CN109632513A - 一种双液压动力压剪试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双液压动力压剪试验机，包括竖向加载机构和水平加载机构，水平加载机构包括剪切板和向剪切板输出水平方向作用力的水平力加载缸，竖向力加载缸包括与剪切板配合使用的下压板及向下压板输出竖向作用力的竖向力加载缸，双液压动力压剪试验机还包括向水平力加载缸和竖向力加载缸供油的供油系统，供油系统包括油箱、水平力加载缸供油油路和竖向力加载缸供油油路，水平力加载缸供油油路、竖向力加载缸供油油路均包括两个并联布置的与油箱相连的供油支路，其中一个供油支路上设置有高压小流量液压泵，另外一个供油支路上设置有低压大流量液压泵和单向阀。本发明提供了一种可以降低油能损耗的双液压动力压剪试验机。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对橡胶支座进行压剪试验的双液压动力压剪试验机。
背景技术
压剪试验机主要用于各种桥梁板式、盆式橡胶支座进行抗压、抗剪切力的复合条件下，检测橡胶支座的轴向径向抗压、抗剪、转角力学试验。可进行橡胶支座的抗压弹性模量、抗剪弹性模量、容许剪切角，摩擦系数和极限抗压强度等力学性能试验。
现有的液压压剪试验机如图1所示，该压剪试验机包括竖向加载机构和水平加载机构，竖向加载机构包括竖向加载支架，竖向加载支架包括底座、立柱5和横梁4，在底座上设置有竖向加载缸6，水平加载机构包括沿左右方向布置的导轨1，导轨上导向移动装配有加载小车2，加载小车2上设置有水平力加载缸，水平力加载缸上连接有剪切板9。
当需要对橡胶支座进行抗剪切力试验时，将两个橡胶支座8分别置于剪切板9的上下板面与横梁4和下压板7之间，竖向加载缸对橡胶支座施加竖向加载力以模拟桥重，加载小车顶的反力部3抵在横梁上并以横梁为反力架，通过水平力加载缸对剪切板施加拉力，剪切板对上下侧的两个橡胶支座进行剪切，以模拟地震环境中的橡胶支座所承受到桥梁的剪切作用力。这样来测试橡胶支座的抗剪切性能，现有的这种液压压剪试验机存在的问题在于：向竖向力加载液压缸和水平力加载缸供油的油路均采用定量泵供油方式，在进行剪切试验时，需要长时间的系统保压，采用定量泵供油，压力油几乎全在高压下经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，发热严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以降低油能损耗的双液压动力压剪试验机。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种双液压动力压剪试验机， 包括竖向加载机构和水平加载机构，水平加载机构包括剪切板和向剪切板输出水平方向作用力的水平力加载缸，竖向力加载缸包括与剪切板配合使用的下压板及向下压板输出竖向作用力的竖向力加载缸，双液压动力压剪试验机还包括向水平力加载缸和竖向力加载缸供油的供油系统，供油系统包括油箱、设置有溢流阀的水平力加载缸供油油路和竖向力加载缸供油油路，水平力加载缸供油油路、竖向力加载缸供油油路均包括两个并联布置的与油箱相连的供油支路，其中一个供油支路上设置有高压小流量液压泵，另外一个供油支路上设置有低压大流量液压泵和单向阀。
水平力加载缸供油油路和竖向力加载缸供油油路上还设置有卸荷阀。
竖向加载机构还包括固定于所述竖向力加载缸的活塞杆上的传力板，传力板与所述下压板之间通过水平位移缓冲机构连接，水平位移缓冲机构包括上球头、下球头和中间传力件，上球头固定于下压板上，下球头固定于传力板上，中间传力件的上端设置有与上球头球面转动配合的上球槽，中间传力件的下端设置有与下球头球面转动配合的下球槽，压剪试验机还包括设置于下压板左右两侧的用于与下压板在上下方向上导向配合的左侧限位支架和右侧限位支架。
