一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，包括两个夹具组件和两个实验轴，所述两个夹具组件分别配套安装于实验轴上；所述夹具组件中间开设与实验轴直径相同的通孔，所述实验轴通过固定组件固定于所述通孔内；所述通孔内设有螺旋形凹槽，该螺旋形凹槽的截面为半圆形，沿通孔的轴向方向呈螺旋形分布，使用时将待测钢芯铝绞线置于该螺旋形凹槽内，利用两者之间的摩擦力实现夹持稳定。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有对夹持部为损伤小、防止夹持部断裂、试验测试精度高、成功率高、降低试验成本、操作简单等优点。

A fatigue test fixture for ACSR

【技术实现步骤摘要】
一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具
本技术涉及钢芯铝绞线单股铝线高周疲劳实验
，尤其是涉及一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具。
技术介绍
如今，高压输电导线主要为钢芯铝绞线(ACSR)，它将人们所需求的电能送往各地，被称为国家电力的血管。钢芯铝绞线长期处于野外运行状态，受到风吹日晒，以及雨水腐蚀等一系列恶劣环境的影响，这将会导致输电线路及其主要金属构件受到损坏，给输电线路的安全带来很大的隐患。在不考虑特殊自然灾害的情况下，导线在服役过程中，承受微动损伤、大气腐蚀、电场作用等复杂工况，它们将会导致输电线路出现不可挽回的安全问题。因此，钢芯铝绞线失效及防护问题极为重要，有待我们深入研究。钢芯铝绞线的正常运行对于电力行业来说举足轻重，必须对其引起重视。如何解决在役钢芯铝绞线的损伤问题，并对其疲劳磨损进行全面的研究，已成为输电工程的一个研究重点。目前钢丝或铝绞线的疲劳试验夹持装置通常为直接对钢丝两端进行夹持，或者在夹持部两端加一层铝箔再进行夹持。这样的夹持方式容易造成夹持部位断裂，并且夹持不稳，夹持部易发生滑移、滑脱等现象，不利于提高实验的成功率。中国专利205120489U为了解决钢丝夹持部容易产生损伤而先于疲劳而断裂失效的问题，公开了一套钢丝疲劳试验夹具工装固定装置，采用一级钳口与二级钳口，进行二级夹持，将钢丝式样固定在连接器上，疲劳试验机通过连接器实现对钢丝式样的加载，通过施加试验所要求的均值、幅值一级频率，以测定钢丝式样达到疲劳破坏时的疲劳次数。但是该夹具组件较多，并且结构复杂，同时没有考虑到实际钢芯铝绞线中，其铝线股是成一定螺旋角度绞合而成，在加持铝线时，已经影响到铝线的疲劳寿命。在加持部位由于加持的钳口对铝线会形成一定的咬合，由于要夹持住铝线，势必会咬伤铝线，进一步缩短铝线的疲劳寿命，会严重影响到对铝线寿命的测试。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，包括两个夹具组件和两个实验轴，所述两个夹具组件分别配套安装于所述实验轴上；所述夹具组件中间开设与实验轴直径相同的通孔，所述实验轴通过固定组件固定于所述通孔内；所述通孔内壁上设有螺旋形凹槽。所述的夹具组件包括两个单块夹具构成，两个单块夹具的接触面上均开设半圆柱通槽，所述两个单块夹具夹合时，所述半圆柱通槽形成所述通孔。所述单块夹具上设有第一连接孔，所述第一连接孔的轴向方向与所述半圆柱通槽的轴向方向垂直；所述实验轴上设有第二连接孔，所述固定组件穿过第一连接孔和第二连接孔将所述单块夹具固定于所述实验轴上；该第一连接孔与所述螺旋形凹槽不相交。所述固定组件为配套的螺栓和螺母。所述螺旋形凹槽与所述第一连接孔相切。所述单块夹具的形状为长方体，所述长方体的沿所述第一连接孔轴向方向的厚度为待测钢芯铝绞线半径的5～10倍。所述螺旋形凹槽的截面为半圆形；所述螺旋形凹槽内设有纹路，从而增加待测铝线与螺旋形凹槽的纹路。所述螺旋形凹槽的螺纹升角为75°～85°优选地，所述螺旋形凹槽的螺纹升角为79.3°。所述夹具组件的材质与所述实验轴的材质相同。所述两个实验轴的其中一根实验轴的端部设有凸起；另一根实验轴的端部设有与所述凸起配套的凹槽。凸起和凹槽的尺寸想配套使得凸起可以嵌入到凹槽中，这样可以保证两根轴的同心度，使得安装更加准确并且方便。所述螺旋形凹槽与所述夹具组件表面的连接处为经过砂纸打磨处理的连接处。具体地，在由两个单块夹具组成的夹具组件上，螺旋形凹槽与单片夹具表面的连接处采用砂纸打磨，不允许出现偏磨。对单片夹具上螺旋形凹槽与单股螺旋铝线接触的倒角部分进行打磨处理，有利于减小应力集中，夹持时，尽量减小单股螺旋铝线的弯曲，即样品夹持部位越直越好本技术的使用方法包括以下步骤：(1)将单股螺旋铝线盘旋在实验的两个轴上，上下轴联合在一起；(2)将待测试的单股螺旋铝线夹持端进行一定喷丸，处理时将单股螺旋铝线的工作部分包起来，避免喷丸对铝线工作段产生影响，然后将单股螺旋铝线的两个夹持端分别插入两组夹具的螺旋形凹槽内；(3)将两组已插入铝线的夹具通过螺栓和螺母固定在实验轴上，保证工作段没有受到夹具边缘的挤压损伤；(4)将联合在一起的实验轴夹入疲劳机，保证铝合金导线单丝的上下部分平行于加载轴方向；(5)按照试验要求设置疲劳试验参数，进行疲劳试验。