CN108663274A - 一种千斤顶用三轴动静态试验机以及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种千斤顶用三轴动静态试验机以及试验方法，包括：机架；第一力加载机构，固定并设于机架的顶端，所述第一力加载机构竖直向下加载力，第一力加载机构包括第一位移传感器；第二力加载机构，固定并设于机架的第一侧面，第二力加载机构包括第二位移传感器；第三力加载机构，固定并设于机架的第二侧面，第三力加载机构包括第三位移传感器；所述第一侧面与第二侧面成90°夹角；驱动装置，设于千斤顶的一侧；控制器，连接第一力加载机构、第一位移传感器、第二力加载机构、第二位移传感器、第三力加载机构、第三位移传感器和驱动装置。本申请设计科学合理，可以真实的模拟汽车在顶升时所受的各个方向的受力情况，准确的检测千斤顶的性能。
Description
技术领域
本申请属于千斤顶检测设备领域，尤其涉及一种千斤顶用三轴动静态试验机以及试验方法。
背景技术
千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的最简单的起重设备，用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。分机械式和液压式两种，千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。
千斤顶生产后，会对千斤顶进行性能检测，传统千斤顶耐久试验机均采用Z轴垂直加载的方式通过电机旋转及气缸上下实现千斤顶的耐久试验，这种试验方式不能真实的反应汽车在顶升过程中对千斤顶的施压情况从而不能更准确的检测千斤顶的性能。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本申请提供了一种千斤顶用三轴动静态试验机以及试验方法，设计科学合理，可以真实的模拟汽车在顶升时所受的各个方向的受力情况，准确的检测千斤顶的性能。
(二)技术方案
本申请提供了一种千斤顶用三轴动静态试验机，包括：
机架；
第一力加载机构，固定并设于机架的顶端，所述第一力加载机构竖直向下加载力，所述第一力加载机构包括第一位移传感器；
第二力加载机构，固定并设于机架的第一侧面，所述第二力加载机构包括第二位移传感器；
第三力加载机构，固定并设于机架的第二侧面，所述第三力加载机构包括第三位移传感器；所述第一侧面与第二侧面成90°夹角；
驱动装置，设于千斤顶的一侧；
控制器，连接第一力加载机构、第一位移传感器、第二力加载机构、第二位移传感器、第三力加载机构、第三位移传感器和驱动装置。
显示器，包括显示屏和按钮，连接所述控制器。
在本申请的一些实施例中，所述机架包括：
底座；
垂直设立在底座上的的若干支撑柱；
固定在所述支撑柱上下两端的第一横梁板以及第二横梁板；
所述第一力加载机构贯穿于所述第一横梁板；
在本申请的一些实施例中，所述第一力加载机构包括：
第一加载部件；
第一位移传感器，设于所述第一加载部件的顶端；
第一加载万向机构，设于所述第一加载部件的底端；
第一导向杆，呈L结构设于所述第一加载部件的底端外侧；
在本申请的一些实施例中，所述第二力加载机构包括：
第二加载部件；
第二位移传感器，设于所述第二加载部件的一端；
第一固定板；设于所述第二加载部件的另一端；
第一水平转轴，设于所述第一固定板的右侧；
第二万向加载机构，设于所述第一水平转轴的右侧；
第二导向杆，间隔设于所述第二加载部件的左端。
在本申请的一些实施例中，所述第三力加载机构包括：
第三加载部件；
第三位移传感器，设于所述第三加载部件的一端；
第二固定板；设于所述第三加载部件的另一端；
第二水平转轴，设于所述第二固定板的右侧；
第二万向加载机构，设于所述第一水平转轴的右侧；
第二导向杆，间隔设于所述第二加载部件的左端。
在本申请的一些实施例中，所述千斤顶底端设有平衡机构。
在本申请的一些实施例中，所述平衡机构底端设有压力传感器。
在本申请的一些实施例中，所述驱动装置设于千斤顶丝杆旋转口的一侧。
在本申请的一些实施例中，所述驱动装置包括：
电机减速机；
扭矩传感器，设于所述电机减速机输出轴的一端；
自由伸缩杆，连接所述扭矩传感器；
