一种真空断路器弹簧疲惫度计算方法

摘要

本发明公开了一种真空断路器弹簧疲惫度计算方法。依次取出待检测和计算疲惫度的真空断路器弹簧煤油浸没；放置于弹簧压缩疲惫度检测单元内检测压力；放置于弹簧拉伸疲惫度检测单元内检测拉力；放置于弹簧扭转疲惫度检测单元内检测扭力。本发明解决如何计算并得到适合真空断路器的疲惫度的弹簧的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及真空断路器技术领域，具体涉及一种真空断路器弹簧疲惫度计算方法。

背景技术

真空断路器主要由真空灭弧室、合闸弹簧、储能系统、过流脱扣器、分合闸线圈、手动分合闸系统、辅助开关和储能指示件等部件组成，其中，合闸弹簧通过储能拐臂与储能系统中的储能轴相连，储能系统中的齿轮减速箱逐级传动，带动储能轴顺时针旋转。真空断路器在合闸的过程中，动触头接近终止位置时，需要由合闸弹簧提供适量的过冲能量才能确保断路器可靠合闸。

在储能过程中，真空断路器的减速箱为储能过程提供动力，减速箱产生的动力最终传递给减速箱外的从动齿轮，从动齿轮带动储能轴顺时针旋转，进而拉伸与储能轴连接的合闸弹簧，随着合闸弹簧的拉伸变量的增加，合闸弹簧的拉伸力也会增大，因为合闸弹簧通过储能拐臂与储能轴连接，所以随着合闸弹簧拉伸力的增大，通过储能拐臂传递给储能轴的沿逆时针方向变化的拉伸力对储能轴的作用力也越来越大，使得储能轴具有一个沿逆时针方向转动的趋势，不利于储能轴的旋转，影响储能过程的顺利完成，更严重的，如果此作用力大于减速箱的从动齿轮施加给储能轴的顺时针的动力时，储能轴会发生回转，就会使得储能过程完全无法进行，导致真空断路器无法实现合闸。

当合闸弹簧需被拉伸蓄能，顶部永远优先被拉伸，可能当顶部的一段被拉伸到最大弹性变形量时，其底部的一段还未被拉伸。长期使用后，储能弹簧的顶部容易产生弹性疲劳，而底部还完好无损，导致整个储能机构失效。这种储能机构的不合理设置方式，缩短了储能弹簧的使用寿命。因此对弹簧的疲劳度的控制是至关重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种真空断路器弹簧疲惫度计算方法，能够解决如何计算并得到适合真空断路器的疲惫度的弹簧的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种真空断路器弹簧疲惫度计算方法，包括以下步骤

S1：取出待检测和计算疲惫度的真空断路器弹簧一个，放置待检测和计算疲惫度的真空断路器弹簧于煤油中，煤油浸没待检测和计算疲惫度的真空断路器弹簧保持1min后取出并晾干；

S2：取晾干后的真空断路器弹簧，并对晾干后的真空断路器弹簧依次按照步骤S3、步骤S4和步骤S5的描述进行操作；

S3：放置晾干后的真空断路器弹簧于弹簧压缩疲惫度检测单元内，通过弹簧压缩疲惫度检测单元同时在真空断路器弹簧的两端沿真空断路器弹簧的轴向压缩真空断路器弹簧，直至弹簧压缩疲惫度检测单元到达指定位置；

S30：复位弹簧压缩疲惫度检测单元并取出真空断路器弹簧，检测压缩并复位后的真空断路器弹簧的长度，如果压缩并复位后的真空断路器弹簧的长度和真空断路器弹簧的原长的差值符合指定数值则执行步骤S4；

S4：放置晾干后的真空断路器弹簧于弹簧拉伸疲惫度检测单元内，通过弹簧拉伸疲惫度检测单元同时在真空断路器弹簧的两端沿真空断路器弹簧的轴向拉伸真空断路器弹簧，直至弹簧拉伸疲惫度检测单元到达指定位置；

S40：复位弹簧拉伸疲惫度检测单元并取出真空断路器弹簧，检测拉伸并复位后的真空断路器弹簧的长度，如果拉伸并复位后的真空断路器弹簧的长度和真空断路器弹簧的原长的差值符合指定数值则执行步骤S5；

S5：放置晾干后的真空断路器弹簧于弹簧扭转疲惫度检测单元内，通过弹簧扭转疲惫度检测单元同时在真空断路器弹簧的两端沿真空断路器弹簧的周向反向扭转真空断路器弹簧，直至弹簧扭转疲惫度检测单元到达指定角度。

