CN110608955A - 一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，包括调平组件、压臂、支架组件、底座、压载组件、支座组件、砝码组件；支架组件固定于底座上，压臂及调平组件均安装于支架组件上，支架组件将压臂的两端分为调平端及压缩端，调平组件包括手轮、固定块、螺杆；压载组件包括连杆、导向轴、直线轴承、导向座；支座组件包括压轴、试样盘及第一固定支座；砝码组件包括砝码盘及若干砝码，砝码盘用于放置砝码且砝码盘安装在压臂的压缩端远离支架组件的位置。本发明的串联压缩加载装置能够同时加载多个圆柱状试样，并且可以在不同试验场景应用，从而实现针对圆柱状试样压缩试验的高效率、强适应性以及试验装置结构简易的有机统一。

Description

一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置
技术领域
本发明涉及圆柱状试样的力学压缩加载实验及力学性能测试技术领域，特别涉及一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置。
背景技术
圆柱状试样是力学压缩试验中一种典型的试样形状，在力学表征试验中常常可以通过对比压缩加载前后试样的变形来测算和标定材料的力学性能。目前针对圆柱状试样的压缩试验装置虽然种类繁多，面向不同的使用场景有不同的压缩装置，但大多存在以下三个问题：
1、试验效率低。目前针对圆柱状试样的压缩试验装置很少能够完成同步加载多个试样，这样会使压缩试验效率变低，无法短时间实现大批量圆柱状试样的压缩加载试验。
2、适应性差。目前针对圆柱状试样的压缩试验装置适应性较差，很难同时满足在高温、高压和高湿度等环境下作业。并且由于目前的压缩试验于装置大多包括易短路的电子元器件，所以此类装置较难在水浴、油浴等环境中作业，极大限制了压缩试验装置的试验场合。
3、结构复杂，体型较大。由于目前针对圆柱状试样的压缩的试验装置引入电驱动和三角卡盘等驱动和卡紧机构，导致实验装置结构比较复杂。并且导致试验装置的体型庞大，不适合在受限空间内作业。
因此，如何实现高效率、适应性强以及试验装置结构简易的有机统一是圆柱状试样力学试验面临的困难和挑战。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其结构简单，能够同时加载多个圆柱状试样，并且可以在不同试验场景应用，从而实现针对圆柱状试样压缩试验的高效率、强适应性以及试验装置结构简易的有机统一。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，包括调平组件、压臂、支架组件、底座、压载组件、支座组件、砝码组件；所述支架组件固定于底座上，所述压臂及调平组件均安装于支架组件上，支架组件将压臂的两端分为调平端及压缩端，所述调平组件包括手轮、固定块、螺杆；所述固定块与支架组件连接，螺杆的一端与手轮螺纹连接，螺杆的另一端穿过固定块并朝向压臂的调平端的顶部；
所述压载组件包括连杆、导向轴、直线轴承、导向座；所述连杆顶部安装在压臂的压缩端靠近支架组件的位置，所述导向座的一端固定于支架组件上，导向座的另一端设有轴承安装孔，所述直线轴承安装于所述轴承安装孔内，导向轴的一端穿过直线轴承后与连杆底部相连；所述支座组件包括压轴、试样盘及第一固定支座；所述第一固定支座固定于底座上，所述试样盘呈空心圆柱状，试样盘的底部固定于第一固定支座上，试样盘内腔即圆柱状试样放置腔，所述压轴的一端插接于试样盘内，压轴的另一端与导向轴的底部相接；所述砝码组件包括砝码盘及若干砝码，所述砝码盘用于放置砝码且砝码盘安装在压臂的压缩端远离支架组件的位置；