第一万向节，设于所述自由伸缩杆与所述扭矩传感器之间；
第二万向节，设于所述自由伸缩杆与所述千斤顶的螺杆之间。
在本申请的一些实施例中，所述扭矩传感器底端设有传感器支架，所述传感器支架的一端设有电机减速机支架，所述电机减速机设于所述电机减速机支架上。
一种千斤顶用三轴动静态试验机的试验方法，具体试验方法如下：
S1：动载试验；在千斤顶升降的过程中，通过第一力加载机构向千斤顶施加恒定的载荷，千斤顶从最低升到最高，在这过程中检测千斤顶有无变形或者顶不起的情况，第一力加载机构对千斤顶施加额定的负载，该负载保持不变，电机减速机旋转，检验千斤顶的起重能力，此时扭矩传感器采集扭矩曲线；
S2：静载试验：通过第一力加载机构对千斤顶上施加一定的载荷，静止状态通常压1-3小时，检查千斤顶有无变形或压坏，同时记录力-变形曲线。
S3：静过载试验：将千斤顶升到最高位置、中间位置以及设定位置，在千斤顶上压150％额定的标称重量，静止状态通常压10-50分钟，检查千斤顶有无变形或压坏，同时记录力-变形曲线。
S4：抗侧向力试验：对千斤顶施加第一力加载机构的试验力，当施加到一定载荷，第二力加载机构以及第三力加载机构进行有限的位移变化，模拟实际工况，检测千斤顶有无变形或者顶不起的情况。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本申请至少具有以下有益效果其中之一：
(1)本申请提供的千斤顶用三轴动静态试验机，设计科学合理，可以真实的模拟汽车在顶升时所受的各个方向的受力情况，准确的检测千斤顶的性能。
(2)本申请提供的千斤顶用三轴动静态试验机，设有第一力加载机构，第二力加载机构和第三力加载机构，当第一力加载机构对千斤顶施加载荷时，垂向施加力点会沿着侧向力的方向自由品议，每一个施加的力度是独立的，不受其他方向力的耦合，可以更真实的检测千斤顶是都变形或者损坏。
(3)本申请提供的千斤顶用三轴动静态试验机，设有扭矩传感器，用于测量千斤顶升降时的扭矩的实时变化，并通过上位机采集、记录以及保存，试验者可随时查看试验记录并观察千斤顶的起重性能。
(4)本申请提供的千斤顶用三轴动静态试验机，设有第一万向节以及第二万向节，万向节可有效消除转动过程中圆周方向的角度变化的。
(5)本申请提供的千斤顶用三轴动静态试验机，设有自由伸缩杆，有效消除千斤顶在起升和下降的过程中同电机连接的部分会上下前后的位置变化的。
(6)本申请提供的千斤顶用三轴动静态试验机，同时设有万向节以及自由伸缩杆，可以将输入端的动能完全平移到万向节所连接的丝杆上面，是力的完全有效转移。力矩载荷不会因为丝杆位置的变化而产生变化，可以更加真实的模拟千斤顶的使用过程。
(7)本申请提供的千斤顶用三轴动静态试验机的试验方法，可有效完成动载试验、静载试验、静过载试验以及抗侧向力试验，通过上述试验更加精确的完成对千斤顶性能的检测以及检测数据的记录。
附图说明
图1为本申请千斤顶用三轴动静态试验机的结构示意图。
图2为本申请千斤顶用三轴动静态试验机中使用液压千斤顶的结构示意图。
【本申请主要元件符号说明】
1、第一力加载机构； 2、第二力加载机构； 3、第三力加载机构；
4、支撑柱；5、压力传感器；6、平衡机构；
7、底座；8、驱动装置；9、千斤顶；
10、第一位移传感器；11、第一加载部件；
13、第一加载万向机构； 14、第一导向杆；
20、第二位移传感器；21、第二加载部件；22、第一固定板；
23、第一水平转轴；24、第二万向加载机构；25、第二导向杆；
26、第一滑块；80、电机减速机；
81、扭矩传感器；82、自由伸缩杆；83、第一万向节；
84、第二万向节；85、电机减速机支架；86、传感器支架；
70、第一横梁板；72、第二横梁板；90、力臂杆；
91、加载气缸。
具体实施方式
本申请提供了一种千斤顶用三轴动静态试验机以及试验方法，设计科学合理，可以真实的模拟汽车在顶升时所受的各个方向的受力情况，准确的检测千斤顶的性能。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
实施例1：
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种千斤顶用三轴动静态试验机以及试验方法，设计科学合理，可以真实的模拟汽车在顶升时所受的各个方向的受力情况，准确的检测千斤顶的性能。
