[实用新型]一种海缆摩擦系数试验机

说明书

本实用新型为一种海缆摩擦系数试验机，属于模拟试验机领域，针对现有摩擦系数试验机无法较为准确预测海缆的使用寿命的问题，采用技术方案如下：一种海缆摩擦系数试验机，包括机架以及驱动机构，机架上设有介质件，驱动机构包括伺服加载单元、第一牵引绳和第二牵引绳，第一牵引绳和第二牵引绳分别可拆卸式连接于待测试件，当第一牵引绳和第二牵引绳连接于待测试件，且伺服加载单元使待测试件往复移动时，待测试件被介质件磨损；当第一牵引绳或第二牵引绳连接于待测试件，且伺服加载单元带动使待测试件单向移动时，待测试件被介质件摩擦。伺服加载单元使待测试件被介质件摩擦和/或磨损，为预测海底电缆的使用寿命提供可靠性数据。

技术领域

本实用新型属于模拟试验机领域，特别涉及一种海缆摩擦系数试验机。

背景技术

海底电缆（简称海缆）是海洋工程中的重要构件，其敷设施工过程中对张力的控制要求是非常严格的，一旦张力超过海缆的允许值，则海缆将受到损坏，而如果张力太小，又会导致海缆打扭，影响海缆的使用寿命。在敷缆施工中最理想的是做到匀速敷缆，而匀速敷缆的条件是海缆的张力平衡，其中敷缆张紧系统弧形面与海缆之间的摩擦系数是影响张力平衡的重要因素。海缆大部分来自于施工中的机械损伤，尤其是在大深度海缆工程中，为验证海缆的使用寿命，有必要通过摩擦系数试验机模拟海缆在不同条件下的受力情况，而海缆的受力情况通过摩擦系数来反应。

目前我国市场上的摩擦系数试验机，基本上采用单一的摩擦系数试验形式，即测量测试材料和摩擦介质单次摩擦系数，而这种设备并不能反映施工过程中海缆因磨损引起的摩擦系数的变化，这就导致测试的结果与实际使用的情况有较大偏差，无法为预测海缆使用寿命提供可靠性数据。

实用新型内容

针对现有摩擦系数试验机不能模拟海缆的实际受力情况无法较为准确地预测海缆的使用寿命的问题，本实用新型提供一种海缆摩擦系数试验机，可模拟海缆磨损情况，与实际受力情况接近，为预测海底电缆的使用寿命提供可靠性数据。

本实用新型采用技术方案如下：一种海缆摩擦系数试验机，包括起支撑作用的机架以及连接在机架上的驱动机构，所述机架的上部设有用于与待测试件接触的介质件，所述驱动机构包括位于机架一侧并可沿机架上下移动的伺服加载单元，以及连接于伺服加载单元上下两端的第一牵引绳和第二牵引绳，所述第一牵引绳和第二牵引绳分别可拆卸式连接于待测试件的两端，当第一牵引绳和第二牵引绳连接于待测试件，且伺服加载单元带动第一牵引绳和第二牵引绳以使待测试件往复移动时，待测试件被介质件磨损；当第一牵引绳或第二牵引绳连接于待测试件，且伺服加载单元带动第一牵引绳或第二牵引绳以使待测试件单向移动时，待测试件被介质件摩擦。

这一设置中，伺服加载单元能够使待测试件被介质件摩擦和/或磨损，能够模拟出海底电缆在敷设过程中受到拖拽等条件下的摩擦、磨损情况，接近实际受力情况，为预测海底电缆的使用寿命提供可靠性数据。

进一步地，所述伺服加载单元包括起驱动作用的伺服电机、与伺服电机连接的滚珠丝杠副，以及与滚珠丝杠副螺接的加载梁，所述第一牵引绳连接在加载梁上端，第二牵引绳连接在加载梁的下端，所述伺服电机驱动滚珠丝杠副正反向转动，使加载梁沿滚珠丝杠副上下移动，以拉动第二牵引绳或第一牵引绳。这一设置中，滚珠丝杠副与加载梁螺接，能够控制加载梁平稳运动，也能够较为准确控制加载梁的移动位置和距离。

进一步地，所述第一牵引绳与加载梁的连接处或第二牵引绳与加载梁的连接处设有负荷传感器，用于检测并记录待测试件受到的摩擦力。摩擦系数与待测试件受到的摩擦力相关，加载梁施加在第一牵引绳、第二牵引绳上的力为牵引力，其与待测试件受到的摩擦力大小一致。

进一步地，所述伺服加载单元还包括底座和顶板，所述滚珠丝杠副两端分别通过轴承连接于底座和顶板，以降低摩擦损耗，所述伺服电机通过伺服减速机和同步带传动副连接滚珠丝杠副，用于驱动滚珠丝杠副正反向转动。伺服减速机和同步带传动副配合使用，可控制滚珠丝杠副转动速度，使滚珠丝杠副运动平稳。