CN106840924A - 一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪 - Google Patents

Abstract

一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，包括：支撑系统、大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统、检测系统和供电系统，大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统和检测系统分别连接于供电系统，移动系统能够移动的固定在支撑系统上，大颗粒推移质模拟系统固定在移动系统上，大颗粒推移质模拟系统、检测系统和移动系统分别连接于控制系统，大颗粒推移质模拟系统连接于检测系统；大颗粒推移质模拟系统包括测试锤、套筒、转动盘、调速装置和第一电机，测试锤能够移动的固定在套筒内，套筒固定在转动盘上，转动盘通过调速装置连接于第一电机，检测系统包括计数传感器和速度传感器，计数传感器和速度传感器固定在测试锤上。

Description

一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪

技术领域

本发明涉及建筑材料性能测试技术领域，具体涉及一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪。

背景技术

近年来，随着我国水电站运行时间的增加，水工建筑物均出现不同程度的磨损，需要进行修复，作为主要修复材料的环氧树脂砂浆配比不断改进、优化，抗冲击性能大幅提高。传统的材料抗冲击测试仪器大多是利用一定质量重锤自由落体运动产生的冲击力进行测试，其中常用的一种是结构简单，操作便捷，能够自动连续进行试验的测试仪器，该仪器利用电动机作为动力，通过传动结构带动吊绳将重锤拉升至同一固定高度位置，然后重锤完成自由落体运动对材料进行冲击。然而，此种装置需要利用重锤的自由落体运动进行冲击试验，重锤质量和冲击速度有一定限制，被测试材料需要制成标准尺寸的试块，如边长100mm或150mm的立方体等，对于拦河坝式水电站的泄水建筑物，坝前没有沉砂池，在泄水时期，上游大量的大粒径推移质随水流高速运动，如映秀湾、上马相迪等国内外水电站，根据现场效果检验，现有仪器不能有效的模拟现场冲击。还有一种自动化的测试仪器，其原理是在上述结构基础上进行了自动化操作改装，冲击速度有一定程度提升，但是这种类型的测试仪器只能模拟尺寸较小的推移质对材料表面垂直方向的冲击试验，不能有效的测试具有一定角度的大颗粒推移质对材料的冲击性能。

例如，申请号为200910089867.8的中国发明专利申请公开了一种高性能材料抗冲击性能测试仪器。该测试仪器包括重锤和重锤提升装置，所述重锤提升装置包括动力结构、拨杆和摇臂，拨杆连接在动力结构上，拨杆能够通过动力结构转动，摇臂设置在转轴上，摇臂的第一端与拨杆的外端部相向并平行时呈交错接触状态并且摇臂的第一端位于拨杆的下部，摇臂的第二端通过吊绳连接重锤，该测试仪器还包括限定摇臂旋转范围的限挡件。本发明提供的高性能材料抗冲击性能测试仪器结构简单，操作便捷，能够自动完成连续的冲击测试。

该专利通过采用重锤下落冲击材料而达到对材料进行检测的目的，但是，采用如上方案，采集测试冲击的数据较为单一，操作控制自动化程度低。

现有技术中的测试仪器存在上述缺陷，难以适应当材料测试技术领域的发展趋势和实际需要。为了克服上述现有技术中存在的诸多缺陷，本发明人结合多年科研与实际施工工作经验，提出一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟高速水流中大颗粒推移质对材料冲击的抗冲击测试仪器，利用固定在一定直径圆周上的钢球以不同速度做圆周运动时所产生的离心力和钢球重力来模拟不同质量大颗粒推移质对材料的冲击。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，包括：支撑系统、大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统、检测系统和供电系统，大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统和检测系统分别连接于供电系统，移动系统能够移动的固定在支撑系统上，大颗粒推移质模拟系统固定在移动系统上，大颗粒推移质模拟系统、检测系统和移动系统分别连接于控制系统，大颗粒推移质模拟系统连接于检测系统；大颗粒推移质模拟系统包括测试锤、套筒、转动盘、调速装置和第一电机，测试锤能够移动的固定在套筒内，套筒固定在转动盘上，转动盘通过调速装置连接于第一电机，检测系统包括计数传感器和速度传感器，计数传感器和速度传感器固定在测试锤上。

优选地，第一电机为伺服电机或步进电机。

进一步地，沿转动盘圆周均匀阵列固定有2-8个套筒和套筒中的测试锤。

进一步地，大颗粒推移质模拟系统还包括联轴器，第一电机通过联轴器连接于转动盘。

进一步地，移动系统包括横向移动系统和竖向移动系统，横向移动系统包括第二电机，横向丝杠和横向丝杠母座，第二电机固定在竖向移动系统上，第二电机通过横向丝杠连接于横向丝杠母座，横向丝杠固定在竖向移动系统上，大颗粒推移质模拟系统固定在横向丝杠母座上，竖向移动系统包括直线电机和升降架，直线电机控制升降架上下移动，直线电机固定在支撑系统上，升降架固定在直线电机的移动滑块上，直线电机连接于控制系统。

进一步地，支撑系统包括支撑架和行走装置，行走装置设置在支撑架的底部，移动系统能够移动的固定在支撑架上。

优选地，大颗粒推移质模拟系统还包括防护罩，防护罩固定在第一电机上并能够对测试锤进行防护。

优选地，转动盘上沿转动盘圆周均匀阵列固定有4个套筒和套筒中的测试锤。

优选地，行走装置包括4个行走轮，4个行走轮固定在支撑架下部的四个角的位置。

优选地，测试锤为球体结构，其材质为不锈钢。

与现有技术相比，本发明的优越效果在于：

1、本发明所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，通过配合设置支撑系统、大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统、检测系统和供电系统，使本发明中的自动化程度高，数据采集准确，系统稳定性好。