本申请提供了一种千斤顶用三轴动静态试验机，包括：机架、第一力加载机构1、第二力加载机构2、第三力加载机构3、驱动装置8、控制器以及显示器；
所述第一力加载机构1固定并设于机架的顶端，所述第一力加载机构1竖直向下加载力，所述第一力加载机构1包括第一位移传感器10，第一加载部件11、第一位移传感器10、第一加载万向机构13、第一导向杆14；第一位移传感器10，设于所述第一加载部件11的顶端，用于感应千斤顶9的垂直方向即z轴方向的位移数据；第一加载万向机构13，设于所述第一加载部件11的底端；第一加载万向机构13用于调节千斤顶9的角度，第一导向杆14，呈L结构设于所述第一加载部件11的底端外侧，第一导向杆14可以保证第一力加载机构1在垂直方向运动；
第二力加载机构2固定并设于机架的第一侧面，第二力加载机构2包括：第二加载部件21；第二位移传感器20，设于所述第二加载部件21的一端，用于感应千斤顶9的侧向方向即x轴方向的位移数据；第一固定板22；设于所述第二加载部件21的另一端；第一水平转轴23，设于所述第一固定板22的右侧；第二万向加载机构24，设于所述第一水平转轴23的右侧；第二导向杆25，间隔设于所述第二加载部件21的左端，第一滑块26，固定于所述第一固定板22的左侧；第一滑轨，设于所述第一支撑柱4的内侧；所述第一滑块26与所述第一滑轨连接，第一固定板22沿着第一滑轨垂直运动。
第三力加载机构3固定并设于机架的第二侧面，所述第三力加载机构3包括第三加载部件；第三位移传感器，设于所述第三加载部件的一端；第二固定板；设于所述第三加载部件的另一端；第二水平转轴，设于所述第二固定板的右侧；第二万向加载机构24，设于所述第一水平转轴23的右侧；第二导向杆25，间隔设于所述第二加载部件21的左端，第二滑块，固定于所述第二固定板的左侧；第二滑轨，设于所述第二支撑柱4的内侧；所述第二滑块与所述第二滑轨连接，第二固定板沿着第二滑轨垂直运动。当千斤顶9固定于底座7上时施加第一力加载机构1的载荷后，无论另外两个侧向方向的位移如何变化，第一力加载机构1力点会沿着侧向力的方向自由平移，每一个施加的力都保证是独立的，不受其他方向力的耦合，使得模拟效果更好。所述第一侧面与第二侧面成90°夹角；
驱动装置8设于千斤顶9的一侧，一般设于千斤顶9丝杆旋转口的一侧，所述驱动装置8包括：电机减速机80、扭矩传感器81、自由伸缩杆82、第一万向节83、第二万向节84；扭矩传感器81，设于所述电机减速机80输出轴的一端；自由伸缩杆82，连接所述扭矩传感器81，可有效消除千斤顶9在起升和下降的过程中同电机连接的部分会上下前后的位置变化的；第一万向节83，设于所述自由伸缩杆82与所述扭矩传感器81之间；第二万向节84，设于所述自由伸缩杆82与所述千斤顶9的螺杆之间，第一万向节83以及第二万向节84，可有效消除转动过程中圆周方向的角度变化。扭矩传感器81用于测量起重及卸载时扭矩的实时变化，电脑软件实时显示曲线，包括两侧向进行位移变化时，扭矩的变化都能够真实的反应出来，同时采集并记录、保存。同时设有万向节以及自由伸缩杆82，可以将输入端的动能完全平移到万向节所连接的丝杆上面，是力的完全有效转移。力矩载荷不会因为丝杆位置的变化而产生变化，可以更加真实的模拟千斤顶9的使用过程。
控制器连接第一力加载机构1、第一位移传感器10、第二力加载机构2、第二位移传感器20、第三力加载机构3、第三位移传感器和驱动装置8，第一位移传感器10、第二位移传感器20的型号为位移传感器可为高精度接触式数字传感器、通用型接触式数字传感器，高精度激光传感器、光透过型传感器，具体的可为GT2系列、PT系列、IG系列，GT2系列中包括GT2-P12笔式通用传感器、GT2-P12F法兰盘安装传感器、GT2-P12KF高精度法兰盘安装传感器、GT2-PA12L气缸型高精度传感器，位移传感器的型号不限定上述型号。显示器，包括显示屏和按钮，连接所述控制器，控制器将第一力加载机构1、第一位移传感器10、第二力加载机构2、第二位移传感器20、第三力加载机构3、第三位移传感器和驱动装置8的信号传送给显示器进行曲线显示。