一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，所述裝置包括桿件端部法蘭、活動支座、固定支座、減摩板和連接金具；所述桿件端部法蘭通過螺栓固定在所述活動支座的上部，所述減摩板位于所述活動支座底部設有的凹槽內(nèi)，所述活動支座和固定支座通過所述連接金具連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)桿件端部定向自由轉(zhuǎn)動，并很大程度上減小了桿件與試驗裝置的摩擦，并能夠很方便的得到桿件的初始彎曲撓度值。
【專利說明】一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輸電線路【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試 驗的刀口鉸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》中將軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)進行了分類，要求 軸壓桿件彎曲試驗時，桿件的兩端鉸支，即桿件的兩端可以自由的轉(zhuǎn)動。在理想的軸壓試驗 中，桿件應該沿著角鋼截面慣性矩最小軸轉(zhuǎn)動，直至發(fā)生整體彎曲失穩(wěn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，桿件端部多采用球鉸裝置，這種裝置可以實現(xiàn)端部的轉(zhuǎn)動，但是端部 受摩擦力的影響較大，當摩擦力較大的，端部可視為半剛性支座，與要求的鉸支條件不符； 由于球鉸的凹槽是球形，所以桿件端部可以沿著各個方向轉(zhuǎn)動，最后的失穩(wěn)有可能是彎扭 失穩(wěn)，而且摩擦力不均勻分布也會影響到試件沿最小軸失穩(wěn)。摩擦力的影響對試驗結(jié)構(gòu)影 響很大，如果采用歐拉公式來計算桿件的穩(wěn)定承載力，當兩端鉸支時，長度系數(shù)為1，當兩端 固定時，長度系數(shù)為0.5，算出來的穩(wěn)定承載力后者是前者的4倍，可見摩擦力的影響是不 可忽略的。而且，目前桿件承載力試驗中的球鉸和刀口鉸裝置不具備撓度測試功能。
[0004]桿件軸壓穩(wěn)定承載力試驗要求桿件兩端鉸支，即端部可以自由并無約束的定向轉(zhuǎn) 動，端部可沿著桿件截面慣性矩最小的軸轉(zhuǎn)動，但是不能平動，如何保證桿件端部與試驗裝 置自由的轉(zhuǎn)動，并使裝置具有測量桿件彎曲變形功能是難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力 試驗的刀口鉸裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)桿件端部定向自由轉(zhuǎn)動，并很大程度上減小了桿件與試驗裝 置的摩擦，并能夠很方便的得到桿件的初始彎曲撓度值。
[0006]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]提供一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，所述裝置包括桿件 端部法蘭、活動支座、固定支座、減摩板和連接金具；所述桿件端部法蘭通過螺栓固定在所 述活動支座的上部，所述減摩板位于所述活動支座底部設有的凹槽內(nèi)，所述活動支座和固 定支座通過所述連接金具連接。
[0008]所述桿件端部法蘭為法蘭板或法蘭盤，所述法蘭板或法蘭盤的固定點對應活動支 座各條棱的中心點固定。
[0009]所述連接金具對稱設置于與凹槽徑向一致的活動支座的兩側(cè)。
[0010]所述連接金具為V型，其設有3個孔，其兩端頭分別通過螺栓固定在活動支座的側(cè) 面，其中心孔通過螺栓與所述固定支座連接，所述中心孔的孔徑大于螺栓的孔徑。
[0011]所述活動支座和固定支座采用的材料均為42CrMo，其用碳0.43%、硅0.31%、錳
0.67%、磷0.014%、硫0.007%、鉻1.09%、鑰0.2%、其余為鐵的合金制備，所述的百分數(shù)為重量 百分數(shù)。[0012]所述固定支座包括由下至上依次設置的基礎段、斜線段、過渡段和圓弧段。
[0013]所述減摩板的弧度半徑與凹槽的半徑相等，所述減摩板的下表面設有油坑，油坑內(nèi)填充潤滑脂。
[0014]所述減摩板為等厚度的減摩板，其采用的材料為聚四氟乙烯。
[0015]所述裝置還設有刻度盤，所述刻度盤上有指針；所述刻度盤通過所述連接金具固定于所述活動支座側(cè)面上。
[0016]通過所述指針和刻度盤的刻度線中線的相對夾角α將桿件的初始擾度表示為:
[0017]S = h/2.tana (I)
[0018]其中，s為桿件的初始擾度，h為桿件長度。
[0019]所述桿件焊接在所述桿件端部法蘭上，以使得桿件截面的最小軸方向和所述桿件端部法蘭與凹槽徑向一致的斜對角線重合。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0021]1.本發(fā)明提供的刀口鉸裝置大大減小試驗時桿件端部轉(zhuǎn)動時受到的摩擦力，并使桿件破壞時繞著最小軸彎曲失穩(wěn)，可以很方便的觀察出試驗前桿件是否和支座是否完全對準；
[0022]2.通過觀察指針和刻度盤可以得到桿件試驗前的初彎曲及試驗中桿件的彎曲撓度值，可以很好的反映出桿件端部的鉸支約束，使得到的極限承載力更準確，安全可靠，靈活性好，準確性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置立體圖；
[0024]圖2是用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置正視圖；
[0025]圖3是用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置中固定支座示意圖；
