CN109883683A - 一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于起重机领域，尤其是一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，针对现有的技术中没有提供一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，现提出如下方案，其包括横梁，横梁的底部固定安装有第一支架和第二支架，第一支架和第二支架相互靠近的一侧设有四个支腿，四个支腿的顶部固定安装有同一个横板，横板的顶部依次放置有荷载砝码箱和超载砝码箱，第二支架的一侧设有放置台，放置台的顶部安装有电阻应变仪，本发明结构巧妙，思想新颖，通过观看金属板在荷载、超载和超速超载情况下的应力曲线变化，得出金属板的平均使用状况，选择更换金属板的时机，更换金属板及时，提升工作人员的工作环境的安全性，缩减公司的经济投入。

Description

一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，尤其涉及一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统。

背景技术

我国的制造业、钢铁工业、建筑业、港口码头等行业都得到了进一步的发展，起重机械得到广泛的应用，特别是一些大型或特大型起重机械的使用也越来越多。由于此类起重机械价格昂贵，制造周期长，维护成本高，在使用了一定的年限后或者出现过异常问题后修复使用起重机，如何正确评估这些设备的使用状况，保证起重机械安全可靠的运行使用成为使用单位最为关心的问题；对于使用时间接近设计寿命的起重机或出现异常现象但原因未明的起重机以及由于交叉作业等原因发生碰撞的起重机，使用单位出于自身安全考虑，一般也会对其进行起重机金属结构安全性能试验。

为了更好的研究起重机械金属结构应力应变对起重机械金属结构性能、设计方法及寿命评估的作用，现有技术中没有提供一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，根据金属结构在超载、超速情况下的应力变化曲线，计算出金属结构的平均使用寿命，及时更换金属结构，导致安全事故发生率高，操作人员的生命健康无法得到保证，所以我们提出了一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，用于解决上述提出的问题。

发明内容

基于背景技术存在技术中没有提供一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，根据金属结构在超载、超速情况下的应力变化曲线，计算出金属结构的平均使用寿命，及时更换金属结构，导致安全事故发生率高，操作人员的生命健康无法得到保证的技术问题，本发明提出了一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统。

本发明提出的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，包括横梁，所述横梁的底部固定安装有第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架相互靠近的一侧设有放置在地面上的四个支腿，四个支腿的顶部固定安装有同一个横板，所述横板的顶部依次放置有荷载砝码箱和超载砝码箱，所述第二支架的一侧设有放置在地面上的放置台，所述放置台的顶部固定安装有电阻应变仪，所述第一支架的一侧固定安装有第一套筒，且第一套筒上固定套设有从动齿轮和小齿轮，所述第一套筒的顶部内壁和底部内壁上滑动安装有同一个横轴，所述横梁的底部内壁上滑动安装有滑动块，且滑动块的一侧固定安装有固定块，所述固定块的一侧开设有安置槽，所述横轴的一端贯穿固定块并延伸至安置槽内，且横轴的一端和安置槽的一侧内壁转动连接，所述横轴上绕设有钢索，所述第二支架的一侧内壁上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴上固定安装有驱动轴，所述第一支架的一侧内壁上滑动安装有第二套筒，所述驱动轴的一端贯穿第二套筒的一侧并延伸至第二套筒内，且驱动轴和第二套筒滑动连接，所述第二套筒上固定套设有驱动齿轮和大齿轮，所述驱动齿轮和从动齿轮相啮合，所述第二套筒的一侧固定安装有延伸板，所述延伸板的一侧贯穿第一支架的一侧内壁并延伸至第一支架的一侧，所述第一支架的一侧固定安装有横条，且横条的顶部固定安装有竖条，所述横条的顶部固定安装有电动推杆，所述电动推杆输出轴的顶部固定安装有齿条，所述竖条的一侧转动安装有转轴，且转轴上固定套设有齿轮，所述齿轮和齿条相啮合，所述转轴上螺纹连接有螺纹块，所述螺纹块的顶部转动安装有推杆，所述推杆的一侧贯穿第一支架的一侧并延伸至第一支架的侧壁的一侧，且推杆的一侧和滑动块的一侧固定连接。

