CN110514537A - 落锤冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种落锤冲击试验装置，涉及冲击试验装置领域。该落锤冲击试验装置包括主体框架和设置在主体框架上的落锤、吊梁、升降组件和缓冲组件，升降组件设置在主体框架的一端，缓冲组件设置在主体框架的另一端，落锤可移动地设置在主体框架上、且位于升降组件和缓冲组件之间。升降组件与吊梁连接，吊梁上设有锁紧单元，锁紧单元选择性地与落锤连接，以锁紧或释放落锤。该落锤冲击试验装置利用锁紧单元控制落锤的锁定和释放，安全性高，操作方便快捷，有利于提高冲击试验的效率以及试验结果的精确度。

Description

落锤冲击试验装置

技术领域

本发明涉及冲击试验装置领域，具体而言，涉及一种落锤冲击试验装置。

背景技术

经研究发现，落锤冲击试验装置需要将落锤从高处自由下落，利用下落产生的冲击能冲击杆件，对杆件施加轴向力，以测试杆件所能承受的最大轴向力。

目前，对于试验过程中落锤的抬升、初始位置的固定等操作极为不便，并且，由于落锤的质量大，试验操作过程中很容易出现掉落等现象，引发不必要的安全问题。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种落锤冲击试验装置，其能够提高落锤试验过程中的安全性，便于落锤的固定和释放，有利于提高冲击试验的便利性和安全性。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种落锤冲击试验装置，包括主体框架和设置在所述主体框架上的落锤、吊梁、升降组件和缓冲组件，所述升降组件设置在所述主体框架的一端，所述缓冲组件设置在所述主体框架的另一端，所述落锤可移动地设置在所述主体框架上、且位于所述升降组件和所述缓冲组件之间；

所述升降组件与所述吊梁连接，所述吊梁上设有锁紧单元，所述锁紧单元选择性地与所述落锤连接，以锁紧或释放所述落锤。

在可选的实施方式中，所述锁紧单元包括驱动组件、转轴和卡块；所述卡块固定在所述转轴上，所述驱动组件与所述转轴连接，用于带动所述转轴旋转，以使所述卡块选择性地与所述落锤连接。

在可选的实施方式中，所述驱动组件包括伸缩元件、拉杆、连杆和摆动杆，所述摆动杆与所述转轴连接，所述连杆与所述摆动杆铰接，所述拉杆与所述连杆固定连接，所述伸缩元件与所述拉杆固定连接。

在可选的实施方式中，所述连杆的两端分别连接有一个所述摆动杆，每个所述摆动杆与一个所述转轴连接。

在可选的实施方式中，所述卡块上设有防滑部，所述防滑部用于与所述落锤抵接。

在可选的实施方式中，所述落锤包括容置架和重锤，所述重锤安装在所述容置架上；所述容置架上设有卡槽，所述卡槽用于选择性地与所述锁紧单元卡接。

在可选的实施方式中，所述主体框架包括多个导向杆，所述落锤与所述导向杆连接、并能沿所述导向杆滑动。

在可选的实施方式中，所述主体框架上设有防护件，所述防护件包括防护板和防护杆，所述防护杆的一端与所述防护板固定连接，另一端与所述导向杆连接。

在可选的实施方式中，所述缓冲组件包括垫盘和缓冲板，所述缓冲板安装在所述垫盘上，所述垫盘固定在所述主体框架内。

在可选的实施方式中，所述缓冲组件包括横梁、缓冲柱和连接柱，所述缓冲柱安装在所述主体框架内，所述缓冲柱上设有所述横梁，所述连接柱的一端与所述横梁连接，所述连接柱的另一端与所述垫盘连接。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本实施例提供的落锤冲击试验装置，通过在吊梁上设置锁紧单元，锁紧单元能选择性地与落锤连接。当锁紧单元与落锤连接，能够固定落锤，防止落锤下落。当锁紧单元与落锤不连接时，能够释放落锤，利用落锤下落产生的冲击能作用到测试杆件上，完成冲击试验。该落锤冲击试验装置操作便利，能快速实现落锤的固定和释放，安全性能高，可靠性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的整体的结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的主体框架的第一视角的结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的主体框架的第二视角的结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的吊梁的一种结构示意图；