优选的技术方案，在所述步骤S3中，所述弹簧压缩疲惫度检测单元包括能够在真空断路器弹簧的两端对称设置的第一直线气缸、第一安装板、第一延伸部和第一定位板，所述第一直线气缸的缸体固定设置，所述第一直线气缸的活塞杆固定连接所述第一安装板，所述第一安装板固定连接所述第一延伸部，所述第一延伸部滑动连接所述第一定位板。

优选的技术方案，在所述第一安装板设置有压力读取单元，所述压力读取单元通讯连接计算机终端，所述压力读取单元持续检测真空断路器弹簧的压力并持续发送压力信号至计算机终端，计算机终端根据所述压力读取单元发送的压力信号生成真空断路器弹簧的压力随时间变化的曲线。

优选的技术方案，在所述步骤S4中，所述弹簧拉伸疲惫度检测单元包括能够在真空断路器弹簧的两端对称设置的第二直线气缸、第二安装板和第二夹爪，所述第二直线气缸的缸体固定设置，所述第二直线气缸的活塞杆固定连接所述第二安装板，所述第二夹爪设置在所述第二安装板的一侧。

优选的技术方案，在所述第二安装板设置有拉力读取单元，所述拉力读取单元通讯连接计算机终端，所述拉力读取单元持续检测真空断路器弹簧的拉力并持续发送拉力信号至计算机终端，计算机终端根据所述拉力读取单元发送的拉力信号生成真空断路器弹簧的拉力随时间变化的曲线。

优选的技术方案，在所述步骤S5中，所述弹簧扭转疲惫度检测单元包括能够在真空断路器弹簧的两端对称设置的第三电机、第三安装板和第三夹爪，所述第三电机的机体固定设置，所述第三电机的转轴固定连接所述第三安装板，所述第三夹爪设置在所述第三安装板的一端。

优选的技术方案，在所述第三安装板设置有扭力读取单元，所述扭力读取单元通讯连接计算机终端，所述扭力读取单元持续检测真空断路器弹簧的扭力并持续发送扭力信号至计算机终端，计算机终端根据所述扭力读取单元发送的扭力信号生成真空断路器弹簧的扭力随时间变化的曲线。

本发明公开一种真空断路器弹簧疲惫度计算方法，具有以下优点：

通过煤油浸泡清除真空断路器弹簧表面附着的异物，减少真空断路器弹簧表面附着的异物对真空断路器弹簧的受力造成影响，从提高检测和计算结果。对真空断路器弹簧进行的压缩、拉升和扭转检测，可以得到真空断路器弹簧的实际的压缩、拉升和扭转的极限值，也可以对真空断路器弹簧进行二次质量检测，在到达极限值而失效的真空断路器弹簧可以直接报废处理。

通过对真空断路器弹簧进行轴向的压缩，检测真空断路器弹簧的轴向压缩极限值，并根据记录的数据进行计算和分析。通过对真空断路器弹簧进行轴向的拉升，检测真空断路器弹簧的轴向拉升的极限值，并根据记录的数据进行计算和分析。通过对真空断路器弹簧进行周向的修撰，检测真空断路器弹簧的周向扭转的极限值，并根据记录的数据进行计算和分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的弹簧压缩疲惫度检测单元的示意图；

图2是本发明实施例的弹簧拉伸疲惫度检测单元的示意图；

图3是本发明实施例的弹簧扭转疲惫度检测单元的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明实施例所述一种真空断路器弹簧疲惫度计算方法，包括以下步骤：

S1：取出待检测和计算疲惫度的真空断路器弹簧一个，放置待检测和计算疲惫度的真空断路器弹簧于煤油中，煤油浸没待检测和计算疲惫度的真空断路器弹簧保持1min后取出并晾干。通过煤油浸泡清除真空断路器弹簧表面附着的异物，减少真空断路器弹簧表面附着的异物对真空断路器弹簧的受力造成影响，从提高检测和计算结果。

S2：取晾干后的真空断路器弹簧，并对晾干后的真空断路器弹簧依次按照步骤S3、步骤S4和步骤S5的描述进行操作。对真空断路器弹簧进行的压缩、拉升和扭转检测，可以得到真空断路器弹簧的实际的压缩、拉升和扭转的极限值，也可以对真空断路器弹簧进行二次质量检测，在到达极限值而失效的真空断路器弹簧可以直接报废处理。

