CN102507086B - 土工试验压力测试标定机械加荷装置 - Google Patents

土工试验压力测试标定机械加荷装置 Download PDF

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本发明是一种土工试验压力测试标定机械加荷装置,龙门架的下部设有工作台,龙门架上横梁中心设有螺纹连接的吊接被测压力测量元件的接头,工作台中设有蜗轮蜗杆减速机构,蜗轮设有中心螺孔螺纹连接有与龙门架上横梁的接头上下对应的垂直升降齿杆,工作台设有与蜗杆平行、轴向滑动的、外端设有手轮的驱动主轴,驱动主轴设有增速主动齿轮和减速主动齿轮,蜗杆光轴段设有增速从动齿轮和减速从动齿轮。本压力测试标定机械装置由龙门架和工作台构成了完整的反力架,并且在工作台中设置了垂直力加压与减速增力驱动机构,能够使固定于龙门架接头与垂直升降齿杆之间的标准测力计和被测压力测量元件同时受力,观察两者读数进行比较,达到标定目的。

Description

土工试验压力测试标定机械加荷装置
技术领域
[0001] 本发明属于实验装置,尤其是涉及一种用于土工试验仪器测力器件测试标定的土工试验压力测试标定机械加荷装置。
背景技术
[0002] 土工试验的一个主要内容是对地基土的物理力学性质进行分析,通过不同的试验模型和试验仪器进行测试,并提供相关参数的一个基础性专业。
[0003] 固结、压缩、剪切、侧压系数(KO)和三轴剪切等常规力学试验都涉及对试件施加不同级差的轴向力,在使试样产生变形的同时进行全程记录,作为提供各种关系曲线和数据处理成果的依据。因此力(应力)和位移(应变)是每个试件进行力学试验不可缺少的试验参数,通常以一项试验参数的获取作为一个测量通道,例如测力通道、位移测量通道坐寸ο
[0004] 当前国内各大中型实验室的固结仪、直剪仪等均拥有1-2百甚至7-8百个所述通道,且常年连续工作在粉尘和浸水的环境中,因此有可能引起包括传感器在内的试验仪器性能的改变,该试验通道测量结果的真实准确性将无法保证,尤其是在该试验通道有关传感器或其它测量、加压部件已经出现故障的情况下,表面看试验通道仍在继续工作。
[0005] 当前的现实是,出现上述问题不能及时发现,发现问题又因为没有适用的设备而无法及时进行在线检测和标定。这种现象是当前土工试验数据自动采集处理自动化系统中急需解决的一个重要问题。
[0006]申请人至今尚未发现有科学适用、操作简单、可作为实验室常规检测设备,可以模拟各种土工试验仪器压力试验通道工作状态的加荷设备。
[0007] 公告号CN200952980的实用新型《用于结构实验的门式反力架》,由两侧立柱和跨接在两侧立柱之间的横梁构成门形框,立柱采用H型钢;其特征是横梁通过螺栓固定安装在立柱H型钢的翼缘板上;在立柱的翼缘板上,沿纵向设置多组用于调整横梁的不同安装高度的立柱螺栓孔,在横梁上,设置不同跨度位置上的多组横梁螺栓孔。
[0008] 上述实用新型是一种适用于建筑材料试验的门式反力架,反力架仅具有承载功倉泛。
[0009] 公告号CN2121687的实用新型‘便携式超高压压力标定机’公开了一种用于核准超高压压力测量系统的标准计量装置,其中加载部分包括一个机箱和内装的测压油腔、超高压造压器、油泵、高低压阀门和管路系统,所说的油泵是手动注油泵。
