电连接器拉脱力试验装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电连接器拉脱力试验装置及其方法，由液压系统、水压控制系统、测控系统三部分组成。液压系统由齿轮泵、电磁换向阀、先导式溢流阀、蓄能器、比例节流阀、油缸、风冷却器、过滤器、压力表组成；水压控制系统由试压泵、变频电机、截止阀、蓄能器、压力表、压力传感器、压力筒、电机变频器、PLC、触摸屏组成；测控系统由压力传感器、位移传感器、工控机、数据采集卡，继电器模块、隔离模块组成。该试验装置为电连接器拉脱建立0MPa～6MPa的水压环境，且保证在电连接器拉脱过程中压力波动范围在5％以内，提供0m/s～1m/s范围的拉脱速度和不小于5000N的最大拉脱力，计算出电连接器脱开瞬间拉脱力。

The electric connector pull-out force test device and method

The present invention provides an electrical connector pulling force test device and method, consists of three parts: hydraulic system, hydraulic control system and control system. The hydraulic system consists of a gear pump, solenoid valve, pilot type relief valve, accumulator, proportional throttle valve, cylinder, air cooler, filter, pressure gauge; pressure control system consists of pressure test pump, motor, valve, accumulator, pressure gauge, pressure sensor, pressure cylinder, motor frequency converter PLC touch screen; measurement and control system composed of a pressure sensor, displacement sensor, industrial computer, data acquisition card, relay module, isolation module. The test device for electric connector pull to establish 0MPa ~ 6MPa water environment, and ensure the electrical connector in the pulling off the pressure fluctuation in the range of 5% ~ 0m/s, with the range of 1m/s and pull off speed of not less than 5000N of the maximum pulling force, the calculation of electrical connector from pull off force moment.

【技术实现步骤摘要】
电连接器拉脱力试验装置及其方法
本专利技术涉及电连接器拉脱力试验装置及其方法，属于液压控制测试系统

技术介绍
水下连接器是海洋等水下工程及武器装备系统中不可缺少的电子元器件，其发展可追溯到20世纪50年代，并在二次世界大战后迅速发展推动着商业和军事工程领域中水下电气设备的不断应用。目前，随着海洋石油开发以及武器战斗系统的不断向深海区域发展，水下连接器更显用武之地。以海洋石油开发为例，2013-2017年内，深水石油开发的投入占海上油气开发总投入的比例将超过50％，各大石油公司纷纷将目光转向开发与探测程度还很低的深海领域，促使了水下连接器的日益备受关注以及学术界的研究热潮。在水下连接器领域中，有一类具有特定功能的电连接器一一水下分离电连接器，能够在水下环境中安全可靠地工作，实现电连接器插头插座的水下自动分离，并对电连接器接插面和焊线端的信号接点具有断电保护作用，即使电连接器接插面的信号接点遇海水短路，其焊线端的信号接点亦不会短路。水下分离电连接器广泛应用于国家海洋防卫各武器型号系统、深海海洋通信与调查、潜艇、导弹发射、鱼雷、海洋商用以及军用工程水下电气装置中，如现代导弹、制导鱼雷在发射前需将各种导航数据、攻击目标参数实时加载在导弹、鱼雷上，实现与潜艇设备的连接和断开功能，这其中的加载通道即为水下分离电连接器，它们是潜艇、鱼雷等水下战斗系统必不可少的元器件。