专利名称：输电铁塔紧固件的防松性能评估检测方法
技术领域：
本发明涉及一种紧固件的防松性能评估检测方法。
背景技术：
输电线路舞动是指在自然风载荷的激励条件下，输电导线所产生的一种低频、大幅值的振动，多发生在冬季，伴随着输电导线的偏心覆冰，且一般持续时间较长。近年来随着电网的不断发展和规模的扩大，输电线路舞动条次在呈增加趋势，发生范围较广，涵盖我国东北、华北、华中、华东以及华南多个省区。舞动事故的发生除引起线路电气绝缘击穿引起跳闸外，还可能引起断线、横担受损、倒塔等难以直接恢复的事故，给输电线路和电网的安全运行造成了极大威胁。通过对近年来全国几次大范围的舞动事故损坏情况统计，发现输电铁塔的紧固件松动脱落为杆塔损坏的主要特征之一，几乎在每次舞动引起的杆塔损坏现场均能发现大量 的紧固联接组件。通过对输电铁塔舞动过程中的载荷变化以及杆塔抗舞能力的分析研究表明螺栓松动是造成输电铁塔损坏和倒塔主要原因。一般情况下在舞动较为严重的地区，铁塔横担以上通常会使用各种形式的防松螺母来进行防松，这些形式各异的防松形式经济成本不一，防松效果差异也很大。在舞动事故调查现场甚至还发现一些用于防松的扣紧螺母在经过杆塔强烈的振动后，出现松退、脱落。目前还没有专门用于输电铁塔紧固件防松性能检测的试验方法，对杆塔紧固件的防松性能没有进行过检测考核。现有关于通用紧固件的防松性能考核，一般参考《GB10431-2002通用紧固件横向振动试验方法》所描述的方法。对于不同型号的螺栓选择不同大小的振幅、在固定振动频率12. 5Hz的试验条件下进行1500次的横向振动，通过剩余夹紧力与初始预紧力的百分比值来判断紧固件防松性能的好坏。GB10431所述的试验方法没有考虑到紧固件联接的使用条件及其使用过程中实际承受动态载荷的特点，也没有考虑到不同强度等级的紧固件联接具有机械强度与保证载荷也不相同等实际存在的客观因素限制。除此之外，输电铁塔紧固件防松性能的检测评估方法应能够在现有技术条件的支撑下具有可行性。

发明内容
本发明的目的在于提供一种输电杆塔紧固件的防松性能评估检测方法，使其能够在现有技术条件的支撑下具有可行性或得以实现，从而为输电铁塔的抗舞抗振设计提供基础数据和技术条件，用以指导、规范杆塔紧固件的生产制造、设计选型和现场施工。本发明的技术方案是
输电铁塔紧固件的防松性能评估检测方法，步骤一确认紧固件联接形式的产品参数特征，产品参数特征即螺栓的型号及机械强度；
步骤二 对不同应用场合的螺栓进行防松性能试验，步骤三防松性能最佳的安装工况测试，普通镀锌螺栓在保证载荷的O. 5^0. 7倍之间取值；
步骤四选择评估模式，评估模式I为进行3000次振动后的剩余夹紧力测试；评估模式2为紧固件松转即夹紧力完全丧失时的振动次数测试；要求从被试品中选取一组不低于10个的紧固组合件进行测试，试验时按照步骤三确定的最佳安装工况进行安装，同时记录安装扭矩和初始预紧力；
步骤五紧固件联接形式的主要防松性能评价指标为残余夹紧力或夹紧力跳跃度和振动次数或时间，残余夹紧力对应步骤四中的评估模式I;振动次数或时间对应步骤四 中的评估模式2 ；
防松性能评估模式I中，记录试件的夹紧力变化曲线，并计算得出紧固件联接的夹紧力跳跃度；以每组试件的平均残余夹紧力或平均振动次数作为紧固件联接形式的主要防松性能评价指标，以平均夹紧力跳跃度为防松性能稳定性的评价指标；
其中，夹紧力跳跃度是指振动试验过程中紧固件剩余夹紧力实时变化曲线上出现的波动，表征为一个振动周期内的夹紧力变化差值。所述步骤二中，对不同应用场合的螺栓进行防松性能试验，包括抗舞、抗振、抗冲击及其他共4种应用场合；
第I种应用场合用于抗舞的螺栓，振动频率设定为5Hz，采用正弦波形，荷载为^lOkN之间；
第2种应用场合用于抗振的螺栓，振动频率设定为12. 5Hz，采用正弦波形，荷载为3 5kN之间；
第3种应用场合用于抗冲击的螺栓，振动频率设定为不大于10Hz，采用冲击波形，荷载为10 20kN之间；
第4种应用场合用于其他场合的螺栓，根据实际应用过程中的受振载荷特点而定。本发明的有益效果是
本方法可以根据杆塔紧固件联接的应用场合及实际安装工况，对不同地区的杆塔、杆塔不同部位的紧固联接件设定与实际受振载荷一致或类似的试验工况进行防松性能评估试验，从而实现杆塔紧固件的优化选型以及提高杆塔防舞改造的有效性和适用性。


图I是本发明的流程图。
具体实施例方式如图I所示，本发明试验方法的实施，是基于“负载可调”的电力紧固件专用横向振动试验机。通过选择液压作动的方式和PLC控制测量技术，可以比较容易地实现试验力、位置、频率的设定、调节和实现，支持输出包括正弦波、方波、三角波、斜波以及外部输入波形在内的各种载荷。
