航空断路器疲劳寿命自动试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种航空断路器疲劳寿命自动试验装置及方法，属于断路器疲劳寿命试验技术。所述试验装置包括工作台，其上的基板，基板上的伺服系统、减速器、丝杠、滑块、夹持航空断路器的夹具、光电开关、限位开关、工控计算机、时钟和数据采集卡。试验方法包括以下过程：确定不同型号的航空断路器的试验起始位置；在某一时域同时对同一型号的航空断路器疲劳寿命试验；在不同时域同时对同一型号的航空断路器疲劳寿命试验；对新型号的航空断路器疲劳寿命试验。本发明专利技术的优点在于：可以进行多种规格航空断路器的试验，试验装置柔性好，试验方便，试验速度和精度高，试验全面，自动化控制大大简化了试验过程，避免人力、物力的浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于断路器疲劳寿命试验技术。
技术介绍
航空断路器是航空、航天器的电气系统中重要设备之一，肩负着控制和保护双重任务，通过它及时准确的接通或断开响应，可实现过载或短路时设备保护或进行自动控制，它的可靠性直接影响到航空、航天器动力系统的安全运行，可靠性的重要指标是机械寿命和电寿命，它是制造厂商和使用用户最关注的参数之一。航空断路器有分、合闸两个动作状态，疲劳寿命试验的目的就是在这两个状态之间以一定速率反复进行接通-锁定-脱锁-断开工作过程，直到规定的次数为止，判断产品是否仍能正常工作，从而确定寿命合格与否。航空断路器的疲劳寿命试验采取抽样检验的方法，目前常用的试验方式有①人工操作方式，手动操作手柄反复进行合、分闸操作；②机电方式，用电机带动凸轮或曲柄滑块机构反复循环实现测试；③气动方式，气动驱动航空断路器手柄进行合、分闸操作。由于航空断路器疲劳寿命试验次数要达到数千次以上，试验周期长，人工方式劳动强度大，易产生疲劳，容易记错次数，难以准确控制试验时序，进行电寿命试验时，还可能产生触电危险；机电方式只能针对单一产品，试验装置柔性差，机构复杂，中断试验后不能自动接续；气动方式需要气源，机构复杂，不易精确定位，操作时冲击大，噪声大，中断试验后也不能自动接续。因此，研制一台能够适应多规格的多台航空断路器并行高精度、自动化和高柔性的疲劳寿命试验台，对降低劳动强度，提高试验效率，准确评估产品的可靠性，保证产品质量，提高航空断路器可靠性具有十分重要的意义，可以满足批量生产和日益扩大的市场需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种航空断路器疲劳寿命自动试验及方法，本专利技术使用的装置性能可靠，试验过程柔性好，试验自动化程度和精度高。本专利技术是通过以下技术方案加以实现的，一种航空断路器疲劳寿命自动试验装置，该装置包括一个工作台1，工作台上安装基板2，基板上一侧安装伺服系统3联接减速器4推动丝杠5运动，在丝杠顶端连接滑块7在导轨6上定向运动，丝杠、滑块和导轨构成试验装置的运动副，滑块上安装至少4个并行推拉杆8分别与各台航空断路器10的手柄相连，基板上另一侧安装供多台同型号的航空断路器同时试验的夹具基座，配合夹具压盖组成夹具9，基板上还安装由一对射式光电开关11和原点限位开关15组成的校基准保护装置，它们与数据采集卡12相连。工作台上还安装工控计算机13，其中设置时钟14及安装数据采集卡12，数据采集卡12采集时钟14信号并与伺服系统3连接以及与校基准保护装置连接；在工控计算机13的控制下，伺服系统3输出的扭矩通过减速器4达到13.8Nm，运动副往复运动行程分辨率为50nm，往复运动的重复定位精度为10μm。采用上述装置实现航空断路器疲劳寿命的自动试验方法，其特征在于包括以下过程1.确定不同型号的航空断路器的试验起始位置在夹具9不安装航空断路器时，工控计算机13通过数据采集卡12控制伺服系统3和减速器4带动运动副由任意位置向限位开关15(基准位置)运动，直至触碰上，此刻限位开关15发送脉冲电平给数据采集卡12，工控计算机13控制伺服系统3带动运动副反向运动，根据试验前已在计算机中设定的型号返回相应的固定距离，停在试验起始位置，该起始位置确定为航空断路器的试验起始位置。当校基准过程中误将航空断路器10安放在夹具9中，会导致推拉杆带动手柄运动强行超出行程损坏航空断路器，因此在夹具两端安装有对射式光电开关11，在夹具9上安装航空断路器10时，对射式光电开关11的光信号被隔断，输出高电平给数据采集卡12，工控计算机13禁止校基准操作，同时操作界面弹出“取下产品”提示，从而保护产品不被损坏。2.