优选的，所述第二支架的一侧固定安装有标尺，且标尺的量程范围为零厘米至六十厘米；精确控制滑动块横向移动的距离，便于记性演示。

优选的，所述荷载砝码箱和超载砝码箱的内部均放置有多个砝码，且荷载砝码箱和超载砝码箱的一侧内壁上均开设有添加通孔；便于添加砝码重量，提升演示效果。

优选的，所述放置台的顶部固定安装有屏显计算机，且屏显计算机和电阻应变仪电性连接；屏显计算机可以将电阻应变仪得到的数据进行呈现。

优选的，所述横梁的一侧开设有放置槽，且放置槽的一侧内壁上固定安装有金属板，所述金属板的一侧固定安装有温度补偿贴片，所述金属板的顶部固定安装有电阻应变贴片，且电阻应变贴片和电阻应变仪电性连接；便于将金属板的应力变化在屏显计算机上进行显示。

优选的，所述钢索的底部贯穿安置槽的底部内壁并延伸至固定块的下方，所述钢索的底部固定安装有横块，且横块的底部固定安装有拉钩；便于提拉荷载砝码箱和超载砝码箱。

优选的，所述螺纹块的顶部固定安装有轴承，所述推杆的一侧贯穿轴承的内圈并和轴承的内圈相焊接；横轴在转动时不会影响螺纹块的位置。

优选的，所述第一支架的一侧固定安装有套座，且套座远离第一支架的一侧滑动安装有移动杆，所述移动杆的一侧和螺纹块的一侧固定连接；限制螺纹块横向移动的距离，移动杆不能再移动时，螺纹块横向移动至最远距离。

优选的，所述横条的顶部转动安装有转动轴，且转动轴的顶部固定安装有竖柄，所述竖柄的顶部转动安装有插杆，所述螺纹块的底部固定安装有连接块，所述连接块和延伸板的一侧均开设有插槽，所述插杆延伸至两个插槽内并和两个插槽活动卡装；便于将滑动块的横移和第二套筒横移联动在一起。

优选的，所述横梁的一侧固定安装有限位条，且纤维条位于齿条的正上方；限制齿条向上移动的距离，进而达到控制螺纹块横向移动的距离。

本发明的有益效果是：需要使用该装置本体进行金属板的应力应变测试演示时首先按下伺服电机的开关，启动伺服电机，通过驱动齿轮使第一套筒和横轴进行转动，钢索从横轴上向下垂落，钢索上的拉钩和荷载砝码箱活动卡装，再按下伺服电机的反转开关，使伺服电机进行反转，钢索向横轴上进行绕设，荷载砝码箱被提起，在此过程中，金属板在荷载砝码箱被提起和吊装的过程中的应力应变曲线会经由电阻应变仪和屏显计算机显示出来，将曲线信息记录下来，观看金属板在超载情况下的应力变化曲线时，按下电动推杆的开关，启动电动推杆，电动推杆的输出轴向上移动带动齿条向上移动，进而使转轴进行转动，转轴转动使螺纹块和移动杆横向移动，当移动杆不能在移动时，拉钩位于超载砝码箱的正上方，重复操作荷载砝码箱的步骤，通过观看电阻应变仪和屏显计算机观看金属板超载情况下的应力变化曲线；

需要进行金属板在超速超载的情况下应力变化曲线演示时，转动竖柄至图所示的位置，按下电动推杆的开关，启动电动推杆，使齿条向上移动，进而使转轴进行转动，转轴转动使螺纹块进行横向移动，螺纹块推动滑动块和第二套筒同时进行横向移动，当移动杆不能再被移动时，大齿轮刚好和小齿轮相啮合，重复上述操作荷载砝码箱的操作，通过观看电阻应变仪和屏显计算机观看金属板超速超载情况下的应力变化曲线，得出金属板的平均使用状况，选择更换金属板的时机。

本发明结构巧妙，思想新颖，通过观看金属板在荷载、超载和超速超载情况下的应力曲线变化，得出金属板的平均使用状况，选择更换金属板的时机，更换金属板及时，提升工作人员的工作环境的安全性，缩减公司的经济投入。

附图说明

图1为本发明提出的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统的A结构示意图；

图3为本发明提出的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统的B结构示意图；

图4为本发明提出的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统的C结构示意图；

图5为本发明提出的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统的D结构示意图。

图中：1横梁、2第一支架、3第二支架、4放置台、5电阻应变仪、6屏显计算机、7支腿、8横板、9荷载砝码箱、10超载砝码箱、11标尺、12放置槽、13金属板、14温度补偿贴片、15电阻应变贴片、16第一套筒、17从动齿轮、18小齿轮、19横轴、20固定块、21钢索、22横块、23拉钩、24伺服电机、25驱动轴、26第二套筒、27驱动齿轮、28大齿轮、29延伸板、30横条、31电动推杆、32齿条、33转轴、34齿轮、35螺纹块、36轴承、37推杆、38套座、39移动杆、40转动轴、41竖柄、42连接块、43插槽、44插杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例