图5为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的落锤的第一视角的结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的落锤的第二视角的结构示意图；

图7为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的锁紧单元的第一视角的结构示意图；

图8为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的锁紧单元的第二视角的结构示意图；

图9为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的锁紧单元与落锤的连接的应用场景的一种结构示意图；

图10为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的缓冲组件的第一视角的结构示意图；

图11为本发明具体实施例提供的一种落锤冲击试验装置的缓冲组件的第二视角的结构示意图。

图标：100-落锤冲击试验装置；110-主体框架；101-立柱；103-顶板；105-底板；106-防护栏；107-防护网；108-楼梯；111-第一导向柱；113-第二导向柱；115-防护件；116-防护板；117-防护杆；130-落锤；131-重锤；133-容置架；135-卡持件；136-卡持板；1361-第一延伸部；1363-第二延伸部；137-第二导向孔；138-导向滑套；140-吊梁；141-第一导向孔；143-吊环；150-升降组件；151-驱动电机；152-减速机；153-卷扬机；154-吊绳；160-锁紧单元；161-伸缩元件；162-拉杆；163-连杆；164-摆动杆；165-转轴；166-旋转外套；167-固定板；168-卡块；169-防滑部；170-缓冲组件；171-横梁；172-缓冲柱；173-垫盘；175-缓冲板；177-连接柱；180-冲击头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，本实施例提供了一种落锤冲击试验装置100，包括主体框架110和设置在主体框架110上的落锤130、吊梁140、升降组件150和缓冲组件170，升降组件150设置在主体框架110的一端，缓冲组件170设置在主体框架110的另一端，落锤130可移动地设置在主体框架110上、且位于升降组件150和缓冲组件170之间。升降组件150与吊梁140连接，吊梁140上设有锁紧单元160，锁紧单元160选择性地与落锤130连接，以锁紧或释放落锤130。当需要落锤130下落冲击测试杆件时，锁紧单元160释放落锤130。当需要将落锤130提升至预设高度时，锁紧单元160与落锤130连接，升降组件150将吊梁140提升时，落锤130随着吊梁140一并上升至预设高度，从而实现落锤130的下降和上升，该落锤冲击试验装置100结构可靠、操作方便，安全性高。

具体的，请参考图2和图3，主体框架110包括四根立柱101、顶板103和底板105，四根立柱101的顶部设置顶板103，顶板103上安装升降组件150。四根立柱101的底部固定在底板105上，落锤130和缓冲组件170设置在顶板103和底板105之间，且缓冲组件170靠近底板105设置。主体框架110内设置两个导向柱，即第一导向柱111和第二导向柱113，两个导向柱相对设置，导向柱的一端固定在顶板103上，另一端固定在底板105上。

请参考图4，吊梁140的一端滑动连接在第一导向柱111上，另一端滑动连接在第二导向柱113上。可选的，吊梁140的两端分别开设有第一导向孔141，第一导向孔141内分别安装有导向套，导向套与第一导向孔141同轴安装，第一导向柱111和第二导向柱113分别穿过第一导向孔141中的导向套，使得吊梁140能沿第一导向柱111和第二导向柱113上升或下降。

类似地，落锤130的一端滑动连接在第一导向柱111上，另一端滑动连接在第二导向柱113上。请参考图5和图6，本实施例中，落锤130包括容置架133和安装在容置架133内的重锤131，重锤131和容置架133可拆卸地连接，这样设置便于快速更换重锤131，通过更换不同质量的重锤131能使落锤130下落后产生不同的冲击能，以适应不同工况的试验。具体的，容置架133的两侧分别开设第二导向孔137，用于供第一导向柱111和第二导向柱113穿过，以便于容置架133能够沿第一导向柱111和第二导向柱113移动。为了减小容置架133和导向柱相对运动过程的摩擦，延长设备使用寿命，第二导向孔137内安装了导向滑套138。可选地，第二导向孔137的数量为四个，容置架133的顶部靠近吊梁140的一端，两侧分别设置了一个第二导向孔137；容置架133的底部的两侧分别设置了一个第二导向孔137，这样设置能够使容置架133移动过程中更加平稳、可靠，增加稳定性。

