專利名稱：輸電鐵塔緊固件的防松性能評(píng)估檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緊固件的防松性能評(píng)估檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
輸電線路舞動(dòng)是指在自然風(fēng)載荷的激勵(lì)條件下，輸電導(dǎo)線所產(chǎn)生的一種低頻、大幅值的振動(dòng)，多發(fā)生在冬季，伴隨著輸電導(dǎo)線的偏心覆冰，且一般持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。近年來隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大，輸電線路舞動(dòng)條次在呈增加趨勢(shì)，發(fā)生范圍較廣，涵蓋我國(guó)東北、華北、華中、華東以及華南多個(gè)省區(qū)。舞動(dòng)事故的發(fā)生除引起線路電氣絕緣擊穿引起跳閘外，還可能引起斷線、橫擔(dān)受損、倒塔等難以直接恢復(fù)的事故，給輸電線路和電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成了極大威脅。通過對(duì)近年來全國(guó)幾次大范圍的舞動(dòng)事故損壞情況統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)輸電鐵塔的緊固件松動(dòng)脫落為桿塔損壞的主要特征之一，幾乎在每次舞動(dòng)引起的桿塔損壞現(xiàn)場(chǎng)均能發(fā)現(xiàn)大量 的緊固聯(lián)接組件。通過對(duì)輸電鐵塔舞動(dòng)過程中的載荷變化以及桿塔抗舞能力的分析研究表明螺栓松動(dòng)是造成輸電鐵塔損壞和倒塔主要原因。一般情況下在舞動(dòng)較為嚴(yán)重的地區(qū)，鐵塔橫擔(dān)以上通常會(huì)使用各種形式的防松螺母來進(jìn)行防松，這些形式各異的防松形式經(jīng)濟(jì)成本不一，防松效果差異也很大。在舞動(dòng)事故調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)甚至還發(fā)現(xiàn)一些用于防松的扣緊螺母在經(jīng)過桿塔強(qiáng)烈的振動(dòng)后，出現(xiàn)松退、脫落。目前還沒有專門用于輸電鐵塔緊固件防松性能檢測(cè)的試驗(yàn)方法，對(duì)桿塔緊固件的防松性能沒有進(jìn)行過檢測(cè)考核?，F(xiàn)有關(guān)于通用緊固件的防松性能考核，一般參考《GB10431-2002通用緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)方法》所描述的方法。對(duì)于不同型號(hào)的螺栓選擇不同大小的振幅、在固定振動(dòng)頻率12. 5Hz的試驗(yàn)條件下進(jìn)行1500次的橫向振動(dòng)，通過剩余夾緊力與初始預(yù)緊力的百分比值來判斷緊固件防松性能的好壞。GB10431所述的試驗(yàn)方法沒有考慮到緊固件聯(lián)接的使用條件及其使用過程中實(shí)際承受動(dòng)態(tài)載荷的特點(diǎn)，也沒有考慮到不同強(qiáng)度等級(jí)的緊固件聯(lián)接具有機(jī)械強(qiáng)度與保證載荷也不相同等實(shí)際存在的客觀因素限制。除此之外，輸電鐵塔緊固件防松性能的檢測(cè)評(píng)估方法應(yīng)能夠在現(xiàn)有技術(shù)條件的支撐下具有可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種輸電桿塔緊固件的防松性能評(píng)估檢測(cè)方法，使其能夠在現(xiàn)有技術(shù)條件的支撐下具有可行性或得以實(shí)現(xiàn)，從而為輸電鐵塔的抗舞抗振設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)條件，用以指導(dǎo)、規(guī)范桿塔緊固件的生產(chǎn)制造、設(shè)計(jì)選型和現(xiàn)場(chǎng)施工。本發(fā)明的技術(shù)方案是
輸電鐵塔緊固件的防松性能評(píng)估檢測(cè)方法，步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，產(chǎn)品參數(shù)特征即螺栓的型號(hào)及機(jī)械強(qiáng)度；
步驟二 對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，步驟三防松性能最佳的安裝工況測(cè)試，普通鍍鋅螺栓在保證載荷的O. 5^0. 7倍之間取值；
步驟四選擇評(píng)估模式，評(píng)估模式I為進(jìn)行3000次振動(dòng)后的剩余夾緊力測(cè)試；評(píng)估模式2為緊固件松轉(zhuǎn)即夾緊力完全喪失時(shí)的振動(dòng)次數(shù)測(cè)試；要求從被試品中選取一組不低于10個(gè)的緊固組合件進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)時(shí)按照步驟三確定的最佳安裝工況進(jìn)行安裝，同時(shí)記錄安裝扭矩和初始預(yù)緊力；
步驟五緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度和振動(dòng)次數(shù)或時(shí)間，殘余夾緊力對(duì)應(yīng)步驟四中的評(píng)估模式I;振動(dòng)次數(shù)或時(shí)間對(duì)應(yīng)步驟四 中的評(píng)估模式2 ；
防松性能評(píng)估模式I中，記錄試件的夾緊力變化曲線，并計(jì)算得出緊固件聯(lián)接的夾緊力跳躍度；以每組試件的平均殘余夾緊力或平均振動(dòng)次數(shù)作為緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)；