2、本发明所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，通过测试锤和套筒的配合设置，使本发明中测试仪的模拟程度高。

3、本发明所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，通过横向移动系统和竖向移动系统，使本发明中测试仪方便调节测试位置。

附图说明

图1为本发明所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪的结构示意图。

附图标记如下：

1-测试锤、2-套筒、3-转动盘、4-调速装置、5-第一电机、6-联轴器、7-第二电机、8-横向丝杠、9-横向丝杠母座、10-直线电机、11-升降架、12-支撑架、13-行走装置、14-防护罩、15-行走轮。

具体实施方式

如附图1所示，一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，包括：支撑系统、大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统、检测系统和供电系统，大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统和检测系统分别连接于供电系统，移动系统能够移动的固定在支撑系统上，大颗粒推移质模拟系统固定在移动系统上，大颗粒推移质模拟系统、检测系统和移动系统分别连接于控制系统，大颗粒推移质模拟系统连接于检测系统；大颗粒推移质模拟系统包括测试锤1、套筒2、转动盘3、调速装置4和第一电机5，测试锤1能够移动的固定在套筒2内，套筒2固定在转动盘3上，转动盘3通过调速装置4连接于第一电机5，检测系统包括计数传感器和速度传感器，计数传感器和速度传感器固定在测试锤1上。

应用上述测试仪进行测试时，将被测试材料制成边长为400mm，厚度至少为100mm的正方形板，测试材料被测表面中心与转动盘3正对，测试锤1不与被测试材料表面接触，当第一电机5带动转动盘3转动时，测试锤1靠离心力部分突出套筒2冲击测试材料被测表面。

通过传感器记录需要采集的数据，再将数据发送至控制系统。

第一电机5为伺服电机或步进电机。

控制系统连接于伺服电机或步进电机，这有利于调整测试时间和测试速度。

沿转动盘3圆周均匀阵列固定有2-8个套筒2和套筒2中的测试锤1。

大颗粒推移质模拟系统还包括联轴器6，第一电机5通过联轴器6连接于转动盘3。

移动系统包括横向移动系统和竖向移动系统，横向移动系统包括第二电机7，横向丝杠8和横向丝杠母座9，第二电机7固定在竖向移动系统上，第二电机7通过横向丝杠8连接于横向丝杠母座9，横向丝杠8固定在竖向移动系统上，大颗粒推移质模拟系统固定在横向丝杠母座9上，竖向移动系统包括直线电机10和升降架11，直线电机10控制升降架11上下移动，直线电机10固定在支撑系统上，升降架11固定在直线电机10的移动滑块上，直线电机10连接于控制系统。

支撑系统包括支撑架12和行走装置13，行走装置13设置在支撑架12的底部，移动系统能够移动的固定在支撑架12上。

大颗粒推移质模拟系统还包括防护罩14，防护罩14固定在第一电机5上并能够对测试锤1进行防护。

转动盘3上沿转动盘3圆周均匀阵列固定有4个套筒2和套筒2中的测试锤1。

行走装置13包括4个行走轮15，4个行走轮15固定在支撑架12下部的四个角的位置。

为了防止在测试过程中测试仪出现晃动，可以在行走轮15包覆减震垫，同时，在行走轮15上设置刹车装置。

测试锤1为球体结构，其材质为不锈钢。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，包括：支撑系统、大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统、检测系统和供电系统，大颗粒推移质模拟系统、移动系统、控制系统和检测系统分别连接于供电系统，移动系统能够移动的固定在支撑系统上，大颗粒推移质模拟系统固定在移动系统上，大颗粒推移质模拟系统、检测系统和移动系统分别连接于控制系统，大颗粒推移质模拟系统连接于检测系统；其特征在于，大颗粒推移质模拟系统包括测试锤、套筒、转动盘、调速装置和第一电机，测试锤能够移动的固定在套筒内，套筒固定在转动盘上，转动盘通过调速装置连接于第一电机，检测系统包括计数传感器和速度传感器，计数传感器和速度传感器固定在测试锤上。

2.根据权利要求1所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，第一电机为伺服电机或步进电机。

3.根据权利要求1所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，沿转动盘圆周均匀阵列固定有2-8个套筒和套筒中的测试锤。

4.根据权利要求1所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，大颗粒推移质模拟系统还包括联轴器，第一电机通过联轴器连接于转动盘。

5.根据权利要求1所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，移动系统包括横向移动系统和竖向移动系统，横向移动系统包括第二电机，横向丝杠和横向丝杠母座，第二电机固定在竖向移动系统上，第二电机通过横向丝杠连接于横向丝杠母座，横向丝杠固定在竖向移动系统上，大颗粒推移质模拟系统固定在横向丝杠母座上，竖向移动系统包括直线电机和升降架，直线电机控制升降架上下移动，直线电机固定在支撑系统上，升降架固定在直线电机的移动滑块上，直线电机连接于控制系统。

6.根据权利要求1所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，支撑系统包括支撑架和行走装置，行走装置设置在支撑架的底部，移动系统能够移动的固定在支撑架上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，大颗粒推移质模拟系统还包括防护罩，防护罩固定在第一电机上并能够对测试锤进行防护。

8.根据权利要求3所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，转动盘上沿转动盘圆周均匀阵列固定有4个套筒和套筒中的测试锤。

9.根据权利要求6所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，行走装置包括4个行走轮，4个行走轮固定在支撑架下部的四个角的位置。

10.根据权利要求1或8所述的模拟大颗粒推移质冲击的抗冲击性能测试仪，其特征在于，测试锤为球体结构，其材质为不锈钢。