现有的水下密封电连接器只能在空气中进行插拔操作，连接好后再放入水中，当水下设备需要进行维修、更换、增减时，必须使设备浮出水面才能进行电连接器的分离和连接，这种操作方式费时费力、成本高。在水下作业场合，如脱落电缆、潜水设备、水下摄像机、海上油田上的电器设备、高压水阀门、压力变送器、水下电话、快速抢修设备等装备上，电气接口往往希望能够在水下进行插拔，以实现在水下快速、经济地进行设备的组装、增减、更换等工作，这一市场对水下插拔密封电连接器有迫切的需求，水下电连接器的使用量非常大，而连接器的可靠性对水下电网、水下通讯、水下设备及水下资源运输的影响巨大。因此水下电连接器测试设备的研制也势在必行。我国海洋装备制造业起步于上世纪七八十年代，并且由于材料科学等相关学科的薄弱，耐高压材料，浮力材料等成为深海开发领域的限制，只能通过外购国外材料支持深海技术的研究。目前国内水下电缆插拔连接技术处于起步阶段，仅有部分企业单位和科研院所进行了初步研究，且暂无这方面的经验积累，相应的配套测试装置更是无从说起。目前国际上在水下连接器这一领域发展较好的、知名的公司主要有FMC、OilStates、Cameron等，但其测试设备均为水下管道连接测试装置，尚无用来测试电连接器瞬态拉脱力试验装置，而且不能测试连接器脱开瞬间拉脱力。水下元件的广泛应用使得水下元件的测试越来越重要。一般由于成本问题，水下元件的测试试验均采用陆上模拟的方法，即在一个密闭压力容腔内进行试验。而现有水下连接器测试装备具有以下缺点：1.国内连接器拉脱力测试装置不涉及水压环境，不适用于水下电连接器测试；2.国内拉力测试多为静载拉力的测试，只有少数测试装置涉及到以一定速度拉脱，但是测试速度范围较小，然而拉脱速度对拉脱力有较大影响，在水下武器等拉脱速度较大的场合并不能满足测试要求；3.国内拉脱力试验装置可以测量2500N以内的连接器拉脱力，不能满足拉脱力较大的实际工况；4.国外水下连接器测试装置不能测试水下连接器的瞬态拉脱力，瞬态拉脱力指标一方面可以判断电连接器连接的可靠性，另一方面当需要主动拉脱电连接器时，对计算电连接器所施加的拉力具有指导意义；5.速度调节为手动调节，自动化程度较低。
技术实现思路
为了解决电连接器拉脱力试验装置上述缺陷，本专利技术提供一种水下电连接器瞬态拉脱力试验装置及其方法，该试验装置能够模拟水下环境，具有0m/s～1m/s的测试速度范围，可以测出电连接器在水下以一定速度拉脱时的瞬态拉脱力，对实际生产有着指导意义。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：电连接器拉脱力试验装置，由液压系统、水压控制系统及测控系统三部分组成。液压系统包括油箱、油箱液位液温计、第一高压过滤器、油箱空气滤清器、电机、齿轮泵、第一单向阀、风冷却器、先导式溢流阀、油压力表、第二单向阀、第一电磁换向阀、蓄能器截止阀、油蓄能器、第二电磁换向阀、比例节流阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、第五电磁换向阀、节流孔、安全阀、油缸、第二高压过滤器、回油过滤器。油箱液位液温计安装于油箱前壁，第一高压过滤器、油箱空气滤清器、电机、齿轮泵、第一单向阀、第二高压过滤器、回油过滤器、油阀块安装于油箱上端盖，风冷却器安装于油箱后壁，先导式溢流阀、第二单向阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、比例节流阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、第五电磁换向阀、安全阀安装在油阀块上，油压力表安装于油箱上端的安装板上，蓄能器截止阀、油蓄能器安装于油箱左壁，节流孔为油阀块内部细长孔，油缸通过前端法兰安装在压力筒上。齿轮泵的吸油口与所述油箱连通，第一高压过滤器一端通过软管与齿轮泵相连，一端通过硬管与第一单向阀相连，第一单向阀通过硬管与油阀块相连，油压力表通过测压软管与测压接头与油阀块相连，风冷却器、蓄能器截止阀、第二高压过滤器、回油过滤器通过硬管与油阀块相连，油缸有杆腔、无杆腔通过软管与油阀块相连，电连接器一端固定在油缸活塞杆上，另一端通过拉绳固定在压力筒上，油缸活塞杆伸出部分和电连接器在压力筒内部。水压控制系统包括水箱、水箱液位液温计、水箱空气滤清器、试压泵、变频电机、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、水蓄能器、第一水压力表、第二水压力表、第一水压力传感器、第二水压力传感器、压力筒、补水蓄能器、电机变频器、PLC、触摸屏、第四截止阀。