CN106706450A - 一种组合式落锤体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式落锤体，其设有自上而下布置的第二连接法兰(7)、压块紧固件(8)、配重块(5)、承物槽(3)、第一连接法兰(2)、冲头(1)，与承物槽(3)侧部相连的直线轴承滑块(4)，以及一根穿过压块紧固件(8)、配重块(5)后与承物槽(3)底部相连的螺杆(6)。本发明可通过调节配重块数量、改变冲头型号，实现不同重量、不同冲头形状的落锤体组合，可有效增加冲击能量并满足不同试验工况的要求；还可以保证自身在摩擦力较小的情况下沿着配套导轨垂直下落，以模拟自由落体运动。

Description

一种组合式落锤体

技术领域

本发明涉及一种落锤冲击装置，尤其涉及一种用于冲击的组合式落锤体。

背景技术

落锤冲击试验机是用于测定管件、板材或它形式结构的抗外冲击性能，其工作原理是将落锤体吊至指定高度后释放，落锤体自由落体并撞击试件，冲击能量主要取决于落锤体重量和自由落体高度。但落锤冲击试验机支架的高度往往受空间限制，不能设计的太高，而落锤体考虑到安装不能设计的太重，因此市面上落锤冲击试验机冲击能量多为300KJ，而且冲头形式比较单一、拆卸麻烦。但是对于汽车、船舶和桥梁等研究领域，冲击试验所需的冲击能量往往很大，试验工况也比较多样，对冲头的形状要求不一致，现有的落锤体往往很难满足这些要求；同时，市面上落锤冲击试验机的落锤在下落过程中摩擦力过大，或不能保证垂体直线下落。

因此，有必要设计一种可以方便调节质量、装卸并更换冲头的落锤体，同时可保证自身能够在摩擦力较小的前提下垂直下落以模拟自由落体运动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术的缺陷或改进需求，提供一种组合式落锤体，以有效增加冲击能量，满足不同试验工况的要求；同时减小落锤体与导轨间的摩擦力，并保证其能够垂直下落。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的组合式落锤体，其设有自上而下布置的第二连接法兰、压块紧固件、配重块、承物槽、第一连接法兰、冲头，与承物槽侧部相连的直线轴承滑块，以及一根穿过压块紧固件、配重块后与承物槽底部相连的螺杆。

所述的冲头，其通过第一连接法兰装在承物槽底部上。

所述的冲头，其采用圆形冲头或三角形冲头，或根据实际需要重新设计制造。

所述的第一连接法兰，开有用于方便冲头固定的槽口，和用于方便该法兰与承物槽底部通过高强螺栓连接的圆孔。

所述的承物槽，其上设有用于方便螺纹连接螺杆的开孔，和用于通过高强螺栓连接第一连接法兰的槽口。

所述的直线轴承滑块有两块，其分别通过高强螺栓固定在承物槽的两侧；该直线轴承滑块设有与落锤试验机的导轨相配合的半圆形凹面，且凹面上存在小滚珠以减小摩擦力力，使得落锤体模拟自由落体运动。

所述的直线轴承滑块，采用SBR50SA轴承滑块。

所述的配重块是一种中间开有圆孔的长方体，此圆孔直径略大于螺杆的直径，以方便配重块穿过螺杆放进承物槽内。

所述的螺杆，其顶部与第二连接法兰螺纹连接，其底部与承物槽中轴线处螺纹连接，其中间贯穿配重块和压块紧固件，将整个落锤体连成一体。

所述的第二连接法兰，其上面设有与电磁铁接触的圆形平面；电磁铁通电后会紧紧吸住第二连接法兰，使用卷扬机通过电磁铁将落锤体起吊到达指定位置后，将电磁铁电源切断，落锤体便会自由下落，撞击试件。