本发明的串联压缩加载装置基于杠杆增压原理实现对于圆柱状试样的压缩加载，试验时，先旋转手轮带动螺杆下移与压臂相接，将压臂调平，然后将圆柱状试样安置到试样盘中，待全部需要试验的圆柱状试样均放置完毕即将压轴轻轻地放置在圆柱状试样的上方，过程中需避免出现冲击和碰撞，然后缓慢旋转手轮使得螺杆与压臂相分离以对圆柱状试样施加相应的载荷，待导向轴与压轴完全接触后，再依次把砝码轻轻地放到砝码盘之中，其中，在对不同数量的圆柱状试样进行压缩加载时，可选用不同长度的压轴或导向轴，以满足对于可压缩的圆柱状试样的数量的调控，最后，根据实际需要把串联压缩加载装置推放到高温、高压和高湿度等环境下，进行相应的作业和试验；当试验完成需要卸载时，先把串联压缩加载装置从相应的作业环境中推出，等待串联压缩加载装置恢复到正常情况后依次把砝码取出，抬起压臂取出压轴并依次取出试样盘中的圆柱状试样。
进一步地，所述支座组件还包括环形垫片，在试样盘的侧部开设有沿试样盘长度方向延伸的开口槽，所述环形垫片由环形圈及垫片构成，所述垫片通过连接杆与环形圈连接，环形圈套接于试样盘外部，连接杆插接于试样盘的开口槽内，垫片嵌装于试样盘内腔；通过设置环形垫片可实现在逐个将圆柱状试样放置于试样盘中时，圆柱状试样不会直接落入到试样盘底部，造成跌落损坏。
进一步地，在所述砝码盘的底部还安装有缓冲器，所述缓冲器的一端与砝码盘相接，缓冲器的另一端固定于底座上。
进一步地，所述支架组件包括一块支座及两块相对设置的支撑板，所述支撑板固定于支座上，所述支座固定于底座上。
进一步地，在所述支架组件上开设有若干压臂安装孔、固定块安装孔、导向座安装孔，其中，当采用相同的连接件将支架组件与固定块及导向座连接时，则固定块安装孔与导向座安装孔可相互替换使用。
进一步地，所述固定块通过螺母及螺栓安装于所述支架组件上；所述压臂通过定位轴安装于支架组件上；所述导向座通过螺母及螺栓安装于所述支架组件上。
进一步地，所述连杆分别通过紧固螺栓与压臂及导向轴连接；所述砝码盘通过定位轴与压臂连接。
进一步地，在所述压臂上开设有若干砝码盘连接孔。
进一步地，所述底座上还安装有推杆组件，或所述底座底部还安装有脚轮。
进一步地，所述推杆组件包括手推杆及两个第二固定支座，所述手推杆呈U字形，两个第二固定支座分别安装于底座的两端，手推杆的两端分别与第二固定支座连接。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本发明的针对圆柱状试样的串联压缩加载装置具有试验效率高的优点，可完成同步加载多个试样的试验，可以短时间实现大批量圆柱状试样的压缩加载试验；
本发明的针对圆柱状试样的串联压缩加载装置具有适应性好的优点，能够同时满足在高温、高压和高湿度等环境下作业，并且由于未设有易短路的电子元器件，所以可以在水浴、油浴等环境中作业，大大增加了压缩试验装置的试验场合；
本发明的针对圆柱状试样的串联压缩加载装置具有结构简单，体型小，操作简单，可靠性高的优点，可以实现在受限空间内作业。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的圆柱状试样的串联压缩加载装置的主视图。
图2是本发明的一个实施例的圆柱状试样的串联压缩加载装置的侧视图。
图3是本发明的一个实施例的支架组件的示意图。
图4是本发明的一个实施例的环形垫片的示意图。
附图标记：1-手轮；2-固定块；3-螺杆；4-压臂；5-支架组件；6-紧固螺栓；7-底座；8-脚轮；9-连杆；10-挡圈；11-导向轴；12-直线轴承；13-导向座；14-压轴；15-试样盘；16-环形垫片；17-第一固定支座；18-第一定位轴；19-手推杆；20-砝码盘；21-砝码；22-缓冲器；23-第二固定支座；24-第一调整垫片；25-第二定位轴；26-销；27-第二调整垫片；28-螺栓；29-螺母；41-减重孔；51-支座；52-支撑板；161-环形圈；162-垫片；163-连接杆；200-圆柱状试样。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例：
实施例一：
如图1及图2所示，一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，包括调平组件、压臂4、支架组件5、底座7、压载组件、支座组件、砝码组件。
具体的，支架组件5固定于底座7上，压臂4及调平组件均安装于支架组件5上，支架组件5将压臂4的两端分为调平端及压缩端，调平组件包括手轮1、固定块2、螺杆3；固定块2与支架组件5连接，螺杆3的一端与手轮1螺纹连接，螺杆3的另一端穿过固定块2并朝向压臂4的调平端的顶部。