水箱液位液温计安装于水箱前侧，水箱空气滤清器、试压泵、变频电机、第一水阀块安装于水箱上端盖，第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀集成于第一水阀块，水蓄能器安装于第一水阀块上端，第一水压力表安装于所述水箱上端的安装板上，第一水压力传感器安装在第一水阀块测压口上，第二水压力传感器安装于第二水阀块测压口上，第二水阀块上包括注水接口、排气接口、压力控制接口、排水接口、压力筒接口，第二水阀块放在立式柜中，第二水压力表安装于立式柜侧壁，补水蓄能器通过蓄能器支架固定在第一支架上，压力筒固定在两个压力筒支架上，第一支架、两个压力筒支架固定在T型槽工作台上，电机变频器、PLC安装于水压控制柜内部，触摸屏安装于水压控制柜前面。试压泵吸水口与所述水箱连通，第一压力表通过测压软管与测压接头与第一水阀块相连，第二压力表通过测压软管与测压接头与第二水阀块相连，第二水阀块通过软管与第一水阀块相连，压力筒通过软管与第二水阀块相连，第四截止阀通过硬管一端与补水蓄能器相连，另一端与压力筒相连，变频电机电缆与电机变频器相连、第一水压传感器、第二水压力传感器、电机变频器电缆与PLC相连，PLC通过通讯电缆与触摸屏相连。测控系统包括第一高压过滤器CMS型发讯器、油压力表报警装置、蓄能器压力传感器、油缸有杆腔压力传感器、油缸无杆腔压力传感器、压力筒水压传感器、油缸活塞位移速度传感器、先导式溢流阀电磁铁、比例放大器、第一电磁换向阀电磁铁、第二电磁换向阀电磁铁、比例节流阀电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电连接器拉脱力试验装置，由液压系统、水压控制系统、测控系统三部分组成，其特征是：测控系统包括第一高压过滤器(3)CMS型发讯器、油压力表(10)报警装置、蓄能器压力传感器(16)、油缸有杆腔压力传感器(24)、油缸无杆腔压力传感器(26)、压力筒水压传感器(43)、油缸活塞位移速度传感器、先导式溢流阀(9)电磁铁、比例放大器(11)、第一电磁换向阀(13)电磁铁、第二电磁换向阀(17)电磁铁、比例节流阀(18)电磁铁、第三电磁换向阀(19)电磁铁、第四电磁换向阀(20)电磁铁、第五电磁换向阀(21)电磁铁、回油过滤器(28)CMS型发讯器、第一水压力表(36.1)报警装置、第二水压力表(36.2)报警装置、隔离模块、继电器模块、数据采集卡、工控机、琴式操作台；液压系统包括油箱、液压阀组、蓄能器、油缸，为电连接器拉脱提供一定的拉脱力和拉脱速度；水压控制系统包括水箱、压力筒、水压控制装置、压力补偿装置，为电连接器拉脱提供水压环境和减小电连接器拉脱过程中压力波动；测控系统中蓄能器压力传感器(16)安装于油阀块上，油缸有杆腔压力传感器(24)安装于油缸(25)有杆腔，油缸无杆腔压力传感器(26)安装于油缸(25)无杆腔，油缸活塞位移速度传感器安装于油缸(25)尾部，压力筒水压传感器(43)安装于压力筒(38)上方，隔离模块、继电器模块、数据采集卡、比例放大器安装于琴式操作台内部安装板上，工控机放置于琴式操作台内部。...

【技术特征摘要】
1.一种电连接器拉脱力试验装置，由液压系统、水压控制系统、测控系统三部分组成，其特征是：测控系统包括第一高压过滤器(3)CMS型发讯器、油压力表(10)报警装置、蓄能器压力传感器(16)、油缸有杆腔压力传感器(24)、油缸无杆腔压力传感器(26)、压力筒水压传感器(43)、油缸活塞位移速度传感器、先导式溢流阀(9)电磁铁、比例放大器(11)、第一电磁换向阀(13)电磁铁、第二电磁换向阀(17)电磁铁、比例节流阀(18)电磁铁、第三电磁换向阀(19)电磁铁、第四电磁换向阀(20)电磁铁、第五电磁换向阀(21)电磁铁、回油过滤器(28)CMS型发讯器、第一水压力表(36.1)报警装置、第二水压力表(36.2)报警装置、隔离模块、继电器模块、数据采集卡、工控机、琴式操作台；液压系统包括油箱、液压阀组、蓄能器、油缸，为电连接器拉脱提供一定的拉脱力和拉脱速度；水压控制系统包括水箱、压力筒、水压控制装置、压力补偿装置，为电连接器拉脱提供水压环境和减小电连接器拉脱过程中压力波动；测控系统中蓄能器压力传感器(16)安装于油阀块上，油缸有杆腔压力传感器(24)安装于油缸(25)有杆腔，油缸无杆腔压力传感器(26)安装于油缸(25)无杆腔，油缸活塞位移速度传感器安装于油缸(25)尾部，压力筒水压传感器(43)安装于压力筒(38)上方，隔离模块、继电器模块、数据采集卡、比例放大器安装于琴式操作台内部安装板上，工控机放置于琴式操作台内部。