[0010] 上述实用新型存在液压系统结构较复杂且稳定性较差、手动注油泵难于精确控制而不适用于对土工试验仪器压力试验通道进行在线检测标定的实际需要。
发明内容
[0011] 本发明的目的是公开一种可以模拟各种土工试验仪器压力试验通道工作状态的土工试验压力测试标定机械加荷装置,是一种科学适用、操作简单可作为试验室常规设备、用于测力元件进行在线检测标定的加荷设备。
[0012] 本发明为实现上述目的采取以下技术方案:本压力测试标定加荷机械装置包括由两立柱、上横梁和下横梁构成的龙门架,特征是,龙门架的下部设有由台面、支撑台面四角的支柱和两侧支柱之间的连接板构成的工作台,所述龙门架两立柱分别穿过工作台台面相应过孔连接于下横梁,所述下横梁由底板和对称焊接于底板长轴方向的两槽钢构成,龙门架两立柱的底端由螺母固定于两槽钢之间的底板,下横梁两端分别与工作台两侧支柱之间的连接板焊接固定,所述龙门架的上横梁中心设有螺纹连接的吊接被测压力测量元件的接头,所述工作台中设有支撑并固定于下横梁两槽钢的减速箱,减速箱设有蜗轮蜗杆减速机构,蜗轮由其蜗轮轴支撑于上下对应的轴座,所述蜗轮设有中心螺孔,该中心螺孔螺纹连接有与龙门架上横梁的接头上下对应的垂直升降齿杆,垂直升降齿杆的上端设有顶面平板,蜗轮的上轴座设有与垂直升降齿杆轴向键槽滑动结合的导向键,所述工作台设有与蜗杆平行、轴向滑动的、外端设有手轮的驱动主轴,驱动主轴设有增速主动齿轮和减速主动齿轮,蜗杆光轴段设有增速从动齿轮和减速从动齿轮,轴向滑动的驱动主轴在一限定位置其增速主动齿轮与蜗杆光轴段的增速从动齿轮相啮合,轴向滑动的驱动主轴在另一限定位置其减速主动齿轮与蜗杆光轴段的减速从动齿轮相啮合。
[0013] 本发明还可以采取以下技术措施:
[0014] 所述龙门架上横梁螺纹连接的接头是吊接测力钢环的内螺纹接头或者是衔接微型触探仪的带凹口的内螺纹接头。
[0015] 所述蜗轮中心螺孔的螺纹是矩形螺纹。
[0016] 所述蜗轮的上蜗轮轴设有环形制动凹槽,环形制动凹槽中设有弹性的带内衬的制动带,支撑于工作台的、外端设有制动手轮的制动轴设有台肩和螺纹端部,制动带设有过孔的一端与制动轴台肩相接合,制动带设有螺孔的另一端与制动轴螺纹端部相接合,制动带两端之间的制动轴套装有压缩弹簧。
[0017] 所述制动轴设有止动器,该止动器由固定于制动轴的定位盘和固定于工作台的止动环构成,止动环内圆对称设有圆周分布的由弹簧支撑的滚珠,各滚珠与定位盘外缘对称设置的各凹窝凹凸接合。
[0018] 本发明的有益效果和优点在于:本压力测试标定机械加荷装置由龙门架和工作台构成了完整的反力架,并且在工作台中设置了垂直力加压与减速增力驱动机构,能够使固定于龙门架上横梁接头与垂直升降齿杆顶端之间的标准测力计和被测压力测量元件如测力环等同时受力,观察两者读数进行比较,以标准测力计读数为准,对被检测传感器(测力环)进行检测校正,达到标定目的。本压力测试标定机械加荷装置的制动机构可使垂直升降齿杆稳定停止在确定高度,按设定时间对被测压力测量元件进行稳定性测试。本发明具有体积与重量适中、便于移动、可靠近仪器模拟试验加荷状态对被检测通道进行在线检测和适用面广的突出优点。
附图说明
[0019] 附图1是实施例结构示意图。
[0020] 附图2是图1A向局部剖面示意图。
[0021] 附图3是图1实施例的垂直升降齿杆制动机构局部剖面示意图。
[0022] 附图4是图1实施例使用状态之一示意图。