本发明与现有技术相比有以下主要的优点：

1.可通过调节配重块数量、改变冲头型号，实现不同重量、不同冲头形状的落锤体组合，可有效增加冲击能量并满足不同试验工况的要求；

2.可以保证自身在摩擦力较小的情况下沿着配套导轨垂直下落，以模拟自由落体运动。

附图说明

图1是本发明组合式落锤体的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明立体图。

图4是图1中承物槽立体图。

图5-图8是图1中冲头的结构示意图。

图9为落高为1m时落锤体撞击加筋板的加速度曲线图。

其中：1.冲头，2.第一连接法兰，3.承物槽，4.直线轴承滑块，5.配重块，6.螺杆，7.第二连接法兰，8.压块紧固件，9.高强螺栓。

具体实施方式

本发明提供的组合式落锤体，其主要由以下几个部分组成：配重块、承物槽、冲头、SBR50SA直线轴承滑块、连接法兰和其他紧固件。整个落锤体以承物槽为依托，配重块可逐个添加并自锁固定；整个锤体通法兰盘与电磁铁吸附牵引垂向起吊，并且通过相应直线轴承导向运动。其中，两个直线轴承滑块分别固定在承物槽两侧，半圆形凹面与落锤试验机的导轨相配合；可拆卸式冲头通过连接法兰固定在承物槽下端，用于撞击试件；用于连接落锤体和电磁铁的连接法兰与电磁铁接触，电磁铁通电后可以将整个落锤体吊起，断电后落锤体可自由下落。通过调节配重块数量、改变冲头型号，实现不同重量、不同冲头形状的落锤体组合，可改变冲击能量以满足不同试验工况的要求。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但不限定本发明。

本发明提供的组合式落锤体(简称落锤体)，其结构如图1和图2所示，设有自上而下布置的第二连接法兰7、压块紧固件8、配重块5、承物槽3、第一连接法兰2、冲头1，与承物槽3侧部通过高强螺栓9相连的直线轴承滑块4，以及一根穿过压块紧固件8、配重块5后与承物槽3底部相连的螺杆6。

所述冲头1通过第一连接法兰2装在承物槽3底部上。

所述冲头1型号可以根据实验所需要求进行改变，更换冲头1时，只需要将落锤体吊起后，拧松高强螺栓9，取下第一连接法兰2，更换冲头1后重新安装即可使用，简单方便。如图5至图8所示，本实施例给出了几种结构的冲头1，其包括不同直径的圆形冲头和三角形冲头，在此基础上可以根据实际需要重新设计冲头1的形状。

所述的第一连接法兰2开有槽口与圆孔，其中：槽口方便冲头1固定，圆孔方便该法兰与承物槽3底部通过高强螺栓9连接，这样可以将冲头1通过第一连接法兰2固定在承物槽3底部。

所述的承物槽3，其上有开孔与槽口，开孔方便螺纹连接螺杆6，槽口用于通过高强螺栓9连接第一连接法兰2。

所述直线轴承滑块4有两块，均采用SBR50SA轴承滑块，其分别通过高强螺栓9固定在承物槽3的两侧。该直线轴承滑块4设有与落锤试验机的导轨相配合的半圆形凹面，且凹面上存在小滚珠以减小摩擦力力，使得落锤体模拟自由落体运动。

所述配重块5是一种中间开有圆孔的长方体，此圆孔直径略大于螺杆6的直径。该配重块可穿过螺杆6放进承物槽3内。配重块5放置完毕后，将中间开孔的压块紧固件8旋进承物槽3，压在配重块5上方，压块紧固件8由于螺纹连接无法上下运动，可以限制配重块5的上下运动，确保落锤体在冲击后配重块5不会上下跳动，减少对数据准确性的影响。配重块5的重量有5kg-30kg不等，根据需要进行增减。试验前，根据试验要求，通过增加或减少配重块5的数量来改变落锤体自重，当落锤体在高度上无法满足所需冲击能量时，可以通过增加或减少配重块5的数量来提高或者降低冲击能量。

所述的螺杆6，其顶部与第二连接法兰7螺纹连接，其底部与承物槽3中轴线处螺纹连接，其中间贯穿配重块5和压块紧固件8，将整个落锤体连成一体。该螺杆的直径为30mm，或者依据实际情况而定。

所述的第二连接法兰7，用于连接落锤体和电磁铁。该第二连接法兰上面为圆形平面，可以与电磁铁接触。电磁铁通电后会紧紧吸住第二连接法兰，通过卷扬机可以将整个落锤体吊起，到达指定位置后，将电磁铁电源切断，落锤体便会自由下落，撞击试件。

所述的压块紧固件8，是一种通过螺杆6螺纹压紧配重块5的紧固件。

整个落锤体以承物槽3为基础，通过连接法兰和高强螺栓固定连接，其它部件可以很方便地安装和拆卸。

图9中：时间t＝0ms时为设备开始采集的时刻，0-50ms为实验人员收到指示断电电磁铁的反应时间，因此在0-50ms时加速度为0，之后加速度约为9m/s2，虽仍小于重力加速度，但已十分接近；在t＝500ms时落锤与试件接触，加速度急速增大并减小至0，碰撞结束。