2.根据权利要求1所述的电连接器拉脱力试验装置，其特征在于：液压系统包括油箱(1)、油箱液位液温计(2)、第一高压过滤器(3)、油箱空气滤清器(4)、电机(5)、齿轮泵(6)、第一单向阀(7)、风冷却器(8)、先导式溢流阀(9)、油压力表(10)、第二单向阀(12)、第一电磁换向阀(13)、蓄能器截止阀(14)、油蓄能器(15)、第二电磁换向阀(17)、比例节流阀(18)、第三电磁换向阀(19)、第四电磁换向阀(20)、第五电磁换向阀(21)、节流孔(22)、安全阀(23)、油缸(25)、第二高压过滤器(27)、回油过滤器(28)；油箱液位液温计(2)安装于油箱(1)前壁，第一高压过滤器(3)、油箱空气滤清器(4)、电机(5)、齿轮泵(6)、第一单向阀(7)、第二高压过滤器(27)、回油过滤器(28)、油阀块安装于油箱(1)上端盖，风冷却器(8)安装于油箱(1)后壁，先导式溢流阀(9)、第二单向阀(12)、第一电磁换向阀(13)、第二电磁换向阀(17)、比例节流阀(18)、第三电磁换向阀(19)、第四电磁换向阀(20)、第五电磁换向阀(21)、安全阀(23)安装在油阀块上，油压力表(10)安装于油箱(1)上端的安装板上，蓄能器截止阀(14)、油蓄能器(15)安装于油箱(1)左壁，节流孔(22)为油阀块内部细长孔，油缸(25)通过前端法兰安装在压力筒(37)上。3.根据权利要求1或2所述的电连接器拉脱力试验装置，其特征在于：水压控制系统包括水箱(29)、水箱液位液温计(30)、水箱空气滤清器(31)、试压泵(32)、变频电机(33)、第一截止阀(34.1)、第二截止阀(34.2)、第三截止阀(34.3)、水蓄能器(35)、第一水压力表(36.1)、第二水压力表(36.2)、第一水压力传感器(37.1)、第二水压力传感器(37.2)、压力筒(38)、补水蓄能器(39)、电机变频器(40)、PLC(41)、触摸屏(42)、第四截止阀(44)；水箱液位液温计(30)安装于水箱(29)前侧，水箱空气滤清器(31)、试压泵(32)、变频电机(33)、第一水阀块安装于水箱(29)上端盖，第一截止阀(34.1)、第二截止阀(34.2)、第三截止阀(34.3)集成于第一水阀块，水蓄能器(35)安装于第一水阀块上端，第一水压力表(36.1)安装于所述水箱(29)上端的安装板上，第一水压力传感器(37.1)安装在第一水阀块测压口上，第二水压力传感器(37.2)安装于第二水阀块测压口上，第二水阀块上包括注水接口、排气接口、压力控制接口、排水接口、压力筒接口，第二水阀块放在立式柜中，第二水压力表(36.2)安装于立式柜侧壁，补水蓄能器(39)通过蓄能器支架固定在第一支架上，压力筒(38)固定在两个压力筒支架上，第一支架、两个压力筒支架固定在T型槽工作台上，电机变频器(40)、PLC(41)安装于水压控制柜内部，触摸屏(42)安装于水压控制柜前面。4.一种如权利要求3所述的电连接器拉脱力试验装置，其特征在于：齿轮泵(6)的吸油口与所述油箱(1)连通，第一高压过滤器(3)一端通过软管与齿轮泵(6)相连，一端通过硬管与第一单向阀(7)相连，第一单向阀(7)通过硬管与油阀块相连，油压力表(10)通过测压软管与测压接头与油阀块相连，风冷却器(8)、蓄能器截止阀(14)、第二高压过滤器(27)、回油过滤器(28)通过硬管与油阀块相连，油缸(25)有杆腔、无杆腔通过软管与油阀块相连，电连接器一端固定在油缸(25)活塞杆上，另一端通过拉绳固定在压力筒(38)上，油缸(25)活塞杆伸出部分和电连接器在压力筒内部；试压泵(31)吸水口与所述水箱(27)连通，第一水压力表(36.1)通过测压软管与测压接头与第一水阀块相连，第二水压力表(36.2)通过测压软管与测压接头与第二水阀块相连，第二水阀块通过软管与第一水阀块相连，压力筒(38)通过软管与第二水阀块相连，第四截止阀(44)通过硬管一端与补水蓄能器(39)相连，另一端通过硬管与压力筒(38)相连，变频电机(33)电缆与电机变频器(40)相连、第一水压传感器(37.1)、第二水压力传感器(37.2)、电机变频器(40)电缆与PLC(41)相连，PLC(41)通过通讯电缆与触摸屏(42)相连；先导式溢流阀(9)电磁铁、第一电磁换向阀(13)电磁铁、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，靳晓阳，付凯，
申请(专利权)人：杭州华泰电液成套技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33