一種光纜耐磨性測試方法及設備與流程
2023-06-14 01:44:56
本發明涉及光纜的測試技術，尤其涉及光纜之間的耐磨性測試方法和設備。
背景技術：
光纜的加工目的在於保護內部的光纖，使光纖能夠在一定的環境條件下或機械受力的情況下正常使用。光纜的性能測試對光纜產品的質量至關重要。它將直接影響到光纜的使用，若光纜耐磨性達不到要求，則在光纜的安裝與使用時，光纜的護套由於相互摩擦破裂，不能很好的保護或固定光纜的內部結構，則光纜的結構穩定性被破壞，造成光纜傳輸性能不穩定的後果；而此時當光纜受到外部作用力時，由於光纜的護套破損，則可能直接導致光纜內部光纜的斷裂失效。目前在國內，雖然有光纜的耐磨性測試方法及設備，但此試驗只滿足普通光纜的使用，對於航空等惡劣的使用環境中，國外提出了更高的使用要求，測試光纜之間的耐磨性頻率可達10個周期/秒，國內的試驗方法與試驗設備不能滿足。光纜的耐磨性測試設備能夠滿足國外航空、空間用光纜標準中光纜耐磨性的測試要求。因此，國內急需提供一種對光纜耐磨性的測試方法和測試設備，解決上述問題。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供一種光纜耐磨性測試方法及設備。
本發明採用的技術方案是：一種光纜耐磨性測試設備，包括夾具裝置、曲軸連杆機構、滾針軸承、人機界面操作屏、電氣櫃，夾具裝置包括夾具ⅰ、夾具ⅱ、夾具ⅲ、固定導輪，夾具ⅰ、夾具ⅱ、夾具ⅲ分別安裝於夾具裝置的上、下、左三個方向，固定導輪位於電氣櫃的上方，夾具裝置安裝在電氣柜上方，電氣櫃包括伺服電機、計數器、plc控制器、導通控制開關，導通控制開關的兩端分別與夾具裝置的上下兩個平面連接，計數器安裝於曲軸連杆機構，伺服電機與夾具裝置之間安裝有曲軸連杆機構，，滾針軸承來固定杆，伺服電機與plc控制器連接，plc控制器與人機界面操作屏連接，人機界面操作屏安裝於電氣櫃外部上方。
進一步地，夾具裝置中，上部通過一塊不鏽鋼板固定在電氣櫃的上方，下部通過一個導軌固定在電氣櫃的上方，夾具ⅰ與夾具ⅱ之間的距離為42mm-45mm，夾具ⅰ與夾具ⅲ之間的距離為250mm-280mm，固定導輪的直徑為190-210mm，夾具的材質為密度小的鋁合金材料，夾具和固定導輪表面採用鍍鋅工藝。
一種光纜耐磨性測試設備，包括下列步驟：
將一段光纜使用夾具裝置中的夾具ⅰ、夾具ⅱ固定，另一段光纜的一端使用夾具裝置中夾具ⅲ固定，另一端連接掛重，放置在固定導輪上，所述夾具裝置固定兩根光纜，實現光纜之間的耐磨性測試，所述光纜直徑範圍為0.5mm～10mm；
設備啟動，通過人機界面操作屏，設置所需的光纜往復運動頻率、周期數，將設置的信息輸入到plc控制器中，經plc控制器控制伺服電機按照既定的程序運轉；
曲柄連杆機構將伺服電機的旋轉運動轉變為夾具的往復運動，所述光纜耐磨性測試設備的夾具往復運動頻率範圍為1個周期/秒～10個周期/秒，往復運動精度為±0.1%/小時，往復距離為8mm，往復距離的精度為±0.5mm，計數器統計夾具運動次數；
利用伺服電機高速運轉平穩的特點來保證測試的精準度，通過更換不同規格的砝碼，來調整光纜受到相互摩擦時的作用力，當設備完成設定的程序時，會自動停機，拆卸兩段光纜，查看光纜的護套是否有破損的現象。如無破損，則光纜之間的耐磨性能良好。
本發明的有益之處在於：利用伺服電機可高速、勻速運轉，以及在運轉時發熱量小、長期穩定工作的特點，通過機械設計和精密的連接，實現並保證了夾具移動距離8mm±0.5mm，通過滾針軸承、導軌的安裝，能夠固定夾具移動過程中的移動方向，非常有效的減小了摩擦係數，從而保證了本發明方法的有效、合理，設備的精度、長期工作能力都可保證。通過計數器的安裝，能夠直觀的反應當前的試驗周期數；通過導通控制開關的安裝，可用於試驗數據摸底，可觀測到光纜護套一旦有破損時的周期數，為產品的開發提供了有效直觀的數據。該設備可保持長期穩定運行，不隨溫度、溼度等外部環境因素而變化，設備操作方便、精度高、使用壽命長，經濟可靠。
該測試方法能夠真實的模擬航空和空間等使用環境的振動條件，測試方法更加嚴酷，該測試方法中能真實的反應出航空與航天應用場合中布線後光纜之間的摩擦，摩擦的面積較大，摩擦次數更多，能夠準確的反應出護套材料能否符合使用要求。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為夾具裝置的結構示意圖；
圖3為伺服電機和曲柄連杆機構的連接圖；
圖4為樣品光纜示意圖。