在某一时域同时对同一型号的航空断路器疲劳寿命试验经步骤1确定的某一型号的航空断路器的试验起始位置后，将该型号的航空断路器1～4台安装在夹具9上，通过工控计算机13控制数据采集卡12，发出对应一定位移的脉冲串驱动伺服系统3和减速器4带动运动副直线运动，驱动脉冲频率f决定了伺服系统运行速度v，试验行程s由减速比和丝杆导程t决定，数据采集卡12发出高低电平切换正反转状态使运动副往复运动，推拉杆8提供驱动力给航空断路器10的手柄作合、分闸动作，通过自动循环实现“航空断路器手柄推进——航空断路器接通——航空断路器锁定——延时保持——航空断路器手柄拉出——航空断路器脱锁——航空断路器断开——延时保持——自动循环”的寿命试验过程，通过工控计算机13控制试验中航空断路器锁定和断开后“延时保持”时段的有无，疲劳寿命试验分为间歇和匀速两种运行方式。3、在不同时域同时对同一型号的航空断路器疲劳寿命试验当航空断路器疲劳寿命试验不能在某一时域完成，需要接着下一时域继续进行时，在即将结束该时域试验之前，工控计算机13通过数据库程序自动纪录已试验次数和型号；在下一时域重新启动操作界面进行试验时，工控计算机13首先自动查找是否为分时域试验，然后则调出上次试验次数和型号，开始新一时域的试验，从而实现分时域连续试验。4.对新型号的航空断路器疲劳寿命试验 当未来新型号航空断路器进行寿命试验时，在夹具9中先不安装航空断路器，通过工控计算机13操作界面上“新增型号”功能调出“基准位置”和“行程”两个参数，按照工控计算机13已设定的默认航空断路器的起始位置进行步骤1，若起始位置上航空断路器10装夹不上，则修改界面上“基准位置”参数，再进行步骤1，通过多次修改界面上“基准位置”参数和运行步骤1，直至产品能装夹上为止，此时“基准位置”参数修改正确，确定了新型号航空断路器的起始位置；而后，将新型号的航空断路器10安装在夹具9中，工控计算机13按照已设定的默认“行程”值进行步骤2，当发现前进到已设定的“行程”值时，航空断路器10不能够锁定，则修改界面上“行程”参数，再进行步骤2，通过多次修改界面上“行程”参数和运行步骤2，直至产品能锁定为止，此时“行程”参数修改正确，按操作界面上的提示给定型号，并自动保存“基准位置”和“行程”这两个参数在工控计算机13的新型号程序中，即成为已知型号的产品，今后按步骤1、步骤2、步骤3进行疲劳寿命试验即可。本专利技术的优点在于可以进行多种规格航空断路器的试验，试验装置柔性好，试验方便，试验速度和精度高，试验全面，自动化控制大大简化了试验过程，避免人力、物力的浪费。附图说明图1是本专利技术检测装置的结构框图。图中1-工作台，2-基板，3-伺服系统，4-减速器，5-丝杆，6-导轨，7-滑块，8-推拉杆，9-夹具，10-航空断路器，11-对射式光电开关，12-数据采集卡，13-工控计算机，14-时钟，15-限位开关图2是本专利技术试验装置机械结构实物照片。图3是本专利技术试验装置计算机操作界面。具体实施例方式每开始一个型号的航空断路器试验前，在夹具上不安装航空断路器的情况下，首先在工控计算机IPC-610H的操作界面上选择校基准运行，试验装置以距夹具固定距离的原点限位开关TZ-5101为基准位置，计算机控制运动副从任意位置到达到基准位置，然后根据选定的不同型号返回相应的距离，停在该型号的试验起始位置。对于同一型号产品仅需要进行一次校基准即可。为了防止在试验过程中误操作校基准步骤，导致推拉杆强行带动航空断路器手柄运动超出行程损坏产品，夹具两端安装的对射式光电开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空断路器疲劳寿命自动试验装置，该装置包括一个工作台（１），工作台上安装基板（２），基板上一侧安装伺服系统（３）联接减速器（４）推动丝杠（５）运动，在丝杠顶端连接滑块（７）在导轨（６）上定向运动，丝杠、滑块和导轨构成试验装置的运动副，滑块上安装至少４个并行推拉杆（８）分别与各台航空断路器（１０）的手柄相连，基板上另一侧安装供多台同型号航空断路器同时试验的夹具基座，配合夹具压盖组成夹具（９），基板上还安装由一对射式光电开关（１１）和原点限位开关（１５）组成的校基准保护装置，它们与数据采集卡（１２）相连；工作台上还安装工控计算机（１３），其中设置时钟（１４）及安装数据采集卡（１２），数据采集卡（１２）采集时钟（１４）信号并与伺服系统（３）连接以及与校基准保护装置连接；在工控计算机（１３）的控制下，伺服系统（３）输出的扭矩通过减速器（４）达到１３．８Ｎｍ，运动副往复运动行程分辨率为５０ｎｍ，往复运动的重复定位精度为１０μｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲兴华，周松，张福民，李文婷，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]