其中，夾緊力跳躍度是指振動(dòng)試驗(yàn)過程中緊固件剩余夾緊力實(shí)時(shí)變化曲線上出現(xiàn)的波動(dòng)，表征為一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)的夾緊力變化差值。所述步驟二中，對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應(yīng)用場(chǎng)合；
第I種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗舞的螺栓，振動(dòng)頻率設(shè)定為5Hz，采用正弦波形，荷載為^lOkN之間；
第2種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗振的螺栓，振動(dòng)頻率設(shè)定為12. 5Hz，采用正弦波形，荷載為3 5kN之間；
第3種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗沖擊的螺栓，振動(dòng)頻率設(shè)定為不大于10Hz，采用沖擊波形，荷載為10 20kN之間；
第4種應(yīng)用場(chǎng)合用于其他場(chǎng)合的螺栓，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中的受振載荷特點(diǎn)而定。本發(fā)明的有益效果是
本方法可以根據(jù)桿塔緊固件聯(lián)接的應(yīng)用場(chǎng)合及實(shí)際安裝工況，對(duì)不同地區(qū)的桿塔、桿塔不同部位的緊固聯(lián)接件設(shè)定與實(shí)際受振載荷一致或類似的試驗(yàn)工況進(jìn)行防松性能評(píng)估試驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)桿塔緊固件的優(yōu)化選型以及提高桿塔防舞改造的有效性和適用性。


圖I是本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明試驗(yàn)方法的實(shí)施，是基于“負(fù)載可調(diào)”的電力緊固件專用橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。通過選擇液壓作動(dòng)的方式和PLC控制測(cè)量技術(shù)，可以比較容易地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)力、位置、頻率的設(shè)定、調(diào)節(jié)和實(shí)現(xiàn)，支持輸出包括正弦波、方波、三角波、斜波以及外部輸入波形在內(nèi)的各種載荷。
如圖I所示，評(píng)估方法的具體步驟
步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，即螺栓的型號(hào)及機(jī)械強(qiáng)度。步驟二 對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的螺栓進(jìn)行分類試驗(yàn)，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應(yīng)用場(chǎng)合。第I種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗舞的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動(dòng)載荷調(diào)整，振動(dòng)頻率5Hz，正弦波形，荷載5 10kN之間(視緊固件的型號(hào)與強(qiáng)度而定)。第2種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗振的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動(dòng)載荷調(diào)整,振動(dòng)頻率12. 5Hz，正弦波形，荷載3飛kN之間(視緊固件的型號(hào)與強(qiáng)度而定)。第3種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗沖擊的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動(dòng)載荷調(diào)整，振動(dòng)頻率不大于10Hz，沖擊波形，荷載l(T20kN之間(視緊固件的型號(hào)與強(qiáng)度而定)。第4種應(yīng)用場(chǎng)合用于其他場(chǎng)合的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動(dòng)載荷調(diào)整，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中的受振載荷特點(diǎn)而定。步驟三防松性能最佳的安裝工況測(cè)試，如無特殊要求，普通鍍鋅螺栓應(yīng)在保證載 荷的O. 5、. 7倍之間取值。步驟四進(jìn)行評(píng)估模式選擇，共2種模式。評(píng)估模式I為進(jìn)行3000次振動(dòng)后的剩余夾緊力測(cè)試；評(píng)估模式2為緊固件松轉(zhuǎn)(夾緊力完全喪失)的振動(dòng)次數(shù)測(cè)試。要求從被試品中選取一組不低于10個(gè)的緊固組合件進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)時(shí)按照之前確定的最佳安裝工況進(jìn)行安裝，同時(shí)記錄安裝扭矩和初始預(yù)緊力。步驟五緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度(對(duì)應(yīng)評(píng)估模式I)、振動(dòng)次數(shù)或時(shí)間(對(duì)應(yīng)評(píng)估模式2)。防松性能評(píng)估模式I中，記錄試件的夾緊力變化曲線，并計(jì)算得出緊固件聯(lián)接的夾緊力跳躍度；以每組試件的平均殘余夾緊力(或‘平均振動(dòng)次數(shù)’)作為緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。夾緊力跳躍度的定義為振動(dòng)試驗(yàn)過程中緊固件剩余夾緊力實(shí)時(shí)變化曲線上出現(xiàn)的波動(dòng)，表征為一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)的夾緊力變化差值。