容置架133的中部开设有凹槽，凹槽用于供测试杆件穿过，测试杆件上套设有冲击头180，冲击头180与容置架133的底部固定连接，落锤130下落过程中，冲击头180随落锤130一起下降，且冲击头180沿测试杆件滑落。

容置架133上设有卡槽，卡槽用于选择性地与锁紧单元160卡接。具体的，卡槽形成卡持空间。可选的，容置架133的顶部设有两个卡持件135，每个卡持件135包括两个卡持板136，即第一卡持板136和第二卡持板136，第一卡持板136和第二卡持板136相对设置，第一卡持板136和第二卡持板136之间形成卡持空间。第一卡持板136上朝靠近第二卡持板136的方向凸设第一延伸部1361，第二卡持板136上朝靠近第一卡持板136的方向凸设第二延伸部1363，第一延伸部1361和第二延伸部1363位于同一平面上、且第一延伸部1361和第二延伸部1363之间留有间隙，便于卡块168卡入。

请参照图7和图8，吊梁140上设置锁紧单元160，锁紧单元160包括驱动组件、转轴165、卡块168和固定板167。卡块168固定在转轴165上，驱动组件与转轴165连接，用于带动转轴165旋转，以使卡块168选择性地与落锤130连接。其中，驱动组件包括伸缩元件161、拉杆162、连杆163和摆动杆164。摆动杆164与转轴165连接，连杆163与摆动杆164铰接，拉杆162与连杆163固定连接，伸缩元件161与拉杆162固定连接。具体的，拉杆162的一端固定在伸缩元件161上，另一端固定在连杆163上，伸缩元件161能实现直线伸缩运动，带动连杆163沿直线运动；连杆163与摆动杆164铰接，连杆163直线运动带动摆动杆164转动，摆动杆164带动转轴165转动。

固定板167与吊梁140连接，固定板167上安装旋转外套166，吊梁140、固定板167和旋转外套166上均开设有安装通孔，转轴165依次穿过旋转外套166、固定板167和吊梁140上的安装通孔，并能在安装通孔内转动。本实施例中，转轴165的两端分别位于固定板167的两侧，转轴165位于固定板167上表面的一端与摆动杆164固定连接，转轴165远离摆动杆164的一端与卡块168固定连接，且连接在卡块168的中部。可选地，伸缩元件161可以为伸缩气缸，当然，并不仅限于此，伸缩元件161还可以是曲柄滑块、丝杆螺母、齿轮齿条等其他能实现往复直线运动的结构，这里不作具体限定。

可选的，本实施中的转轴165数量为两个。连杆163的两端分别连接有一个摆动杆164，每个摆动杆164与一个转轴165连接，每个转轴165远离摆动杆164的一端设有卡块168。卡块168用于与卡持件135选择性地连接。容易理解，卡块168呈长条形，卡块168的宽度小于第一延伸部1361和第二延伸部1363之间的间隙，卡块168的长度大于第一延伸部1361和第二延伸部1363之间的间隙。当锁紧单元160需要固定落锤130，防止落锤130下降时，卡块168呈纵向进入卡持空间内，卡块168的宽度方向进入第一延伸部1361和第二延伸部1363之间的间隙，这样卡块168才能进入卡持空间内。进入之后，伸缩元件161移动带动摆动杆164、转轴165转动，卡块168随转轴165旋转一定的角度，如图9所示，卡块168呈横向设置，抵持在第一延伸部1361和第二延伸部1363上。由于卡块168的长度大于第一延伸部1361和第二延伸部1363之间的间隙，卡块168呈横向设置时无法从间隙中脱离，即实现锁紧单元160和落锤130的连接。当锁紧单元160需要释放落锤130时，伸缩元件161移动带动摆动杆164、转轴165转动，卡块168随转轴165旋转一定的角度，从横向设置状态旋转为纵向设置状态，此时卡块168能够从第一延伸部1361和第二延伸部1363之间的间隙中脱离，释放落锤130。容易理解，伸缩元件161的直线运动距离能确保转轴165以及卡块168旋转约九十度，这样就能实现落锤130的释放和固定，操控简单方便，结构可靠，便于提高冲击试验的效率和安全性。可选地，卡块168上设有防滑部169，防滑部169设于卡块168靠近摆动杆164的一侧，防滑部169用于与落锤130抵接。这样设置后能使卡块168与卡持件135的抵接更加可靠，安全性增高。