参考图1-5，本实施例中提出了一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，包括横梁1，横梁1的底部固定安装有第一支架2和第二支架3，第一支架2和第二支架3相互靠近的一侧设有放置在地面上的四个支腿7，四个支腿7的顶部固定安装有同一个横板8，横板8的顶部依次放置有荷载砝码箱9和超载砝码箱10，第二支架3的一侧设有放置在地面上的放置台4，放置台4的顶部固定安装有电阻应变仪5，第一支架2的一侧固定安装有第一套筒16，且第一套筒16上固定套设有从动齿轮17和小齿轮18，第一套筒16的顶部内壁和底部内壁上滑动安装有同一个横轴19，横梁1的底部内壁上滑动安装有滑动块，且滑动块的一侧固定安装有固定块20，固定块20的一侧开设有安置槽，横轴19的一端贯穿固定块20并延伸至安置槽内，且横轴19的一端和安置槽的一侧内壁转动连接，横轴19上绕设有钢索21，第二支架3的一侧内壁上固定安装有伺服电机24，伺服电机24的输出轴上固定安装有驱动轴25，第一支架2的一侧内壁上滑动安装有第二套筒26，驱动轴25的一端贯穿第二套筒26的一侧并延伸至第二套筒26内，且驱动轴25和第二套筒26滑动连接，第二套筒26上固定套设有驱动齿轮27和大齿轮28，驱动齿轮27和从动齿轮17相啮合，第二套筒26的一侧固定安装有延伸板29，延伸板29的一侧贯穿第一支架2的一侧内壁并延伸至第一支架2的一侧，第一支架2的一侧固定安装有横条30，且横条30的顶部固定安装有竖条，横条30的顶部固定安装有电动推杆31，电动推杆31输出轴的顶部固定安装有齿条32，竖条的一侧转动安装有转轴33，且转轴33上固定套设有齿轮34，齿轮34和齿条32相啮合，转轴33上螺纹连接有螺纹块35，螺纹块35的顶部转动安装有推杆37，推杆37的一侧贯穿第一支架2的一侧并延伸至第一支架2的侧壁的一侧，且推杆37的一侧和滑动块的一侧固定连接，需要使用该装置本体进行金属板13的应力应变测试演示时首先按下伺服电机24的开关，启动伺服电机24，通过驱动齿轮27使第一套筒16和横轴19进行转动，钢索21从横轴19上向下垂落，钢索21上的拉钩23和荷载砝码箱9活动卡装，再按下伺服电机24的反转开关，使伺服电机24进行反转，钢索21向横轴19上进行绕设，荷载砝码箱9被提起，在此过程中，金属板13在荷载砝码箱9被提起和吊装的过程中的应力应变曲线会经由电阻应变仪5和屏显计算机6显示出来，将曲线信息记录下来，观看金属板13在超载情况下的应力变化曲线时，按下电动推杆31的开关，启动电动推杆，电动推杆31的输出轴向上移动带动齿条32向上移动，进而使转轴33进行转动，转轴33转动使螺纹块35和移动杆39横向移动，当移动杆39不能在移动时，拉钩23位于超载砝码箱10的正上方，重复操作荷载砝码箱9的步骤，通过观看电阻应变仪5和屏显计算机6观看金属板13超载情况下的应力变化曲线，需要进行金属板13在超速超载的情况下应力变化曲线演示时，转动竖柄41至图1所示的位置，按下电动推杆31的开关，启动电动推杆31，使齿条32向上移动，进而使转轴33进行转动，转轴33转动使螺纹块35进行横向移动，螺纹块35推动滑动块和第二套筒26同时进行横向移动，当移动杆39不能再被移动时，大齿轮28刚好和小齿轮18相啮合，重复上述操作荷载砝码箱10的操作，通过观看电阻应变仪5和屏显计算机6观看金属板13超速超载情况下的应力变化曲线，得出金属板13的平均使用状况，选择更换金属板13的时机，本发明结构巧妙，思想新颖，通过观看金属板13在荷载、超载和超速超载情况下的应力曲线变化，得出金属板13的平均使用状况，选择更换金属板13的时机，更换金属板13及时，提升工作人员的工作环境的安全性，缩减公司的经济投入。