所述千斤顶9底端设有平衡机构6，所述平衡机构6底端设有压力传感器5，压力传感器5的型号可为超强型数字压力传感器、数字压力传感器、多流体数字压力传感器、分离型压力传感器、具有双色显示的数字压力传感器，分别有GP-M系列、AP-C30系列、AP-V80系列、AP-40系列，AP-C40系列，GP-M系列中包括GP-M001机身连成压型±100KPA、GP-M010机身正压型1KPA、GP-M025机身正压型2.5KPA、GP-M100机身正压型10KPA，压力传感器5的型号不限于上述型号，压力传感器5用于检测第一力加载机构1加载的的力，平衡机构6可以有效避免千斤顶9受到两侧向力的时候防止压力传感器5跟着扭曲导致力不均匀。
如图1所示，所述机架包括：底座7、若干支撑柱4、第一横梁板70以及第二横梁板72；若干支撑柱4垂直设立在底座7上，第一横梁板70以及第二横梁板72固定在所述支撑柱4上下两端；支撑柱4包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱以及第四支撑柱，第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱以及第四支撑柱呈长方形框架排列，所述第四支撑柱包括两根支撑杆，所述第一力加载机构1贯穿于所述第一横梁板70；
一种千斤顶9用三轴动静态试验机以及试验方法，所述扭矩传感器81底端设有传感器支架86，所述传感器支架86的一端设有电机减速机支架85，所述电机减速机80设于所述电机减速机支架85上。
本申请的工作原理为：通过驱动装置8控制千斤顶9的升降，此时，千斤顶9为机械式千斤顶9，即驱动装置8控制丝杠的升降从而控制千斤顶9的升降，第一力加载机构1向千斤顶9加载力，千斤顶9升降时，由于顶缸分别与第一加载万向机构13以及第二加载万向机构连接，千斤顶9升降时，带动顶缸运动，从而通过第一固定板22和第二固定板带动第二力加载机构2以及第三力加载机构3垂直运动。
当做动载试验时，通过控制器设定参数后，千斤顶9通过驱动装置8进行升降，第一力加载机构1向千斤顶9施加恒定的载荷，千斤顶9从最低升到最高，在这过程中检测千斤顶9有无变形或者顶不起的情况，第一力加载机构1对千斤顶9施加额定的负载，该负载保持不变，电机减速机80旋转，从而检验千斤顶9的起重能力，此时扭矩传感器81采集扭矩曲线，并通过显示器显示；
当做静载试验时，通过第一力加载机构1对千斤顶9上施加一定的载荷，静止状态通常压1小时，检查千斤顶9有无变形或压坏，同时记录力-变形曲线，并通过显示器显示。
当做静过载试验时，通过驱动装置8将千斤顶9升到最高位置、中间位置以及设定位置分别进行检测，在千斤顶9上压150％额定的标称重量，静止状态通常压10分钟，检查千斤顶9有无变形或压坏，同时记录力-变形曲线，并通过显示器显示。
当做抗侧向力试验时：对千斤顶9施加第一力加载机构1的试验力，当施加到一定载荷，第二力加载机构2以及第三力加载机构3进行有限的位移变化，模拟实际工况，检测千斤顶9有无变形或者顶不起的情况。
实施例2：
在本公开的一个示例性实施例中，技术方案与实施例基本相同，唯一的区别是千斤顶9为液压式千斤顶9，在液压式千斤顶9的一侧设有加载气缸91，加载气缸91的一侧设有力臂杆90，力臂杆90与液压式千斤顶9连接，通过加载气缸91给液压式千斤顶9加载力。本申请对液压式千斤顶和机械式千斤顶均可进行检测，功能全面。
至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本申请有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。
还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本申请的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，包括：
机架；
第一力加载机构，固定并设于机架的顶端，所述第一力加载机构竖直向下加载力，所述第一力加载机构包括第一位移传感器；
第二力加载机构，固定并设于机架的第一侧面，所述第二力加载机构包括第二位移传感器；
第三力加载机构，固定并设于机架的第二侧面，所述第三力加载机构包括第三位移传感器；所述第一侧面与第二侧面成90°夹角；