下压板的左侧、下压板的右侧设置有实现与对应限位支架滚动接触配合以实现对下压板导向的压板限位滚轮。
所述中间传力件为套体结构，上球槽处于中间传力件的内孔上端，下球槽处于中间传力件的内孔下端。
本发明的有益效果为：本发明中的水平力加载缸供油油路、竖向力加载缸供油油路均包括两个并联布置的与油箱相连的供油支路，其中一个供油支路上设置有高压小流量液压泵，另外一个供油支路上设置有低压大流量液压泵和单向阀。在对橡胶支座进行试验时，系统压力较低时，通过低压大流量泵和高压小流量液压泵同时向对应的加载缸供油，对应活塞杆可以快速动作，提高工作效率，当系统压力升高后，低压大流量泵卸荷，高压小流量液压泵起保压作用，通过低压大流量液压泵和高压小流量液压泵的双动力配合工作，没有太多的液压油做功，因此降低了油能损耗，避免了系统发热严重的问题。
附图说明
图1是本发明中背景技术的结构示意图；
图2是本发明的一个实施例的结构示意图；
图3是本发明中下压板与橡胶支座的配合示意图；
图4是本发明中上压板压盘、剪切板上压盘、剪切板下压盘和下压板压盘的配合示意图；
图5是本发明中水平位移缓冲机构的结构示意图；
图6是本发明中供油系统与水平力加载缸、竖向力加载缸的配合示意图。
具体实施方式
一种双液压动力压剪试验机的实施例如图2~6所示：包括竖向加载机构和水平加载机构，竖向加载机构竖向加载支架23，竖向加载支架23包括左侧限位支架61、和右侧限位支架62，左侧限位支架61、右侧限位支架62的上端设置有横梁5，横梁的下端设置有上压板14，上压板14的下侧设置有下压板26，下压板26的左右两侧与左侧限位支架、右侧限位支架之间分别设置有压板限位滚轮25，压板限位滚轮25的转动轴线沿前后方向延伸设置，左侧的压板限位滚轮与左侧限位支架滚动导向配合，右侧的压板限位滚轮与右侧限位支架滚动导向配合。下压板的下侧设置有传力板27，传力板27与下压板之间设置有水平位移缓冲机构，传力板27的下侧设置有竖向力加载缸，传力板固定于竖向力加载缸28的活塞杆上。
本实施例中，水平位移缓冲机构包括与下压板26固定连接的上球头29和与传力板27固定连接的下球头31，上球头29、下球头31的外周套设有中间传力件30，本实施例中，中间传力件为一个中间传力套，中间传力套的内孔上端为与上球头球面接触配合的上球槽33，中间传力套的内孔下端为与下球头球面接触配合的下球槽32。水平加载机构包括沿左右方向延伸的导轨1，导轨上导向移动装配有加载小车2，加载小车2具有用于与所述竖向加载支架23顶抵配合的反力部4，本实施例中，反力部4顶抵在竖向加载支架的横梁5上，加载小车上设置有水平力加载缸3，水平力加载缸3上连接有位于上压板14和下压板26之间的剪切板7，水平力加载缸与剪切板的具体连接关系是，水平力加载缸上设置有一个竖向布置的连接销轴，剪切板上设置有与连接销轴相连的销轴连接孔，连接销轴的高度高于销轴连接孔的高度，因此剪切板可相对连接销轴上下移动，以向上侧的橡胶支座传递压力，水平力加载缸与剪切板的连接关系属于现有技术。使用时，水平力加载缸通过拉拽剪切板来向橡胶支座传递剪切力，由于配合误差的存在，压板限位滚轮25与竖向加载支架之间会存在一定的哐量，因此在水平力加载缸拉拽剪切板时，下压板会产生小幅度范围内的右移，移动范围基本在2mm以内，通过水平位移缓冲机构的存在，则很好的缓冲了该位移对竖向力加载缸的冲击，下压板带着上球头29朝右平移，中间传力套30适应性的动作调整，这个位移不会作用到传力板上，因此竖向力加载缸的活塞杆不会受到水平作用力，一方面可以避免活塞长时间的受到水平作用力而损坏，另外还可以保证竖向加载缸能够向橡胶支座输出准确的竖向加载力，因为如果这个水平作用力作用到活塞杆上，势必会增加活塞杆与竖向加载缸的缸体之间的摩擦力，该摩擦力就会影响竖向加载缸输出竖向加载力的准确性。