S3：放置晾干后的真空断路器弹簧于弹簧压缩疲惫度检测单元内，通过弹簧压缩疲惫度检测单元同时在真空断路器弹簧的两端沿真空断路器弹簧的轴向压缩真空断路器弹簧，直至弹簧压缩疲惫度检测单元到达指定位置。通过对真空断路器弹簧进行轴向的压缩，检测真空断路器弹簧的轴向压缩极限值，并根据记录的数据进行计算和分析。

S30：复位弹簧压缩疲惫度检测单元并取出真空断路器弹簧，检测压缩并复位后的真空断路器弹簧的长度，如果压缩并复位后的真空断路器弹簧的长度和真空断路器弹簧的原长的差值符合指定数值则执行步骤S4。在保证真空断路器弹簧到达极限位置后仍能够正常复位的情况下进行后续检测，以保持后续计算结构的准确性。

S4：放置晾干后的真空断路器弹簧于弹簧拉伸疲惫度检测单元内，通过弹簧拉伸疲惫度检测单元同时在真空断路器弹簧的两端沿真空断路器弹簧的轴向拉伸真空断路器弹簧，直至弹簧拉伸疲惫度检测单元到达指定位置。通过对真空断路器弹簧进行轴向的拉升，检测真空断路器弹簧的轴向拉升的极限值，并根据记录的数据进行计算和分析。

S40：复位弹簧拉伸疲惫度检测单元并取出真空断路器弹簧，检测拉伸并复位后的真空断路器弹簧的长度，如果拉伸并复位后的真空断路器弹簧的长度和真空断路器弹簧的原长的差值符合指定数值则执行步骤S5。在保证真空断路器弹簧到达极限位置后仍能够正常复位的情况下进行后续检测，以保持后续计算结构的准确性。

S5：放置晾干后的真空断路器弹簧于弹簧扭转疲惫度检测单元内，通过弹簧扭转疲惫度检测单元同时在真空断路器弹簧的两端沿真空断路器弹簧的周向反向扭转真空断路器弹簧，直至弹簧扭转疲惫度检测单元到达指定角度。通过对真空断路器弹簧进行周向的修撰，检测真空断路器弹簧的周向扭转的极限值，并根据记录的数据进行计算和分析。

在所述步骤S3中，所述弹簧压缩疲惫度检测单元包括能够在真空断路器弹簧的两端对称设置的第一直线气缸11、第一安装板12、第一延伸部13和第一定位板14，所述第一直线气缸11的缸体固定设置，所述第一直线气缸11的活塞杆固定连接所述第一安装板12，所述第一安装板12固定连接所述第一延伸部13，所述第一延伸部13滑动连接所述第一定位板14。相对的两个第一定位板14相互靠近直至抵紧即为指定的极限位置。

为了对压缩过程进行持续记录以便于计算和分析，在所述第一安装板12设置有压力读取单元，所述压力读取单元通讯连接计算机终端，所述压力读取单元持续检测真空断路器弹簧的压力并持续发送压力信号至计算机终端，计算机终端根据所述压力读取单元发送的压力信号生成真空断路器弹簧的压力随时间变化的曲线。

在所述步骤S4中，所述弹簧拉伸疲惫度检测单元包括能够在真空断路器弹簧的两端对称设置的第二直线气缸21、第二安装板22和第二夹爪23，所述第二直线气缸21的缸体固定设置，所述第二直线气缸21的活塞杆固定连接所述第二安装板22，所述第二夹爪23设置在所述第二安装板22的一侧。两个第二直线气缸21收缩至最短位置即为指定的极限位置。

为了对拉伸过程进行持续记录以便于计算和分析，在所述第二安装板22设置有拉力读取单元，所述拉力读取单元通讯连接计算机终端，所述拉力读取单元持续检测真空断路器弹簧的拉力并持续发送拉力信号至计算机终端，计算机终端根据所述拉力读取单元发送的拉力信号生成真空断路器弹簧的拉力随时间变化的曲线。

在所述步骤S5中，所述弹簧扭转疲惫度检测单元包括能够在真空断路器弹簧的两端对称设置的第三电机31、第三安装板32和第三夹爪33，所述第三电机31的机体固定设置，所述第三电机31的转轴固定连接所述第三安装板32，所述第三夹爪33设置在所述第三安装板32的一端。第三电机31可以转动指定角度对真空断路器弹簧进行扭转。

为了对扭转过程进行持续记录以便于计算和分析，在所述第三安装板32设置有扭力读取单元，所述扭力读取单元通讯连接计算机终端，所述扭力读取单元持续检测真空断路器弹簧的扭力并持续发送扭力信号至计算机终端，计算机终端根据所述扭力读取单元发送的扭力信号生成真空断路器弹簧的扭力随时间变化的曲线。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。