本技术通过设置螺旋形凹槽，吻合钢芯铝绞线铝线股螺旋绞合的形态，铝线放在螺旋线凹槽内拉伸实验时较大的还原了铝线在工作时的状态。本技术通过对夹具与铝线加持端上下两个端口均开了一个半径为2.5mm的倒角，避免咬伤铝线，减小了对夹持部的损伤，有效防止铝单股螺旋铝线在夹持端断裂；本技术尤其适用于钢芯铝绞线单股螺旋铝线轴向应力疲劳试验夹具上，用于测试钢芯铝绞线单股螺旋铝线的疲劳寿命。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)本技术设计了钢芯铝绞线单股螺旋铝线疲劳寿命测试夹具，并完善了疲劳试样夹持方法。新的夹具和夹持方法的引入较大程度改善了铝单股螺旋铝线在夹持端断裂的缺点，对夹持部位的损伤很小，并可以保证大部分测试样品在标距内断裂，这极大地提高了单股螺旋铝线疲劳寿命的测试精度和准确性。(2)采用本技术疲劳试验夹具和夹持方法以后，很好地解决了单股螺旋铝线在试验过程中总在夹持部位断裂的难题，经过实践证明：与未使该夹具和夹持方法相比，在夹持端疲劳断裂的概率降低了30％，极大地提高了数据的有效性，避免了大量重复实验，减少了重复实验带来的资源浪费问题，并降低了高精度单股螺旋铝线疲劳寿命测试的成本。(3)本技术设计的铝合金导线单丝疲劳寿命测试方法的优点是操作简单，测试精度高，夹具对螺旋铝线测试影响小等一系列突出优点。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中单块夹具主视结构示意图；图3为本技术中单块夹具侧视结构示意图；图4为本技术中单块夹具俯视结构示意图；图中，1为单块夹具，2为半圆柱通槽，3为螺旋形凹槽，4为第一连接孔，5为夹具组件，6为实验轴。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。实施例1一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，其整体结构如图1所示，包括两个夹具组件5和两个实验轴6，夹具组件5和实验轴6的材质相同，均为碳钢；两个夹具组件5分别配套安装于实验轴6上；其中夹具组件5由两个单块夹具1构成，单块夹具1的结构如图2、图3和图4所示，两个单块夹具1均为长方形块体，长方体的厚度为待测钢芯铝绞线半径的5倍；两个单块夹具1的接触面上均开设半圆柱通槽2，两个单块夹具1夹合时，半圆柱通槽2形成一个圆柱形的通孔；该通孔的直径与实验轴的直径相同，实验轴穿过该通孔并与两个单块夹具1固定连接；两个单块夹具1的中部位置开设有第一连接孔4，该第一连接孔4的轴向方向与半圆柱通槽2的轴向方向垂直；并且实验轴上设有第二连接孔，将螺栓穿过第一连接孔和第二连接孔，并用螺母固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，包括两个夹具组件(5)和两个实验轴(6)，所述两个夹具组件(5)分别配套安装于所述实验轴(6)上；其特征在于，所述夹具组件(5)中间开设与实验轴(6)直径相同的通孔，所述实验轴(6)通过固定组件固定于所述通孔内；所述通孔内壁上设有螺旋形凹槽(3)。

【技术特征摘要】
1.一种用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，包括两个夹具组件(5)和两个实验轴(6)，所述两个夹具组件(5)分别配套安装于所述实验轴(6)上；其特征在于，所述夹具组件(5)中间开设与实验轴(6)直径相同的通孔，所述实验轴(6)通过固定组件固定于所述通孔内；所述通孔内壁上设有螺旋形凹槽(3)。2.根据权利要求1所述的用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，其特征在于，所述的夹具组件包括两个单块夹具(1)构成，两个单块夹具(1)的接触面上均开设半圆柱通槽(2)，所述两个单块夹具(1)夹合时，所述半圆柱通槽(2)形成所述通孔。3.根据权利要求2所述的用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，其特征在于，所述单块夹具(1)上设有第一连接孔(4)；所述第一连接孔(4)的轴向方向与所述半圆柱通槽(2)的轴向方向垂直；所述实验轴上设有第二连接孔，所述固定组件穿过第一连接孔和第二连接孔将所述单块夹具(1)固定于所述实验轴上。4.根据权利要求3所述的用于钢芯铝绞线疲劳试验夹具，其特征在于，所述螺旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：段一锋，马行驰，夏阳春，朱杰文，刘畅，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：新型
国别省市：上海,31