本实施例中，第二支架2的一侧固定安装有标尺11，且标尺11的量程范围为零厘米至六十厘米；精确控制滑动块横向移动的距离，便于记性演示。

本实施例中，荷载砝码箱9和超载砝码箱10的内部均放置有多个砝码，且荷载砝码箱9和超载砝码箱10的一侧内壁上均开设有添加通孔；便于添加砝码重量，提升演示效果。

本实施例中，放置台4的顶部固定安装有屏显计算机6，且屏显计算机6和电阻应变仪5电性连接；屏显计算机6可以将电阻应变仪5得到的数据进行呈现。

本实施例中，横梁1的一侧开设有放置槽12，且放置槽12的一侧内壁上固定安装有金属板13，金属板13的一侧固定安装有温度补偿贴片14，金属板13的顶部固定安装有电阻应变贴片15，且电阻应变贴片15和电阻应变仪5电性连接；便于将金属板13的应力变化在屏显计算机6上进行显示。

本实施例中，钢索21的底部贯穿安置槽的底部内壁并延伸至固定块20的下方，钢索21的底部固定安装有横块22，且横块22的底部固定安装有拉钩23；便于提拉荷载砝码箱9和超载砝码箱10。

本实施例中，螺纹块35的顶部固定安装有轴承36，推杆37的一侧贯穿轴承36的内圈并和轴承36的内圈相焊接；横轴19在转动时不会影响螺纹块35的位置。

本实施例中，第一支架2的一侧固定安装有套座38，且套座38远离第一支架2的一侧滑动安装有移动杆39，移动杆39的一侧和螺纹块35的一侧固定连接；限制螺纹块35横向移动的距离，移动杆39不能再移动时，螺纹块35横向移动至最远距离。

本实施例中，横条30的顶部转动安装有转动轴40，且转动轴40的顶部固定安装有竖柄41，竖柄41的顶部转动安装有插杆44，螺纹块35的底部固定安装有连接块42，连接块42和延伸板29的一侧均开设有插槽43，插杆44延伸至两个插槽43内并和两个插槽43活动卡装；便于将滑动块的横移和第二套筒26横移联动在一起。