[0023] 附图5是图1实施例使用状态之二示意图。
[0024] 图中标记:I上横梁,2接头,3立柱,4顶面平板,5垂直升降齿杆,5-1轴向键槽,6台面,7支柱,8手轮,9前撑板,10连接板,11底板,12槽钢,13侧撑板,14制动手轮,15减速箱,16下轴座,17蜗轮,17-1环形制动凹槽,18制动带,18-1螺母,19上轴座,20制动轴,20-1台肩,21蜗杆,22减速从动齿轮,23增速从动齿轮,24增速主动齿轮,25减速主动齿轮,26驱动主轴,27压缩弹簧,28定位盘,29止动环,29-1弹簧,29-2滚珠,30内撑板,31测力钢环,32测力传感器,33被测微型触探仪。
具体实施方式
[0025] 下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。
[0026] 如图1、2所示实施例,本压力测试标定机械加荷装置包括由两立柱3、上横梁I和下横梁构成的龙门架,龙门架的下部设有由台面6、支撑台面四角的支柱7和两侧支柱之间的连接板10构成的工作台。
[0027] 龙门架两立柱2分别穿过工作台台面6相应过孔连接于下横梁,下横梁由底板11和对称焊接于底板长轴方向的两槽钢12构成,龙门架两立柱3的底端由螺母固定于两槽钢之间的底板。由焊接为一体的底板和两槽钢构成的下横梁其两端分别与工作台两侧支柱7之间的连接板10焊接固定。
[0028] 龙门架的上横梁I中心设有螺纹连接的吊接压力测量元件的接头2,该接头分别是吊接测力钢环的内螺纹接头或者是衔接微型触探仪的带V型凹口的外螺纹接头,两种外螺纹接头都是现有土工测量仪器配置的常用接头。
[0029]图示的工作台中设有支撑并固定于下横梁两槽钢12的减速箱15,减速箱15设有蜗轮蜗杆减速机构,蜗轮17由其上下蜗轮轴支撑于上下对应的上轴座19和下轴座16,蜗杆21支撑于减速箱15。蜗轮17设有中心螺孔,该中心螺孔螺纹连接有与龙门架上横梁的接头上下对应的垂直升降齿杆5,垂直升降齿杆的上端设有顶面平板4,蜗轮的上轴座19设有与垂直升降齿杆轴向键槽5-1滑动结合的导向键(未示出)。实施例的蜗轮中心螺孔的螺纹是矩形螺纹。
[0030] 工作台的减速箱15 —侧和前撑板9支撑有与蜗杆21平行的、可以轴向滑动的、夕卜端设有手轮8的驱动主轴26,驱动主轴26设有增速主动齿轮24和减速主动齿轮25,蜗杆21的光轴段设有增速从动齿轮23和减速从动齿轮22。轴向滑动的驱动主轴26向里推并停止在一限定位置即图2所示位置时,其减速主动齿轮25与蜗杆光轴段的减速从动齿轮22相啮合,此时垂直升降齿杆5升降速度相对较慢,但出力值将增加,该状态的本压力测试标定机械装置适用于小应变大应力测力器件的检测标定,例如大量程测力钢环或大量程测力传感器(见附图4)。图4中,测力钢环31如果是被测原件,则测力传感器32是经标定的标准传感器。反之,测力钢环31如果是标准测力计(即经标定的测力钢环),则测力传感器32是被测原件。
[0031] 轴向滑动的驱动主轴26向外拉动并停止在一限定位置时其增速主动齿轮24与蜗杆21光轴段的增速从动齿轮23相啮合,此时垂直升降齿杆5可获得较快的升降速度,但出力值将下降,该状态的本压力测试标定机械装置适用于大应变小应力器件的检测标定,例如小量程高精度测力钢环和微型触探仪等量程小变形大的测力器件的检测标定(见附图5)。图5中,测力传感器32是经标定的标准传感器,微型触探仪33是被测原件。