本发明组合式落锤体，可改变落锤体的质量与冲头形状；同时，为减小摩擦并保证落锤体竖直滑落，巧妙运用SBR50SA直线轴承滑块：两直线轴承滑块分别固定在落锤体两侧，滑块上的滚珠可实现滚动摩擦，减小摩擦力。

本发明提供的组合式落锤体，其工作过程如下：

实验前须按照实验所需的冲击能量，计算好相应的落锤体质量与高度来选择配重块并决定落锤的初始高度：带孔配重块穿过Φ30螺杆叠放在承物槽内，用于调节落锤体质量；配重块上面可加设压块紧固件，防止落锤冲击试件后配重块弹跳；Φ30螺杆顶部与连接落锤体和电磁铁的连接法兰螺纹连接，底部与承物槽螺纹连接，将整个落锤体连成一体；连接落锤体和电磁铁的连接法兰与电磁铁接触，电磁铁通电后可将整个落锤体吊起；同时，按照实验所需要求选择用以撞击试件的冲头形状，可拆卸式冲头通过连接法兰固定在承物槽下端，连接法兰开有凹槽用于固定冲头，开有两排圆孔方便与高强螺栓连接；安装完毕后，使用卷扬机通过电磁铁将落锤体起吊至指定高度，其中，两个SBR50SA直线轴承滑块分别固定在配重块两侧，其外缘为半圆形凹面，与落锤试验机的导轨相配合，且凹面内的小滚珠可有效减小摩擦力，使得落锤体可模拟自由落体运动。断电后落锤体可自由下落撞击试件。

当落锤体在高度上无法满足所需冲击能量时，可以通过增加或减少配重块数量来增加或减小落锤体的质量，在落锤冲击试验机高度有限的情况下，有效地扩大了冲击能量的范围；当现有冲头形状无法满足实验要求时，可根据实际情况重新设计制造。综上所述，落锤体增加了落锤试验机在冲击能量与冲头形状方面的适用性。

Claims (10)

1.一种组合式落锤体，其特征是设有自上而下布置的第二连接法兰(7)、压块紧固件(8)、配重块(5)、承物槽(3)、第一连接法兰(2)、冲头(1)，与承物槽(3)侧部相连的直线轴承滑块(4)，以及一根穿过压块紧固件(8)、配重块(5)后与承物槽(3)底部相连的螺杆(6)。

2.根据权利要求1所述的组合式落锤体，其特征在于所述的冲头(1)，其通过第一连接法兰(2)装在承物槽(3)底部上。

3.根据权利要求2所述的组合式落锤体，其特征在于所述的冲头(1)，其采用圆形冲头或三角形冲头。

4.根据权利要求1所述的组合式落锤体，其特征在于所述的第一连接法兰(2)，开有用于方便冲头(1)固定的槽口，和用于方便该法兰与承物槽(3)底部通过高强螺栓(9)连接的圆孔。

5.根据权利要求1所述的组合式落锤体，其特征在于所述的承物槽(3)，其上设有用于方便螺纹连接螺杆(6)的开孔，和用于通过高强螺栓(9)连接第一连接法兰(2)的槽口。

6.根据权利要求1所述的组合式落锤体，其特征在于所述的直线轴承滑块(4)有两块，其分别通过高强螺栓(9)固定在承物槽(3)的两侧；该直线轴承滑块(4)设有与落锤试验机的导轨相配合的半圆形凹面，且凹面上存在小滚珠以减小摩擦力力，使得落锤体模拟自由落体运动。

7.根据权利要求6所述的组合式落锤体，其特征在于所述的直线轴承滑块(4)，采用SBR50SA轴承滑块。

8.根据权利要求1所述的组合式落锤体，其特征在于所述的配重块(5)是一种中间开有圆孔的长方体，此圆孔直径略大于螺杆(6)的直径，以方便配重块穿过螺杆(6)放进承物槽(3)内。

9.根据权利要求1所述的组合式落锤体，其特征在于所述的螺杆(6)，其顶部与第二连接法兰(7)螺纹连接，其底部与承物槽(3)中轴线处螺纹连接，其中间贯穿配重块(5)和压块紧固件(8)，将整个落锤体连成一体。

10.根据权利要求1所述的组合式落锤体，其特征在于所述的第二连接法兰(7)，其上面设有与电磁铁接触的圆形平面；电磁铁通电后会紧紧吸住第二连接法兰，使用卷扬机通过电磁铁将落锤体起吊到达指定位置后，将电磁铁电源切断，落锤体便会自由下落，撞击试件。