为了提高该主体框架110的安全性和便利性，立柱101顶部的顶板103上设置有防护栏106，底板105设置有防护网107，立柱101侧方还设有楼梯108，便于工作人员进入立柱101顶部进行维修、检修、安装等作业，提高作业安全性。其次，主体框架110上设有防护件115，防护件115包括防护板116和防护杆117，防护杆117的一端与防护板116固定连接，另一端与立柱101连接，提高主体框架110的连接强度、整体稳定性和安全性，也能提高主体框架110的整体承载能力。

升降组件150包括驱动电机151、减速机152、卷扬机153和吊绳154，驱动电机151与减速机152传动连接，减速机152与卷扬机153传动连接，吊绳154与卷扬机153连接。可选地，卷扬机153的数量为两个，两个卷扬机153分别与减速机152传动连接，吊梁140上设置有两个吊环143，每个吊环143与一根吊绳154固定连接。

请参照图10和图11，缓冲组件170包括垫盘173和缓冲板175，缓冲板175安装在垫盘173上，垫盘173固定在主体框架110上。具体的，主体框架110内设有两个横梁171和四个缓冲柱172，四个缓冲柱172分别安装在底板105上，横梁171安装在缓冲柱172远离底板105的一端，其中一个横梁171的两端分别连接同一侧的两个缓冲柱172；另一个横梁171的两端分别连接另一侧的两个缓冲柱172。垫盘173设置在四个立柱101之间，且垫盘173的一端与一个横梁171固定连接，另一端与另一个横梁171固定连接。可选地，连接柱177的一端与垫盘173固定连接，另一端与横梁171固定连接。本实施例中，垫盘173和横梁171上分别开设有安装孔，用于供连接柱177穿过。连接柱177依次穿过横梁171和垫盘173上的安装孔，连接柱177的两端安装螺母实现锁紧，以连接垫盘173和横梁171。可选地，连接柱177的数量为四个，每个横梁171上设置两个连接柱177，使得连接柱177受力更加均匀，提高结构的稳定性。缓冲板175固定安装在垫盘173上，当落锤130自由下落后，用于缓冲吸收落锤130的冲击能，起到缓冲减震作用。

根据本实施例提供的一种落锤冲击试验装置100，其工作原理是：

该落锤冲击试验装置100可用于测试锚杆的最大轴向承受力，首先，将锚杆放入锚杆套中、并往锚杆套中灌浆，容易理解，灌浆可以采用全注浆或半注浆的方式。锚杆套的下端部设有冲击吸收板，冲击吸收板与锚杆套通过螺栓紧固，将锚固为一体的锚杆套、锚杆放入框架的中间位置，锚杆的一端固定在顶板103上。可选地，顶板103上设置加压丝杆和手轮，手轮与加压丝杆连接，加压丝杆与锚杆套连接，通过旋转手轮，能带动加压丝杆转动，将锚杆可靠地固定在顶板103上。锚杆的另一端自然下垂，为自由端，锚杆呈悬垂状态。锚杆从上往下依次穿过吊梁140、落锤130、冲击头180。

