УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЯ
UNIT FOR TESTING A CABLE

Изобретение относится к испытательной технике, а более конкретно -к устройствам для испытания гибкого кабеля на эксплуатационные нагрузки, и может быть использовано для испытания на изгибы, перегибы, кручение и натяжение силового кабеля, предназначенного для питания шахтного оборудования и машин, преимущественно самоходных вагонов, очистных и проходческих комбайнов.
Известен стенд для испытания механической прочности гибких кабелей (ГОСТ IEC 60227-2-2012. Часть 2. Методы испытаний. П. 3.1 Испытание на гибкость. Рисунок 1). Стенд содержит каретку, систему управления движением каретки и четыре металлических ролика для каждого типоразмера кабеля, подлежащего испытанию. Два ролика из четырех выполнены одинакового размера и установлены на каретке. Другие два ролика установлены неподвижно на концах стенда и могут иметь диаметр, отличный от диаметра роликов, установленных на каретке. Ролики имеют канавку: полукруглую для круглых кабелей или прямоугольную -для плоских кабелей. Все четыре ролика установлены таким образом, чтобы кабель находился между ними в горизонтальном положении. Каретка совершает цикличное (возвратно-поступательное) движение. Натяжение кабеля создается с помощью грузов и удерживающих зажимов, расположенных с обоих концов стенда. Управление кареткой производится плавно и без рывков. Конструкция стенда фиксирует повреждения, полученные в процессе испытаний, и прекращает испытания при прерывании тока, коротком замыкании между жилами или между образцом и роликами. Однако указанная конструкция стенда не позволяет оценить влияние перегибов, изгибов и скручиваний, возникающих при эксплуатации силового кабеля.
Известен стенд для проверки стойкости к многократному перегибу кабелей, проводов и шнуров, предназначенных для подключения подвижных электрических установок (ГОСТ 12182.1-80. Кабели, провода и шнуры. Методы проверки стойкости к многократному перегибу через систему роликов). Стенд содержит каретку со сменными роликами, механизм, обеспечивающий возвратно-поступательное движение каретки на участке длиной не менее 1 м со скоростью (0,35±0,05) м/с, натяжное устройство или набор грузов и зажимов, которые ограничивают перемещение образца. Сменные ролики лежат в одной плоскости, а их оси параллельны между собой и осью натяжного и приводного роликов. Испытания заключаются в перемещении роликов по образцу при движении каретки из крайнего исходного положения сначала в одном направлении, а затем - в противоположном направлении при заданном натяжении. Системой роликов задается схема деформирования образца и число перегибов. Стенд позволяет проводить испытания на механическую прочность кабеля, выявить в процессе испытания повреждения оболочки, изоляции, экрана и других элементов конструкции кабеля. Однако указанная конструкция стенда, как и стенд по ГОСТ IEC 60227-2-2012, не позволяет оценить механическую прочность кабеля при разных формах перегибов, изгибов, скручиваний и растяжений, возникающих при работе шахтных кабелей для питания самоходных вагонов, очистных и проходческих комбайнов.
Известно устройство для испытания кабелей на многократные перегибы по авт.св. СССР на изобретение №1430812, МПК G01N 3/20, опубл. 15.10.88, которое принято за прототип заявляемой установки. Устройство по прототипу содержит основание, на котором закреплены направляющие с установленной на них кареткой, кинематически связанной с тяговым приводом возвратно-поступательного перемещения, два кронштейна (опоры), установленных на основании с двух противоположных сторон каретки, причем один из них - непосредственно на основании, а другой - через направляющие. Привод возвратно-поступательного перемещения каретки выполнен в виде зубчатого сектора, связанного через жестко закрепленное на валу зубчатое колесо с тяговым колесом. Последнее при помощи удлинителя, охватывающего тяговое колесо и ролики, закрепленные на опорах, связано с кареткой. Для крепления концов каната служат зажимы. Один зажим, пассивный, закреплен на опоре, смонтированной на основании. Второй зажим, активный, установлен на направляющих и связан через динамометр с натяжным механизмом. На каретке установлен узел перегиба. Узел перегиба выполнен в виде двух блоков. Каждый блок содержит одинаковое количество сменных роликов с канавками, установленных с возможностью вращения на каретке. Ролики в каждом блоке установлены параллельно и соосно, а их оси расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси натяжного механизма. Ролики разных блоков установлены под заданным углом друг к другу. При перемещении каретки кабель последовательно изгибается по всей длине вокруг роликов обоих блоков, не подвергаясь деформации закручивания при переходе с ролика на ролик. Установка роликов разных блоков под углом друг к другу при соосности роликов в каждом блоке обеспечивает увеличение угла охвата роликов испытуемым кабелем. Устройство по прототипу не позволяет получить достоверные результаты для силовых кабелей, используемых для питания самоходных вагонов, очистных и проходческих комбайнов, которые при эксплуатации подвержены многократным изгибам разной формы, растягивающим усилиям, натяжениям и закручиваниям.
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в том, чтобы максимально приблизить условия испытания кабеля для питания шахтного оборудования и машин к условиям его эксплуатации и тем самым повысить достоверность результатов при проведении испытаний.
В процессе испытаний заявляемая установка обеспечивает возвратно-поступательное перемещение кабеля путем его волочения и обеспечивает в результате такого перемещения натяжение кабеля под действием растягивающей нагрузки, а также перегибы, закручивания и изгибы с разной формой петли.