压载组件包括连杆9、导向轴11、直线轴承12、导向座13；连杆9顶部安装在压臂4的压缩端靠近支架组件5的位置，导向座13的一端固定于支架组件5上，导向座13的另一端设有轴承安装孔，直线轴承12安装于轴承安装孔内，导向轴11的一端穿过直线轴承12后与连杆9底部相连，具体的，本实施例中连杆9分别通过紧固螺栓6与压臂4及导向轴11连接；且连杆9顶部设置的螺栓安装孔为条孔，在紧固螺栓6与连杆9相接的端面垫设有挡圈10，紧固螺栓6与导向轴11相接的端面垫设有第二调整垫片27。
支座组件包括压轴14、试样盘15及第一固定支座17；第一固定支座17固定于底座7上，试样盘15呈空心圆柱状，试样盘15的底部固定于第一固定支座17上，试样盘15内腔即圆柱状试样200放置腔，压轴14的一端插接于试样盘15内，压轴14的另一端与导向轴11的底部相接。
砝码组件包括砝码盘20及若干砝码21，砝码盘20用于放置砝码21且砝码盘20安装在压臂4的压缩端远离支架组件5的位置。具体的，本实施例中，砝码盘20通过第一定位轴18与压臂4连接，本实施例中仅在压臂4上开设有一个砝码盘连接孔，实际中可在压臂4不同位置开设多个砝码盘连接孔，同时，本实施例中，在压臂4上还开设有多个减重孔41。
作为优选，本实施例中，支座组件还包括环形垫片16，在试样盘15的侧部开设有沿试样盘15长度方向延伸的开口槽，如图4所示，环形垫片16由环形圈161及垫片162构成，垫片162通过连接杆163与环形圈161连接，环形圈161套接于试样盘15外部，连接杆163插接于试样盘15的开口槽内，垫片162嵌装于试样盘15内腔；通过设置环形垫片16可实现在逐个将圆柱状试样200放置于试样盘15中时，圆柱状试样200不会直接落入到试样盘15底部，造成跌落损坏。
如图3所示，本实施例中，支架组件5包括一块支座51及两块相对设置的支撑板52，支撑板52固定于支座51上，支座51固定于底座7上。
具体的，在支架组件5的支撑板52上开设有若干压臂4安装孔、固定块2安装孔、导向座13安装孔，其中，压臂4通过第二定位轴25安装于支架组件5上，且在第二定位轴25上还插接有销26，在第二定位轴25与压臂4相接的端面上设有第一调整垫片24；固定块2通过螺母29及螺栓28安装于支架组件5上，导向座13通过螺母29及螺栓28安装于支架组件5上，由于固定块2及导向座13采用相同的连接件与支架组件5连接，因此固定块2安装孔与导向座13安装孔可相互替换使用。
实际中，可采用在支撑板52上开设多组压臂安装孔、固定块安装孔、导向座安装孔的方式来实现对于可压缩的圆柱状试样200的数量的调控，同时，也可采用在放入试样盘15的圆柱状试样200的数量不同时，选用不同长度的导向轴11与压轴14相互配合的方式来进行试验，具体选用哪种调整方式，可根据实际条件而定。
为了实现更好的移动串联压缩加载装置，本实施例中底座7上还安装有推杆组件，且在底座7底部还安装有脚轮8，其中，本实施例的推杆组件包括手推杆19及两个第二固定支座23，手推杆19呈U字形，两个第二固定支座23分别安装于底座7的两端，手推杆19的两端分别与第二固定支座23连接。
作为优选，本实施例中，在砝码盘20的底部还安装有缓冲器22，缓冲器22的一端与砝码盘20相接，缓冲器22的另一端固定于底座7上。
本实施例的串联压缩加载装置基于杠杆增压原理实现对于圆柱状试样200的压缩加载，试验时，先旋转手轮1带动螺杆3下移与压臂4相接，将压臂4调平，然后将圆柱状试样200安置到试样盘15中，待全部需要试验的圆柱状试样200均放置完毕即将压轴14轻轻地放置在圆柱状试样200的上方，过程中需避免出现冲击和碰撞，然后缓慢旋转手轮1使得螺杆3与压臂4相分离以对圆柱状试样200施加相应的载荷，待导向轴11与压轴14完全接触后，再依次把砝码21轻轻地放到砝码盘20之中，其中，在对不同数量的圆柱状试样200进行压缩加载时，可选用不同长度的压轴14或导向轴11配合使用，或者事先将压臂4、固定块2、导向座13分别安装于支撑板52的合适位置，或者采用上述两种方式的综合使用，以满足对于可压缩的圆柱状试样200的数量的调控，最后，根据实际需要把串联压缩加载装置推放到高温、高压和高湿度等环境下用脚轮8锁紧固定，以进行相应的作业和试验；当试验完成需要卸载时，先脚轮8调整成活动状态，然后把串联压缩加载装置从相应的作业环境中推出，等待串联压缩加载装置恢复到正常情况后依次把砝码21取出，抬起压臂4取出压轴14并依次取出试样盘15中的圆柱状试样200。