如图I所示，评估方法的具体步骤
步骤一确认紧固件联接形式的产品参数特征，即螺栓的型号及机械强度。步骤二 对不同应用场合的螺栓进行分类试验，包括抗舞、抗振、抗冲击及其他共4种应用场合。第I种应用场合用于抗舞的螺栓进行试验机振动载荷调整，振动频率5Hz，正弦波形，荷载5 10kN之间(视紧固件的型号与强度而定)。第2种应用场合用于抗振的螺栓进行试验机振动载荷调整,振动频率12. 5Hz，正弦波形，荷载3飞kN之间(视紧固件的型号与强度而定)。第3种应用场合用于抗冲击的螺栓进行试验机振动载荷调整，振动频率不大于10Hz，冲击波形，荷载l(T20kN之间(视紧固件的型号与强度而定)。第4种应用场合用于其他场合的螺栓进行试验机振动载荷调整，根据实际应用过程中的受振载荷特点而定。步骤三防松性能最佳的安装工况测试，如无特殊要求，普通镀锌螺栓应在保证载 荷的O. 5、. 7倍之间取值。步骤四进行评估模式选择，共2种模式。评估模式I为进行3000次振动后的剩余夹紧力测试；评估模式2为紧固件松转(夹紧力完全丧失)的振动次数测试。要求从被试品中选取一组不低于10个的紧固组合件进行测试，试验时按照之前确定的最佳安装工况进行安装，同时记录安装扭矩和初始预紧力。步骤五紧固件联接形式的主要防松性能评价指标为残余夹紧力或夹紧力跳跃度(对应评估模式I)、振动次数或时间(对应评估模式2)。防松性能评估模式I中，记录试件的夹紧力变化曲线，并计算得出紧固件联接的夹紧力跳跃度；以每组试件的平均残余夹紧力(或‘平均振动次数’)作为紧固件联接形式的主要防松性能评价指标，以平均夹紧力跳跃度为防松性能稳定性的评价指标。夹紧力跳跃度的定义为振动试验过程中紧固件剩余夹紧力实时变化曲线上出现的波动，表征为一个振动周期内的夹紧力变化差值。
权利要求
1.输电铁塔紧固件的防松性能评估检测方法，其特征在于步骤一确认紧固件联接形式的产品参数特征，产品参数特征即螺栓的型号及机械强度； 步骤二 对不同应用场合的螺栓进行防松性能试验， 步骤三防松性能最佳的安装工况测试，普通镀锌螺栓在保证载荷的O. 5^0. 7倍之间取值； 步骤四选择评估模式，评估模式I为进行3000次振动后的剩余夹紧力测试；评估模式2为紧固件松转即夹紧力完全丧失时的振动次数测试；要求从被试品中选取一组不低于10个的紧固组合件进行测试，试验时按照步骤三确定的最佳安装工况进行安装，同时记录安装扭矩和初始预紧力； 步骤五紧固件联接形式的主要防松性能评价指标为残余夹紧力或夹紧力跳跃度和振动次数或时间，残余夹紧力对应步骤四中的评估模式I;振动次数或时间对应步骤四中的评估模式2 ； 防松性能评估模式I中，记录试件的夹紧力变化曲线，并计算得出紧固件联接的夹紧力跳跃度；以每组试件的平均残余夹紧力或平均振动次数作为紧固件联接形式的主要防松性能评价指标，以平均夹紧力跳跃度为防松性能稳定性的评价指标； 其中，夹紧力跳跃度是指振动试验过程中紧固件剩余夹紧力实时变化曲线上出现的波动，表征为一个振动周期内的夹紧力变化差值。
2.根据权利要求I所述的输电铁塔紧固件的防松性能评估检测方法，其特征在于所述步骤二中，对不同应用场合的螺栓进行防松性能试验，包括抗舞、抗振、抗冲击及其他共4种应用场合； 第I种应用场合用于抗舞的螺栓，振动频率设定为5Hz，采用正弦波形，荷载为^lOkN之间； 第2种应用场合用于抗振的螺栓，振动频率设定为12. 5Hz，采用正弦波形，荷载为3 5kN之间； 第3种应用场合用于抗冲击的螺栓，振动频率设定为不大于10Hz，采用冲击波形，荷载为10 20kN之间； 第4种应用场合用于其他场合的螺栓，根据实际应用过程中的受振载荷特点而定。
全文摘要
本发明公开了一种输电铁塔紧固件的防松性能评估检测方法，步骤一确认紧固件联接形式的产品参数特征，产品参数特征即螺栓的型号及机械强度；步骤二对不同应用场合的螺栓进行防松性能试验，步骤三防松性能最佳的安装工况测试，普通镀锌螺栓在保证载荷的0.5~0.7倍之间取值；本方法可以根据杆塔紧固件联接的应用场合及实际安装工况，对不同地区的杆塔、杆塔不同部位的紧固联接件设定与实际受振载荷一致或类似的试验工况进行防松性能评估试验，从而实现杆塔紧固件的优化选型以及提高杆塔防舞改造的有效性和适用性。
文档编号G01M7/02GK102879161SQ201210372928
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者杨晓辉, 任欢, 阎东, 寇晓适, 卢明, 庞锴, 杨威, 张博, 魏建林, 田战胜, 郑豫生 申请人:河南省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司