(3)未发生破坏则继续以0. 1 0. 25KN/S的速度勻速加载达到 标称破坏载荷的120%即180KN时停止加载，如试品仍未破坏，则停止试验，试品角联接(3) 拉伸强度合格。
全文摘要
本发明提供一种直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置及其试验方法，用于试验角联接的拉伸强度；该种实验装置包括立式电子万能试验机和夹具；所述立式电子万能试验机包括上液压钳和下液压钳；所述夹具包括一个叉子联接、一个T型联接、一个受力销、两个螺杆、两个螺母及一个定位销；实验时，通过夹具将角联接固定于电子万能试验机上进行拉伸强度试验。本发明直流输电换流阀组件用角联接拉伸强度试验装置结构简单、成本低，其试验方法操作简易且能消除一股实验方法中受力销变形而带来的剪切力，使试验更科学、准确。
文档编号G01M99/00GK101825536SQ201010165608
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者别利生, 安友良, 胡宇, 行鹏 申请人:中国西电电气股份有限公司
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