双液压动力压剪试验机还包括向水平力加载缸3和竖向力加载缸28供油的供油系统，供油系统包括油箱43、设置有溢流阀45的水平力加载缸供油油路48和竖向力加载缸供油油路47，水平力加载缸供油油路、竖向力加载缸供油油路均包括两个并联布置的与油箱相连的供油支路，其中一个供油支路上设置有高压小流量液压泵44，另外一个供油支路上设置有低压大流量液压泵42和单向阀50，水平力加载缸供油油路和竖向力加载缸供油油路上还设置有卸荷阀46。系统压力较低时，低压大流量液压泵42和高压小流量液压泵44同时向系统供油，当系统压力升高到卸荷阀,6的调定压力时，低压大流量液压泵卸荷，此时高压小流量液压泵起保压作用，溢流阀45调定系统压力。
上压板14上转动装配有转动轴线沿上下方向延伸的上压板压盘13，下压板26上转动装配有转动轴线沿上下方向延伸的下压板压盘36，剪切板的上端转动设置有用于与上压板压盘配合以对上侧的橡胶支座进行剪切试验的剪切板上压盘19，剪切板的下端转动设置有用于与下压板压盘配合以对下侧的橡胶支座进行剪切试验的剪切板下压盘9，上压板压盘13、剪切板上压盘19、剪切板下压盘9和下压板压盘36同轴线设置，上压板压盘、剪切板上压盘、剪切板下压盘和下压板压盘具有转动角相差180度的第一工位和第二工位。在本实施例中：剪切板上压盘与剪切板之间设置有实现将剪切板上压盘固定于第一工位和第二工位的上压盘固定螺栓10；剪切板下压盘与剪切板之间设置有实现将剪切板固定于第一工位和第二工位的下压盘固定螺栓37。
上压板压盘上的下端面上设置有一个沿上压板压盘径向延伸至上压板压盘外周面的上压板压盘安装槽17，上压板的下端面上设置有两个呈180度分布的用于单独与上压板压盘安装槽配合使用的上压板安装槽16，上压板压盘上铰接有位于上压板压盘安装槽与对应上压板安装槽中以将上压板压盘限位于对应工位的上限位杆15，上限位杆15的铰接轴线垂直于上下方向。剪切板上压盘的上端面上设置有用于上限位杆由上压板安装槽转出后卡入的上限位杆卡槽18，上限位杆的中部具有用于手持施力的上限位杆手持施力部。上限位杆的外端凸出于上压板，上限位杆远离上压板压盘的一端转动至上限位卡槽上后，上限位杆的周向两侧面与上限位卡槽的对应侧槽壁接触配合，拆掉剪切板上压盘与剪切板之间的剪切板第一固定螺栓，工作人员可以手持上限位杆的中部，来带动剪切板上压盘、上压板压盘同步转动，转动180度后，可以将上限位杆翻转回上压板压盘安装槽与另外一个上压板安装槽中，此时上限位杆将上压板压盘限位于第二工位，通过剪切板第一固定螺栓将剪切板上压盘固定于剪切板上。
下压板压盘上的上端面上设置有一个沿下压板压盘径向延伸至下压板压盘外周面的下压板压盘安装槽35，下压板的上端面上设置有两个呈180度分布的用于单独与下压板压盘安装槽配合使用的下压板安装槽24，下压板压盘上铰接有位于下压板压盘安装槽与对应下压板安装槽中以将下压板压盘限位于对应工位的下限位杆22，下限位杆22的铰接轴线垂直于上下方向。剪切板下压盘的上端面上设置有用于下限位杆由下压板安装槽转出后卡入的下限位杆卡槽20，下限位杆的中部具有用于手持施力的下限位杆手持施力部。下限位杆的外端凸出于下压板，下限位杆远离下压板压盘的一端转动至下限位卡槽上后，下限位杆的周向两侧面与下限位卡槽的对应侧槽壁接触配合，拆掉剪切板下压盘与剪切板之间的剪切板第二固定螺栓37，工作人员可以手持下限位杆的中部，来带动剪切板下压盘、下压板压盘同步转动，转动180度后，可以将下限位杆翻转回下压板压盘安装槽与另外一个下压板安装槽中，此时下限位杆将下压板压盘限位于第二工位，通过剪切板第二固定螺栓将剪切板下压盘固定于剪切板上。