[0026]圖4是用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置中減摩板示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0028]如圖1和圖2，提供一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，包括桿件端部法蘭1、活動支座2、固定支座3、減摩板4和連接金具5 ;所述桿件端部法蘭I通過螺栓8固定在所述活動支座2的上部，所述減摩板4位于所述活動支座2底部設有的凹槽內(nèi)，所述活動支座2和固定支座3通過所述連接金具5連接。
[0029]所述桿件端部法蘭I為法蘭板或法蘭盤，所述法蘭板或法蘭盤的固定點對應活動支座2各條棱的中心點固定。
[0030]所述連接金具5對稱設置于與凹槽徑向一致的活動支座2的兩側(cè)。
[0031 ] 所述連接金具5為V型，其設有3個孔，其兩端頭分別通過螺栓8固定在活動支座2的側(cè)面，其中心孔通過螺栓8與所述固定支座3連接，所述中心孔的孔徑大于螺栓8的孔徑。
[0032]所述活動支座2和固定支座3采用的材料均為42CrMo，其用碳0.43%、硅0.31%、錳
0.67%、磷0.014%、硫0.007%、鉻1.09%、鑰0.2%、其余為鐵的合金制備，所述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。
[0033]如圖3，所述固定支座3包括由下至上依次設置的基礎段、斜線段、過渡段和圓弧段。過渡段和斜線段相接的棱角處做倒角處理，圓弧段和活動支座2接觸并可以轉(zhuǎn)動，固定支座3圓弧段的半徑略小于活動支座2凹槽的圓弧半徑。
[0034]所述減摩板4的弧度半徑與凹槽的半徑相等，所述減摩板4的下表面設有油坑，油坑內(nèi)填充潤滑脂。減摩板4與活動支座2的凹槽相對位置固定，減摩板4與固定支座3接觸，并能夠相互轉(zhuǎn)動。
[0035]如圖4，所述減摩板4為等厚度的減摩板，其采用的材料為聚四氟乙烯。
[0036]所述裝置還設有刻度盤7，所述刻度盤上有指針6 ;所述刻度盤7通過所述連接金具5固定于所述活動支座2側(cè)面上。
[0037]通過所述指針和刻度盤的刻度線中線的相對夾角α將桿件的初始擾度表示為:
[0038]s = h/2.tan α (I)
[0039]其中，s為桿件的初始擾度，h為桿件長度。
[0040]進行輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗時，先將把固定支座3底部和反力墻或固定鋼架用螺栓8固定，桿件端部法蘭I與桿件焊接在一起，保證桿件截面的最小軸方向和桿件端部法蘭I與凹槽徑向一致的斜對角線重合。然后將桿件端部法蘭I與活動支座2用螺栓連接，在減摩板4上涂適量的潤滑脂，并保證潤滑脂能均勻的進入油坑中，用連接卡具5將固定支座3和活動支座2連接在一起，連接卡具5與固定支座3用兩個螺栓連接，連接卡具5靠近活動支座端的孔的孔徑大于螺栓的直徑，用一個螺栓連接，試驗時活動支座2可繞固定支座3定向轉(zhuǎn)動。方案中各部位的連接方式及相對位置均通過有限元分析方法驗證得至IJ，從而保證試驗時裝置各部分的剛度要求。
[0041]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述裝置包括桿件端部法蘭、活動支座、固定支座、減摩板和連接金具；所述桿件端部法蘭通過螺栓固定在所述活動支座的上部，所述減摩板位于所述活動支座底部設有的凹槽內(nèi)，所述活動支座和固定支座通過所述連接金具連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述桿件端部法蘭為法蘭板或法蘭盤，所述法蘭板或法蘭盤的固定點對應活動支座各條棱的中心點固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述連接金具對稱設置于與凹槽徑向一致的活動支座的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述連接金具為V型，其設有3個孔，其兩端頭分別通過螺栓固定在活動支座的側(cè)面，其中心孔通過螺栓與所述固定支座連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述中心孔的孔徑大于螺栓的孔徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述活動支座和固定支座采用的材料均為42CrMo，其用碳0.43%、硅0.31%、錳0.67%、磷0.014%、硫0.007%、鉻1.09%、鑰0.2%、其余為鐵的合金制備，所述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述固定支座包括由下至上依次設置的基礎段、斜線段、過渡段和圓弧段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述減摩板的弧度半徑與凹槽`的半徑相等，所述減摩板的下表面設有油坑，油坑內(nèi)填充潤滑脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述減摩板為等厚度的減摩板，其采用的材料為聚四氟乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述裝置還設有刻度盤，所述刻度盤上有指針；所述刻度盤通過所述連接金具固定于所述活動支座側(cè)面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:通過所述指針和刻度盤的刻度線中線的相對夾角α將桿件的初始擾度表示為:
s = h/2.tan α (I) 其中，s為桿件的初始擾度，h為桿件長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于輸變電鐵塔桿件穩(wěn)定承載力試驗的刀口鉸裝置，其特征在于:所述桿件焊接在所述桿件端部法蘭上，以使得桿件截面的最小軸方向和所述桿件端部法蘭與凹槽徑向一致的斜對角線重合。
【文檔編號】G01M5/00GK103439069SQ201310283628
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】王旭明, 邢海軍, 黨會學, 楊靖波 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院