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，包括调平组件、压臂、支架组件、底座、压载组件、支座组件、砝码组件；
所述支架组件固定于底座上，所述压臂及调平组件均安装于支架组件上，支架组件将压臂的两端分为调平端及压缩端，所述调平组件包括手轮、固定块、螺杆；所述固定块与支架组件连接，螺杆的一端与手轮螺纹连接，螺杆的另一端穿过固定块并朝向压臂的调平端的顶部；
所述压载组件包括连杆、导向轴、直线轴承、导向座；所述连杆顶部安装在压臂的压缩端靠近支架组件的位置，所述导向座的一端固定于支架组件上，导向座的另一端设有轴承安装孔，所述直线轴承安装于所述轴承安装孔内，导向轴的一端穿过直线轴承后与连杆底部相连；
所述支座组件包括压轴、试样盘及第一固定支座；所述第一固定支座固定于底座上，所述试样盘呈空心圆柱状，试样盘的底部固定于第一固定支座上，试样盘内腔即圆柱状试样放置腔，所述压轴的一端插接于试样盘内，压轴的另一端与导向轴的底部相接；
所述砝码组件包括砝码盘及若干砝码，所述砝码盘用于放置砝码且砝码盘安装在压臂的压缩端远离支架组件的位置。
2.根据权利要求1所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，所述支座组件还包括环形垫片，在试样盘的侧部开设有沿试样盘长度方向延伸的开口槽，所述环形垫片由环形圈及垫片构成，所述垫片通过连接杆与环形圈连接，环形圈套接于试样盘外部，连接杆插接于试样盘的开口槽内，垫片嵌装于试样盘内腔。
3.根据权利要求1所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，在所述砝码盘的底部还安装有缓冲器，所述缓冲器的一端与砝码盘相接，缓冲器的另一端固定于底座上。
4.根据权利要求1所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，所述支架组件包括一块支座及两块相对设置的支撑板，所述支撑板固定于支座上，所述支座固定于底座上。
5.根据权利要求1所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，在所述支架组件上开设有若干压臂安装孔、固定块安装孔、导向座安装孔。
6.根据权利要求1至5中任一所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，所述固定块通过螺母及螺栓安装于所述支架组件上；所述压臂通过定位轴安装于支架组件上；所述导向座通过螺母及螺栓安装于所述支架组件上。
7.根据权利要求1至5中任一所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，所述连杆分别通过紧固螺栓与压臂及导向轴连接；所述砝码盘通过定位轴与压臂连接。
8.根据权利要求1所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，在所述压臂上开设有若干砝码盘连接孔。
9.根据权利要求1所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，所述底座上还安装有推杆组件，或所述底座底部还安装有脚轮。
10.根据权利要求9所述的一种针对圆柱状试样的串联压缩加载装置，其特征在于，所述推杆组件包括手推杆及两个第二固定支座，所述手推杆呈U字形，两个第二固定支座分别安装于底座的两端，手推杆的两端分别与第二固定支座连接。
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