使用时，分别在上压板压盘与剪切板上压盘之间，剪切板下压盘和下压板压盘之间放置橡胶支座，首次试验时，上压板压盘、剪切板上压盘、剪切板下压盘和下压板压盘处于第一工位，上压板压盘、下压板压盘的不能转动分别通过上限位杆和下限位杆实现，剪切板上压盘、剪切板下压盘的不能转动则分别通过剪切板第一固定螺栓和剪切板第二固定螺栓实现，本实施例中，剪切板第一固定螺栓、剪切板第二固定螺栓均有两个，两个剪切板第一固定螺栓呈180间隔分布，两个剪切板第二固定螺栓呈180度间隔分布；水平力加载缸拉拽剪切板，加载小车的反力部顶抵在竖向加载支架上，竖向加载支架构成加载小车的反力架，剪切板带着剪切板上压盘和剪切板下压盘向对应橡胶支座施加朝右方向上的水平方向剪切力，实现了对橡胶支座一个方向上的剪切试验，试验结束后，水平力加载缸卸载，向下翻转上限位杆，向上翻转上限位杆，上限位杆的下端卡入到上限位杆卡槽中，下限位杆的上端卡入到下限位杆卡槽中，拆掉相应的固定螺栓，工作人员可以手持对应限位杆的中部，就向推磨石一样（竖直状态的限位杆在图2、图4中用虚线表示），将上压板压盘、剪切板上压盘、剪切板下压盘和下压板压盘转动180度至第二个工位，然后将上限位杆、下限位杆收回，重新固定上固定螺栓，在上压板压盘、剪切板上压盘、剪切板下压盘和下压板压盘的带动下，橡胶支座转动180度，再通过水平力加载缸对剪切板施加拉拽力，两次试验虽然水平力加载缸的加载方向没有发生变化，但是由于橡胶支座自身旋转了180度，因此橡胶支座两次所受的剪切力方向相反，实现了对橡胶支座水平方向上的双向加载，更加接近于真实的地震环境。在本发明的其它实施例中：上压板压盘、下压板压盘的工作位固定也可以通过螺栓来实现；反力部也可以顶抵在竖向加载支架的立柱上。
Claims (5)
1.一种双液压动力压剪试验机， 包括竖向加载机构和水平加载机构，水平加载机构包括剪切板和向剪切板输出水平方向作用力的水平力加载缸，竖向力加载缸包括与剪切板配合使用的下压板及向下压板输出竖向作用力的竖向力加载缸，双液压动力压剪试验机还包括向水平力加载缸和竖向力加载缸供油的供油系统，其特征在于：供油系统包括油箱、设置有溢流阀的水平力加载缸供油油路和竖向力加载缸供油油路，水平力加载缸供油油路、竖向力加载缸供油油路均包括两个并联布置的与油箱相连的供油支路，其中一个供油支路上设置有高压小流量液压泵，另外一个供油支路上设置有低压大流量液压泵和单向阀。
2.根据权利要求1所述的双液压动力压剪试验机，其特征在于：水平力加载缸供油油路和竖向力加载缸供油油路上还设置有卸荷阀。
3.根据权利要求1所述的双液压动力压剪试验机，其特征在于：竖向加载机构还包括固定于所述竖向力加载缸的活塞杆上的传力板，传力板与所述下压板之间通过水平位移缓冲机构连接，水平位移缓冲机构包括上球头、下球头和中间传力件，上球头固定于下压板上，下球头固定于传力板上，中间传力件的上端设置有与上球头球面转动配合的上球槽，中间传力件的下端设置有与下球头球面转动配合的下球槽，压剪试验机还包括设置于下压板左右两侧的用于与下压板在上下方向上导向配合的左侧限位支架和右侧限位支架。
4.根据权利要求3所述的双液压动力压剪试验机，其特征在于：下压板的左侧、下压板的右侧设置有实现与对应限位支架滚动接触配合以实现对下压板导向的压板限位滚轮。
5.根据权利要求3所述的双液压动力压剪试验机，其特征在于：所述中间传力件为套体结构，上球槽处于中间传力件的内孔上端，下球槽处于中间传力件的内孔下端。
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