[发明专利]一种GIS设备波纹管疲劳损伤试验装置

说明书

本发明公开了一种GIS设备波纹管疲劳损伤试验装置。GIS设备上的波纹管在运行过程中，随着一年四季温差变化其应力应变会随之变化，在一天之内，白天和晚上应力应变情况也会截然不同。本发明由二个伺服电机提供驱动力，通过转盘、连杆、拖板等部件构成二套曲柄滑块机构，实现拖板的周期往复运动，二套曲柄滑块机构可分别或同时模拟GIS设备因一天内和一年四季温度变化引起的波纹管变形，同时可通过传感器测量波纹管受力，研究波纹管疲劳损伤机理并预测疲劳寿命。本发明结构简单，操作安全，可实现波纹管、弹簧等多种试样试验，成本较低，易于推广。

技术领域

本发明涉及电力设备疲劳测试技术领域，尤其是一种GIS设备波纹管疲劳损伤试验装置。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关GIS设备中，金属波纹管膨胀节是用于连接两个管道母线的一个重要组成部分，主要用于补偿热胀冷缩引起的管道母线尺寸变化、吸收运行时发生轴向震动引起的能量和调节管道母线的空间尺寸等，其作用效果类似于弹簧。因此金属波纹管膨胀节是GIS电气设备应用中保证设备安全和健康状态的一个关键部件。

GIS设备金属波纹管膨胀节的一般构成如下：波纹管、接管、垫环、法兰、螺柱、螺母等部件，其中波纹管是核心部件，也是变形部件。大部分厂家在制作金属波纹管时多采用奥氏体不锈钢，金属波纹管在实际工况中会受到循环载荷作用，但其各个部位的受力并不均匀，有些局部区域的应力会比较集中，经常会处于塑性应力区，这样就很可能在较低的循环次数下发生疲劳损伤，属于典型的低周疲劳部件。因此，对波纹管的受力状态、材料损伤机理和疲劳损伤测试方法进行研究具有重要的现实意义和实际指导作用。

GIS设备上的波纹管在运行过程中，随着一年四季温差变化其应力应变会随之变化，在一天之内，白天和晚上应力应变也会截然不同，因此设计一种能够真实模拟一年四季和白天晚上温度变化而引起的波纹管疲劳损伤的测试的试验装置，对研究波纹管受力状态、疲劳损伤机理和疲劳寿命预测有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种GIS设备波纹管疲劳损伤试验装置，用于真实模拟GIS设备波纹管因一年四季及每日温度波动引起的疲劳损伤。

为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种GIS设备波纹管疲劳损伤试验装置，其包括移动平台、固定工作台、机架和位于机架顶部的平台；

所述移动平台包括大拖板和小拖板，所述大拖板与平台活动连接，大拖板相对于平台可自由滑动；所述大拖板活动连接小拖板，小拖板相对于大拖板可自由滑动；

所述大拖板的上表面固定连接日伺服电机，所述日伺服电机连接日转盘，所述日转盘与小拖板连杆的一端连接，所述小拖板连杆的另一端与小拖板轴接，所述日转盘、小拖板连杆和小拖板构成曲柄滑块机构；所述小拖板上固定丝杠支撑板并活动连接试样调整台，所述的试样调整台固定夹具支撑板，所述丝杠支撑板开孔并与丝杠配合，所述丝杠的一端连接夹具支撑板，另一端固定手轮，通过调节手轮手动控制试样调整台的位置；所述夹具支撑板通过螺栓固定第一夹具；

所述固定工作台包括传感器滑动支撑板、传感器固定支撑板和测力传感器，所述传感器滑动支撑板通过燕尾槽与平台连接，相对于平台可自由滑动，且传感器滑动支撑板的一侧通过螺栓连接第二夹具，第一夹具和第二夹具分别用于夹试样的两端；所述传感器固定支撑板的底部固定在平台上；所述测力传感器通过螺栓杆与传感器滑动支撑板和传感器固定支撑板连接；

所述平台的下表面固定年伺服电机支撑板，该年伺服电机支撑板上固定年伺服电机，所述年伺服电机连接年转盘，所述年转盘连接大拖板连杆，所述大拖板连杆的另一端与大拖板的下表面轴接，所述年转盘、大拖杆连杆和大拖板也构成曲柄滑块机构。