驱动装置，设于千斤顶的一侧；
控制器，连接第一力加载机构、第一位移传感器、第二力加载机构、第二位移传感器、第三力加载机构、第三位移传感器和驱动装置；
显示器，包括显示屏和按钮，连接所述控制器。
2.根据权利要求1所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述机架包括：
底座；
垂直设立在底座上的的若干支撑柱；
固定在所述支撑柱上下两端的第一横梁板以及第二横梁板；
所述第一力加载机构贯穿于所述第一横梁板。
3.根据权利要求2所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述第一力加载机构包括：
第一加载部件；
第一位移传感器，设于所述第一加载部件的顶端；
第一加载万向机构，设于所述第一加载部件的底端；
第一导向杆，呈L结构设于所述第一加载部件的底端外侧。
4.根据权利要求2所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述第二力加载机构包括：
第二加载部件；
第二位移传感器，设于所述第二加载部件的一端；
第一固定板；设于所述第二加载部件的另一端；
第一水平转轴，设于所述第一固定板的右侧；
第二万向加载机构，设于所述第一水平转轴的右侧；
第二导向杆，间隔设于所述第二加载部件的左端。
5.根据权利要求1所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述第三力加载机构包括：
第三加载部件；
第三位移传感器，设于所述第三加载部件的一端；
第二固定板；设于所述第三加载部件的另一端；
第二水平转轴，设于所述第二固定板的右侧；
第二万向加载机构，设于所述第一水平转轴的右侧；
第二导向杆，间隔设于所述第二加载部件的左端。
6.根据权利要求1所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述千斤顶底端设有平衡机构。
7.根据权利要求6所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述平衡机构底端设有压力传感器。
8.根据权利要求1所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述驱动装置设于千斤顶丝杆旋转口的一侧。
9.根据权利要求1所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述驱动装置包括：
电机减速机；
扭矩传感器，设于所述电机减速机输出轴的一端；
自由伸缩杆，连接所述扭矩传感器；
第一万向节，设于所述自由伸缩杆与所述扭矩传感器之间；
第二万向节，设于所述自由伸缩杆与所述千斤顶的螺杆之间。
10.根据权利要求9所述的千斤顶用三轴动静态试验机，其特征在于，所述扭矩传感器底端设有传感器支架，所述传感器支架的一端设有电机减速机支架，所述电机减速机设于所述电机减速机支架上。
11.根据权利要求1-10所述的任意一项千斤顶用三轴动静态试验机的试验方法，其特征在于，具体试验方法如下：
S1：动载试验；在千斤顶升降的过程中，通过第一力加载机构向千斤顶施加恒定的载荷，千斤顶从最低升到最高，在这过程中检测千斤顶有无变形或者顶不起的情况，第一力加载机构对千斤顶施加额定的负载，该负载保持不变，电机减速机旋转，检验千斤顶的起重能力，此时扭矩传感器采集扭矩曲线；
S2：静载试验：通过第一力加载机构对千斤顶上施加一定的载荷，静止状态通常压1-3小时，检查千斤顶有无变形或压坏，同时记录力-变形曲线。
S3：静过载试验：将千斤顶升到最高位置、中间位置以及设定位置，在千斤顶上压150％额定的标称重量，静止状态通常压10-50分钟，检查千斤顶有无变形或压坏，同时记录力-变形曲线。
S4：抗侧向力试验：对千斤顶施加第一力加载机构的试验力，当施加到一定载荷，第二力加载机构以及第三力加载机构进行有限的位移变化，模拟实际工况，检测千斤顶有无变形或者顶不起的情况。
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