试验中，落锤130位于缓冲板175上，将合适质量的重锤131安装至容置架133中，所安装的重锤131的质量根据测试杆件的规格型号而定。将重锤131与容置架133固定安装好后，启动驱动电机151，带动卷扬机153转动，吊绳154下降，将吊梁140沿第一导向柱111、第二导向柱113下降至落锤130的上方。锁紧单元160中的伸缩元件161转动，使转轴165上连接的卡块168先处于纵向布置状态，以便于卡块168进入卡持件135内；卡块168进入卡持件135内后，伸缩元件161再移动带动摆动杆164、转轴165转动，使卡块168处于横向布置状态，实现卡块168与第一延伸部1361、第二延伸部1363的卡接。驱动电机151反向旋转，带动卷扬机153转动，使吊绳154拉住吊梁140并上升，由于锁紧单元160与落锤130卡接，从而实现落锤130的上升。落锤130沿第一导向柱111、第二导向柱113上升至预设高度。该预设高度即为落锤130下落时的初始高度，该预设高度根据实际试验情况而定，高度越高，下落后产生的冲击能更大。检查缓冲组件170是否固定可靠，冲击锚杆下端的冲击吸收板时，需要将锁紧单元160与落锤130分离，这时，锁紧单元160中的伸缩元件161运动，带动摆动杆164、转轴165转动，使卡块168由横向布置状态转动至纵向布置状态，卡块168从第一延伸部1361和第二延伸部1363之间的间隙脱出，释放落锤130，落锤130沿第一导向柱111和第二导向柱113下落冲击锚杆下端的冲击吸收板，向锚杆施加轴向拉力。吊梁140在吊绳154的作用下停留在落锤130下落的初始位置。通过锚杆套、落锤130以及主体框架110上布设的各类传感器，即可以获得锚杆所受的最大冲击力。若需要进行下一次试验时，只需通过升降组件150、吊梁140再将落锤130上升至预设高度，释放落锤130，重复上述步骤即可。

综上所述，本发明实施例提供了一种落锤冲击试验装置100，设置了主体框架110、升降组件150、缓冲组件170和锁紧单元160，主体框架110采用四根立柱101，结构简单，稳定可靠，且设有防护件115，增强连接强度，提高结构稳定性和承载能力，安全性高。升降组件150能将落锤130上升至不同的下落高度，可以产生不同的冲击能。锁紧单元160能够快速实现落锤130的释放和固定，有利于提高冲击试验效率和安全性，且锁紧单元160结构简单、易于制造，结构可靠。缓冲组件170包括连接柱177、垫盘173和缓冲板175等，结构简单，缓冲减震作用良好。落锤130上升或下降沿第一导向柱111、第二导向柱113移动，稳定性好。该落锤冲击试验装置100就结构简单，易于操作，可重复使用，能适应不同测试杆件的冲击试验，测试结果科学合理，精度高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种落锤冲击试验装置，其特征在于，包括主体框架和设置在所述主体框架上的落锤、吊梁、升降组件和缓冲组件，所述升降组件设置在所述主体框架的一端，所述缓冲组件设置在所述主体框架的另一端，所述落锤可移动地设置在所述主体框架上、且位于所述升降组件和所述缓冲组件之间；

所述升降组件与所述吊梁连接，所述吊梁上设有锁紧单元，所述锁紧单元选择性地与所述落锤连接，以锁紧或释放所述落锤。

2.根据权利要求1所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述锁紧单元包括驱动组件、转轴和卡块；所述卡块固定在所述转轴上，所述驱动组件与所述转轴连接，用于带动所述转轴旋转，以使所述卡块选择性地与所述落锤连接。

3.根据权利要求2所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述驱动组件包括伸缩元件、拉杆、连杆和摆动杆，所述摆动杆与所述转轴连接，所述连杆与所述摆动杆铰接，所述拉杆与所述连杆固定连接，所述伸缩元件与所述拉杆固定连接。

4.根据权利要求3所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述连杆的两端分别连接有一个所述摆动杆，每个所述摆动杆与一个所述转轴连接。

5.根据权利要求2所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述卡块上设有防滑部，所述防滑部用于与所述落锤抵接。

6.根据权利要求1所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述落锤包括容置架和重锤，所述重锤安装在所述容置架上；所述容置架上设有卡槽，所述卡槽用于选择性地与所述锁紧单元卡接。

7.根据权利要求1所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述主体框架包括多个导向杆，所述落锤与所述导向杆连接、并能沿所述导向杆滑动。

8.根据权利要求7所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述主体框架上设有防护件，所述防护件包括防护板和防护杆，所述防护杆的一端与所述防护板固定连接，另一端与所述导向杆连接。

9.根据权利要求1所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述缓冲组件包括垫盘和缓冲板，所述缓冲板安装在所述垫盘上，所述垫盘固定在所述主体框架内。

10.根据权利要求9所述的落锤冲击试验装置，其特征在于，所述缓冲组件包括横梁、缓冲柱和连接柱，所述缓冲柱安装在所述主体框架内，所述缓冲柱上设有所述横梁，所述连接柱的一端与所述横梁连接，所述连接柱的另一端与所述垫盘连接。