[0032] 如图1、2、3所示,本发明的实施例其蜗轮17的上蜗轮轴设有环形制动凹槽17_1,环形制动凹槽中设有弹性的带内衬的制动带18,制动带的一端设置过孔,另一端设置螺孔,实施例的螺孔是焊接固定的螺母18-1。如图3所示,支撑于工作台侧撑板13和内撑板30的、外端设有制动手轮14的制动轴20设有台肩20-1和螺纹端部,设有过孔的一端制动轴台肩20-1与制动带18设置过孔的一端相接合,制动轴螺纹端与制动带设置螺母18-1的一端相接合,制动带18两端之间的制动轴套装有压缩弹簧27。
[0033] 如图3所示,制动轴20设有止动器,该止动器由固定于制动轴的定位盘28和固定于工作台侧撑板13的止动环29构成,止动环29内圆对称设有圆周分布的由弹簧29-1支撑的滚珠29-2,各滚珠与定位盘28外缘对称设置的各凹窝凹凸接合。本止动器尤其是在制动带为制动状态时可以避免制动轴松动而影响垂直升降齿杆5的稳定。

Claims (5)

1.一种压力测试标定机械加荷装置,包括由两立柱、上横梁和下横梁构成的龙门架,其特征在于:龙门架的下部设有由台面、支撑台面四角的支柱和两侧支柱之间的连接板构成的工作台,所述龙门架两立柱分别穿过工作台台面相应过孔连接于下横梁,所述下横梁由底板和对称焊接于底板长轴方向的两槽钢构成,龙门架两立柱的底端由螺母固定于两槽钢之间的底板,下横梁两端分别与工作台两侧支柱之间的连接板焊接固定,所述龙门架的上横梁中心设有螺纹连接的吊接被测压力测量元件的接头,所述工作台中设有支撑并固定于下横梁两槽钢的减速箱,减速箱设有蜗轮蜗杆减速机构,蜗轮由其蜗轮轴支撑于上下对应的轴座,所述蜗轮设有中心螺孔,该中心螺孔螺纹连接有与龙门架上横梁的接头上下对应的垂直升降齿杆,垂直升降齿杆的上端设有顶面平板,蜗轮的上轴座设有与垂直升降齿杆轴向键槽滑动结合的导向键,所述工作台设有与蜗杆平行、轴向滑动的、外端设有手轮的驱动主轴,驱动主轴设有增速主动齿轮和减速主动齿轮,蜗杆光轴段设有增速从动齿轮和减速从动齿轮,轴向滑动的驱动主轴在一限定位置其增速主动齿轮与蜗杆光轴段的增速从动齿轮相啮合,轴向滑动的驱动主轴在另一限定位置其减速主动齿轮与蜗杆光轴段的减速从动齿轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的压力测试标定机械加荷装置,其特征在于:所述龙门架上横梁螺纹连接的接头是吊接测力钢环的内螺纹接头或者是衔接微型触探仪的带凹口的内螺纹接头。
3.根据权利要求1所述的压力测试标定机械加荷装置,其特征在于:所述蜗轮中心螺孔的螺纹是矩形螺纹。
4.根据权利要求1所述的压力测试标定机械加荷装置,其特征在于:所述蜗轮的上蜗轮轴设有环形制动凹槽,环形制动凹槽中设有弹性的带内衬的制动带,支撑于工作台的、夕卜端设有制动手轮的制动轴设有台肩和螺纹端部,制动带设有过孔的一端与制动轴台肩相接合,制动带设有螺孔的另一端与制动轴螺纹端部相接合,制动带两端之间的制动轴套装有压缩弹簧。
5.根据权利要求4所述的压力测试标定机械加荷装置,其特征在于:所述制动轴设有止动器,该止动器由固定于制动轴的定位盘和固定于工作台的止动环构成,止动环内圆对称设有圆周分布的由弹簧支撑的滚珠,各滚珠与定位盘外缘对称设置的各凹窝凹凸接合。
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