其中：1、人機界面操作屏，2、伺服電機，3、曲柄連杆機構，4、計數器，5、plc控制器，6、導通控制開關，7、滾針軸承，8、夾具裝置，8-1、夾具ⅰ，8-2、夾具ⅱ，8-3、夾具ⅲ，9、固定導輪，10、掛重，11、電氣櫃，12、光纜。
具體實施方式
如圖1-2所示，一種光纜耐磨性測試設備，包括夾具裝置8、曲軸連杆機構3、滾針軸承7、人機界面操作屏1、電氣11，夾具裝置8包括夾具ⅰ8-1、夾具ⅱ8-2、夾具ⅲ8-3、固定導輪9，夾具ⅰ8-1、夾具ⅱ8-2、夾具ⅲ8-3分別安裝於夾具裝置8的上、下、左三個方向，固定導輪9位於電氣櫃11的上方，夾具裝置8安裝在電氣櫃11上方，電氣櫃11包括伺服電機2、計數器4、plc控制器5、導通控制開關6，計數器4安裝於曲軸連杆機構3，導通控制開關6的兩端分別與夾具裝置的上下兩個平面連接，當護套內部的金屬層裸露時，導通控制開關接通，即可通過plc控制器選擇是否需要停機，伺服電機2與夾具裝置8之間安裝有曲軸連杆機構3，曲軸連杆機構3的一端是伺服電機2，因為行程為固定距離，因此伺服電機2的連接點需要偏心的點，連接的位置須通過精密的計算，來保證伺服電機2旋轉一圈時，達到往復距離8mm，伺服電機2的要求為磁粒細小均勻，保證轉動時的扭轉力矩和轉動速度恆定，另一端連接移動的夾具裝置；考慮到杆的移動會產生摩擦，因此通過滾針軸承7來固定杆，保證杆的水平移動和減小移動時的摩擦力，從而保證設備的精密度，伺服電機2與plc控制器5連接，plc控制器5與人機界面操作屏1連接，人機界面操作屏1安裝於電氣櫃11外部上方。
進一步地，夾具裝置8中，上部通過一塊不鏽鋼板固定在電氣櫃11的上方，下部通過一個導軌固定在電氣櫃11的上方，導軌與電氣櫃11連接時，中間加有絕緣墊層，使上下兩個部分不能導通，夾具ⅰ8-1與夾具ⅱ8-2之間的距離為42mm-45mm，夾具ⅰ8-1與夾具ⅲ8-3之間的距離為250mm-280mm，固定導輪9的直徑為190-210mm，夾具的材質為密度小的鋁合金材料，夾具和固定導輪9表面採用鍍鋅工藝。
一種光纜耐磨性測試設備，包括下列步驟：
將一段光纜a使用夾具裝置中的夾具ⅰ8-1、夾具ⅱ8-2固定，另一段光纜b一端使用夾具裝置8中夾具ⅲ8-3固定，另一端連接掛重，放置在固定導輪9上，夾具裝置8固定兩根光纜，實現光纜之間的耐磨性測試，所述光纜直徑範圍為0.5mm～10mm；
設備啟動，通過人機界面操作屏1，設置所需的光纜往復運動頻率、周期數，將設置的信息輸入到plc控制器5中，經plc控制器5控制伺服電機2按照既定的程序運轉；
曲柄連杆機構3將伺服電機2的旋轉運動轉變為夾具的往復運動，光纜耐磨性測試設備的夾具往復運動頻率範圍為1個周期/秒～10個周期/秒，往復運動精度為±0.1%/小時，往復距離為8mm，往復距離的精度為±0.5mm，計數器4統計夾具運動次數。
實施例一
一種護套標稱直徑為1.8mm的單芯光纜，要求光纜之間的耐磨性周期為1000000次，速度為10次/秒，掛重為1.0kg。
如圖1所示的設備進行測試，先將一段光纜按照圖2使用下方的兩個夾具進行固定，再將另一段光纜的一端使用上方的夾具固定，另一端連接1.0kg砝碼，繞下方固定的光纜一圈後放置於定滑輪上，放好的光纜樣品應與圖2一致。
設備啟動，進入人機界面操作屏10，私服電機狀態設定為運轉。進入參數設置，設定速度為10次/秒，斷線功能設定為斷線不停機，動作次數設定為1000000次，返回顯示界面，計數全部清零，設定好後可進行設備操作，按動開啟按鈕設備正常運轉，經過27小時47分鐘後，完成1000000次光纜之間的相互摩擦，取出兩端光纜，檢查光纜的護套是否有磨損的現象。
實施例二
一種二級緩衝層62.5/125µm多模光纖光纜，光纜的直徑為0.9mm，要求光纜之間的耐磨性周期為10000次，速度為10次/秒，掛重為2.2n，繞下方固定的光纜一圈後放置於定滑輪上，放好的光纜樣品應與圖2一致。
如圖1所示的設備進行測試，先將一段光纜按照圖2使用下方的兩個夾具進行固定，再將另一段光纜的一端使用上方的夾具固定，另一端連接2.2n砝碼，繞下方固定的光纜一圈後放置於定滑輪上，放好的光纜樣品應與圖2一致。
設備啟動，進入人機界面操作屏10，私服電機狀態設定為運轉。進入參數設置，設定速度為10次/秒，斷線功能設定為斷線不停機，動作次數設定為10000次，返回顯示界面，計數全部清零，設定好後可進行設備操作，按動開啟按鈕設備正常運轉，經過27小時47分鐘後，完成10000次光纜之間的相互摩擦，取出兩端光纜，檢查光纜的護套是否有磨損的現象。