權(quán)利要求
1.輸電鐵塔緊固件的防松性能評(píng)估檢測(cè)方法，其特征在于步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，產(chǎn)品參數(shù)特征即螺栓的型號(hào)及機(jī)械強(qiáng)度； 步驟二 對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)， 步驟三防松性能最佳的安裝工況測(cè)試，普通鍍鋅螺栓在保證載荷的O. 5^0. 7倍之間取值； 步驟四選擇評(píng)估模式，評(píng)估模式I為進(jìn)行3000次振動(dòng)后的剩余夾緊力測(cè)試；評(píng)估模式2為緊固件松轉(zhuǎn)即夾緊力完全喪失時(shí)的振動(dòng)次數(shù)測(cè)試；要求從被試品中選取一組不低于10個(gè)的緊固組合件進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)時(shí)按照步驟三確定的最佳安裝工況進(jìn)行安裝，同時(shí)記錄安裝扭矩和初始預(yù)緊力； 步驟五緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度和振動(dòng)次數(shù)或時(shí)間，殘余夾緊力對(duì)應(yīng)步驟四中的評(píng)估模式I;振動(dòng)次數(shù)或時(shí)間對(duì)應(yīng)步驟四中的評(píng)估模式2 ； 防松性能評(píng)估模式I中，記錄試件的夾緊力變化曲線，并計(jì)算得出緊固件聯(lián)接的夾緊力跳躍度；以每組試件的平均殘余夾緊力或平均振動(dòng)次數(shù)作為緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)； 其中，夾緊力跳躍度是指振動(dòng)試驗(yàn)過程中緊固件剩余夾緊力實(shí)時(shí)變化曲線上出現(xiàn)的波動(dòng)，表征為一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)的夾緊力變化差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電鐵塔緊固件的防松性能評(píng)估檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟二中，對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應(yīng)用場(chǎng)合； 第I種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗舞的螺栓，振動(dòng)頻率設(shè)定為5Hz，采用正弦波形，荷載為^lOkN之間； 第2種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗振的螺栓，振動(dòng)頻率設(shè)定為12. 5Hz，采用正弦波形，荷載為3 5kN之間； 第3種應(yīng)用場(chǎng)合用于抗沖擊的螺栓，振動(dòng)頻率設(shè)定為不大于10Hz，采用沖擊波形，荷載為10 20kN之間； 第4種應(yīng)用場(chǎng)合用于其他場(chǎng)合的螺栓，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中的受振載荷特點(diǎn)而定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輸電鐵塔緊固件的防松性能評(píng)估檢測(cè)方法，步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，產(chǎn)品參數(shù)特征即螺栓的型號(hào)及機(jī)械強(qiáng)度；步驟二對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，步驟三防松性能最佳的安裝工況測(cè)試，普通鍍鋅螺栓在保證載荷的0.5~0.7倍之間取值；本方法可以根據(jù)桿塔緊固件聯(lián)接的應(yīng)用場(chǎng)合及實(shí)際安裝工況，對(duì)不同地區(qū)的桿塔、桿塔不同部位的緊固聯(lián)接件設(shè)定與實(shí)際受振載荷一致或類似的試驗(yàn)工況進(jìn)行防松性能評(píng)估試驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)桿塔緊固件的優(yōu)化選型以及提高桿塔防舞改造的有效性和適用性。
文檔編號(hào)G01M7/02GK102879161SQ201210372928
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者楊曉輝, 任歡, 閻東, 寇曉適, 盧明, 龐鍇, 楊威, 張博, 魏建林, 田戰(zhàn)勝, 鄭豫生 申請(qǐng)人:河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司