Указанный технический результат, обеспечивающий решение поставленной проблемы, достигается следующим образом.
Заявляемая установка, как и устройство по прототипу, содержит направляющие, закрепленные на основании, каретку, установленную на направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения, тяговый привод для перемещения каретки, две опоры, установленные с двух противоположных сторон каретки, и средства для крепления концов кабеля, причем одного из них - на опоре.
В отличие от прототипа для перемещения каретки использован двух-ручьевой канатный привод, состоящий из каната, закрепленного на шкивах соединенных с электромеханическим приводом на одной из опор и поворотного ролика, установленного на второй опоре.
Каретка закреплена на канате. Отличием является также то, что средства для крепления второго конца кабеля смонтированы непосредственно на каретке.
В одном из частных случаев для связи конца кабеля, закрепленного на опоре, с кареткой дополнительно установлен блок натяжения кабеля, выполненный в виде двух последовательных роликов, соединенных с управляемым пневмоцилиндром.
Для размещения испытуемого кабеля установка, в другом частном случае выполнения, дополнительно может включать траковый кабелеукладчик, уложенный на основании и одним концом закрепленный на одной из опор, а другим - на каретке.
Каретка свободно перемещается по канату до заданного положения и возвращается в исходное положение. Во время перемещения каретки с закрепленным концом кабеля, кабель подвергается волочению. В процессе волочения он изгибается в произвольной форме, подвергается кручению с
образованием разной формы петли, например в виде 00 или S-образной,
натягивается и растягивается. Такие условия испытания имитируют реальные условия эксплуатации и позволяют с высокой степенью достоверности оценить механическую прочность кабеля и выявить дефекты, возникающие при эксплуатации.
Совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемую в качестве изобретения установку, не выявлена из уровня техники, что подтверждает новизну изобретения.
Несмотря на свою простоту, изобретение явным образом не следует из уровня техники. В уровне техники не обнаружено информации об испытательных установках кабеля, в которых закрепление конца кабеля было бы непосредственно на перемещаемой каретке. Отсутствуют также сведения о техническом результате при испытании кабеля, который обеспечивается заявляемым изобретением, и заключается в волочении и образовании в процессе волочения кабеля разных форм изгибов, перекручиваний, натяжений и растяжений. Вышесказанное подтверждает соответствие изобретения условию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид установки с блоком натяжения кабеля.
На фиг. 2 - общий вид установки с траковым кабелеукладчиком.
Установка (фиг. 1) содержит каретку 1, установленную на направляющих 2, выполненных в виде рельсов. Для закрепления конца кабеля 3 на каретке 1 служат три горизонтально расположенных неподвижных ролика. Для перемещения каретки 1 служит двухручьевой канат 4. Концы каната 4 закреплены на шкивах соединенных с электромеханическим приводом 5, установленным на опоре 6. Поворотный ролик для каната 4 закреплен на опоре 7. Каретка 1 снабжена вращающимися роликами для перемещения по направляющим рельсам. На опоре 7 закреплен второй конец кабеля 3. Установка содержит блок натяжения 8 (фиг. 1) Блок натяжения 8 содержит два последовательно соединенных ролика 9, 10. Ролик 10 соединен с управляемым пневмоцилиндром 11. В этом случае (фиг. 1) конец кабеля 3 закрепляется на опоре 7 через блок натяжения 8. Кабель 3 может быть уложен в траковый кабелеукладчик 12 (фиг. 2), одним концом закрепленный на одной из о ор, например 6, а другим - на каретке 1.
Установка работает следующим образом.
Один конец кабеля 3 закрепляют на каретке 1, другой - на опоре 7 (фиг. 1) через блок натяжения 8, пропуская кабель 3 между роликами 9, 10.
Включают привод 5, и каретка 1 с закрепленным образцом кабеля 3 начинает совершать возвратно-поступательные перемещения по рельсам 2 до заранее заданного положения. При волочении кабеля 3 возникают изгибы и перекручивания с образованием разной формы петли и последующим воспроизведением растягивающей нагрузки при включении в определенный момент блока натяжения 8. Цикл испытаний повторяется. В результате испытаний выявляются возможные дефекты и недостатки конструкции кабеля, возникающие при его эксплуатации. При наличии тракового кабелеукладчика 12 (фиг. 2) один его конец закрепляют на опоре 6, второй - на каретке 1. Кабелеукладчик 12 свободно лежит на основании.
Установка работает аналогично описанному выше и обеспечивает в каждом цикле испытаний возвратно-поступательное перемещение каретки 1 с траковым кабелеукладчиком 12, в который уложен кабель 3. При перемещении каретки 1 образуется петля кабелеукладчика, а, когда каретка 1 доходит до крайнего положения, траковый кабелеукладчик 12 распрямляется, перевертывается из одного направления в другое. При движении в обратном направлении траковый кабелеукладчик 12 опять закладывается в петлю и протягивается до первоначального исходного положения. Тем самым имитируются условия эксплуатации шахтных кабелей при питании очистных и проходческих комбайнов, создавая деформацию (изгибы) кабеля в процессе волочения. В процессе испытаний также выявляются возможные дефекты и недостатки конструкции кабеля, уложенного в кабелеукладчик, его механическая прочность.