本实施例中，横梁1的一侧固定安装有限位条，且纤维条位于齿条32的正上方；限制齿条32向上移动的距离，进而达到控制螺纹块35横向移动的距离。

本实施例中，需要使用该装置本体进行金属板13的应力应变测试演示时首先按下伺服电机24的开关，启动伺服电机24，伺服电机24的输出轴驱动轴25进行转动，驱动轴25转动带动第二套筒26和驱动齿轮27进行转动，由于驱动齿轮27和从动齿轮17相啮合，从而从动齿轮17和横轴19会进行转动，钢索21从横轴19上向下垂落，钢索21上的拉钩23和荷载砝码箱9活动卡装，再按下伺服电机24的反转开关，使伺服电机24进行反转，钢索21向横轴19上进行绕设，荷载砝码箱9被提起，在此过程中，金属板13在荷载砝码箱9被提起和吊装的过程中的应力应变曲线会经由电阻应变仪5和屏显计算机6显示出来，将曲线信息记录下来，观看金属板13在超载情况下的应力变化曲线时，需要进行金属板13在超速超载的情况下应力变化曲线演示时，按下电动推杆31的开关，启动电动推杆，电动推杆31的输出轴向上移动带动齿条32向上移动，进而使转轴33进行转动，转轴33转动使螺纹块35和移动杆39横向移动，当移动杆39不能在移动时，拉钩23位于超载砝码箱10的正上方，重复操作荷载砝码箱9的步骤，通过观看电阻应变仪5和屏显计算机6观看金属板13超载情况下的应力变化曲线，需要进行金属板13在超速超载的情况下应力变化曲线演示时，转动竖柄41至图1所示的位置，按下电动推杆31的开关，启动电动推杆31，使齿条32向上移动，进而使转轴33进行转动，转轴33转动使螺纹块35进行横向移动，螺纹块35推动滑动块和第二套筒26同时进行横向移动，当移动杆39不能再被移动时，大齿轮28刚好和小齿轮18相啮合，重复上述操作荷载砝码箱10的操作，通过观看电阻应变仪5和屏显计算机6观看金属板13超速超载情况下的应力变化曲线，得出金属板13的平均使用状况，选择更换金属板13的时机，提升工作人员的工作环境的安全性，缩减公司的经济投入。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，包括横梁（1），其特征在于，所述横梁（1）的底部固定安装有第一支架（2）和第二支架（3），所述第一支架（2）和第二支架（3）相互靠近的一侧设有放置在地面上的四个支腿（7），四个支腿（7）的顶部固定安装有同一个横板（8），所述横板（8）的顶部依次放置有荷载砝码箱（9）和超载砝码箱（10），所述第二支架（3）的一侧设有放置在地面上的放置台（4），所述放置台（4）的顶部固定安装有电阻应变仪（5），所述第一支架（2）的一侧固定安装有第一套筒（16），且第一套筒（16）上固定套设有从动齿轮（17）和小齿轮（18），所述第一套筒（16）的顶部内壁和底部内壁上滑动安装有同一个横轴（19），所述横梁（1）的底部内壁上滑动安装有滑动块，且滑动块的一侧固定安装有固定块（20），所述固定块（20）的一侧开设有安置槽，所述横轴（19）的一端贯穿固定块（20）并延伸至安置槽内，且横轴（19）的一端和安置槽的一侧内壁转动连接，所述横轴（19）上绕设有钢索（21），所述第二支架（3）的一侧内壁上固定安装有伺服电机（24），所述伺服电机（24）的输出轴上固定安装有驱动轴（25），所述第一支架（2）的一侧内壁上滑动安装有第二套筒（26），所述驱动轴（25）的一端贯穿第二套筒（26）的一侧并延伸至第二套筒（26）内，且驱动轴（25）和第二套筒（26）滑动连接，所述第二套筒（26）上固定套设有驱动齿轮（27）和大齿轮（28），所述驱动齿轮（27）和从动齿轮（17）相啮合，所述第二套筒（26）的一侧固定安装有延伸板（29），所述延伸板（29）的一侧贯穿第一支架（2）的一侧内壁并延伸至第一支架（2）的一侧，所述第一支架（2）的一侧固定安装有横条（30），且横条（30）的顶部固定安装有竖条，所述横条（30）的顶部固定安装有电动推杆（31），所述电动推杆（31）输出轴的顶部固定安装有齿条（32），所述竖条的一侧转动安装有转轴（33），且转轴（33）上固定套设有齿轮（34），所述齿轮（34）和齿条（32）相啮合，所述转轴（33）上螺纹连接有螺纹块（35），所述螺纹块（35）的顶部转动安装有推杆（37），所述推杆（37）的一侧贯穿第一支架（2）的一侧并延伸至第一支架（2）的侧壁的一侧，且推杆（37）的一侧和滑动块的一侧固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述第二支架（2）的一侧固定安装有标尺（11），且标尺（11）的量程范围为零厘米至六十厘米。

3.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述荷载砝码箱（9）和超载砝码箱（10）的内部均放置有多个砝码，且荷载砝码箱（9）和超载砝码箱（10）的一侧内壁上均开设有添加通孔。

4.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述放置台（4）的顶部固定安装有屏显计算机（6），且屏显计算机（6）和电阻应变仪（5）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述横梁（1）的一侧开设有放置槽（12），且放置槽（12）的一侧内壁上固定安装有金属板（13），所述金属板（13）的一侧固定安装有温度补偿贴片（14），所述金属板（13）的顶部固定安装有电阻应变贴片（15），且电阻应变贴片（15）和电阻应变仪（5）电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述钢索（21）的底部贯穿安置槽的底部内壁并延伸至固定块（20）的下方，所述钢索（21）的底部固定安装有横块（22），且横块（22）的底部固定安装有拉钩（23）。

7.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述螺纹块（35）的顶部固定安装有轴承（36），所述推杆（37）的一侧贯穿轴承（36）的内圈并和轴承（36）的内圈相焊接。

8.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述第一支架（2）的一侧固定安装有套座（38），且套座（38）远离第一支架（2）的一侧滑动安装有移动杆（39），所述移动杆（39）的一侧和螺纹块（35）的一侧固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述横条（30）的顶部转动安装有转动轴（40），且转动轴（40）的顶部固定安装有竖柄（41），所述竖柄（41）的顶部转动安装有插杆（44），所述螺纹块（35）的底部固定安装有连接块（42），所述连接块（42）和延伸板（29）的一侧均开设有插槽（43），所述插杆（44）延伸至两个插槽（43）内并和两个插槽（43）活动卡装。

10.根据权利要求1所述的一种起重机械金属结构应力应变测试演示系统，其特征在于，所述横梁（1）的一侧固定安装有限位条，且纤维条位于齿条（32）的正上方。