CN110763556A - 一种半八字型混凝土试件夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半八字型混凝土试件夹具，包括夹头，所述夹头上设置有相配合的挡边、可旋转的弹性片和清扫装置；所述夹头包括夹持部和半圆部，其上设有挡边，所述挡边内侧设有物体传感器；所述弹性片与所述挡边异侧相对设置，所述弹性片与所述挡边共同限制混凝土试件的轴向运动；所述清扫装置包括设置在所述夹头内的气道；所述气道上方连接有进气管，所述进气管上设有控制阀，所述控制阀连接有PLC控制器，所述PLC控制器电连接所述物体传感器；所述PLC控制器通过所述物体传感器的传感信号开启或关闭所述控制阀；本夹具不仅能够自清洁，还能方便试件装卡，确保试件不偏移，提高了试验准确性和精度。

Description

一种半八字型混凝土试件夹具

技术领域

本发明涉及到沥青混凝土试件夹具技术领域，具体涉及到一种半八字型混凝土试件夹具。

背景技术

沥青混凝土直接拉伸试验是准确获取沥青混凝土抗拉强度、极限拉伸值以及抗拉弹性模量等一系列抗拉参数的重要技术手段,为混凝土结构设计、理论分析和性能评价提供重要依据。但是现有的八字型沥青混凝土试件拉伸夹具多为内壁半圆形的夹头，直接将试件放置在夹头上，试件两端拉紧而固定试件并进行试验，其在安放试件时，需要操作人员反复调整，以使试件处于准确位置；在拉伸时还得注意试件的前后晃动和移动，试验效率较低，而且测试准确性差。

也有通过夹钳将试件固定的夹具，如中国发明专利(公开号：CN201203556)在2009年公开了一种八字型混凝土极限拉伸试验夹具，用于混凝土极限拉伸试验时对试件进行夹持。其主要包括基架，夹持杆铰接在基架的基板上的圆孔中，两个托板分别通过托板定位销连接在基架两侧的梯形板上。该发明提供的八字型混凝土极限拉伸试验夹具，虽然可对八字型混凝土试件进行夹持和拉伸试验，但实践表明试验的成功率和准确率偏低；每次试验均需安装和拆卸定位销和设置托板位置，比较繁琐，反复测试时不同保持位置的一直性，影响测试效果。

另外，现有的拉伸试验，在多组试件测试时，每次更换试件均需要对夹具进行清理，将上面残留的粉尘、砂粒或碎屑清理下来，以免影响后续试件的夹持，清理时通常需要使用毛刷手动清扫，费时费力，影响测试效率和连续性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种半八字型混凝土试件夹具。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种半八字型混凝土试件夹具，包括夹头，所述夹头上设置有相配合的挡边、可旋转的弹性片和清扫装置；

其中，所述夹头的一端具有开口，所述开口向内形成一容纳空间；所述容纳空间的内壁为曲面，包括靠近所述开口两侧的夹持部及所述夹持部上方的半圆部；所述夹持部与所述半圆部分别设有向圆心方向延伸的所述挡边，所述挡边均设置在所述夹头的同一侧；至少一个所述挡边内侧设有物体传感器；

所述弹性片至少为一对并分别通过转轴设置在所述夹持部上，所述弹性片与所述挡边异侧相对设置，所述弹性片与所述挡边共同限制混凝土试件的轴向运动；

所述清扫装置包括设置在所述夹头内的气道，所述气道的出气方向朝向所述夹持部的内壁设置；所述气道上方连接有进气管，所述进气管上设有控制阀，所述控制阀连接有PLC控制器，所述PLC控制器电连接所述物体传感器；所述PLC控制器通过所述物体传感器的传感信号开启或关闭所述控制阀。

本半八字型混凝土试件夹具通过所述夹头装卡待测试的混凝土试件，待测试的混凝土试件在自身的重力作用下处于竖直状态，其头部刚好落在所述夹持部中，不会左右晃动；在所述挡边和所述弹性片的限制作用下，待测试的混凝土试件不会产生前后偏移或移动；确保试件在拉伸过程中受力均衡且全面，提高测试的准确性和精度。

在安放试件时，所述挡边能够防止试件从所述夹头的另一面穿出，不需要小心翼翼的安放试件，担心试件一面外漏；同时将所述弹性片夹持在试件的另一面从而将试件限制在夹持部中，所述弹性片能够提供弹性夹持力稍微压住试件防止其晃动，不产生过大的夹持力导致测试结果产生偏差。

所述清扫装置能够起到自动清理夹持部和夹头的作用，具体的，当试件装入到夹持部中，所述挡边上的物体传感器能够感知到试件，从而将有物体的指令传递到PLC控制器中，使得所述控制阀关闭，当一个试件测试完毕移开试件时，所述物体传感器探测到物体离开，并将该指令信息传递给所述PLC控制器，从而自动开启所述控制阀，气体从所述气道中吹出，将所述夹持部上残留的粉尘、沙粒、碎屑等吹落，保持夹持部干净无残留，便于下一个试件的安装；避免了每次安装试件时需要用毛刷清理夹头，降低了劳动强度，也有利于提高重复测量的准确性和精度。所述PLC控制器也能够根据试验的开始或结束而启动或关闭整个控制阀。

所述气道的吹起方向倾斜的对应到所述夹持部上，便于准确的将夹持部清理干净；所述物体传感器设置在所述挡边上，一方面便于反馈试件的位置信息，另一方面便于安装和外部走线连接控制器，进行信号传输。

优选的，所述夹持部、所述挡边和所述弹性片朝向待检测试件的一面均设有防滑纹路，所述防滑纹路为波浪形，能够增加夹持的摩擦力，提高固定的稳定性。

进一步的，所述夹持部上设有通孔，所述通孔内设有所述转轴；所述转轴一端通过轴承固定连接在所述夹持部上，所述转轴的另一端向外延伸并安装有旋钮；所述旋钮与所述夹持部的侧壁之间的所述转轴上连接有所述弹性片；所述夹持部上靠近所述开口处还设有限位片。

通过所述转轴带动所述弹性片绕所述夹持部的侧面旋转，在测试时将弹性片转至试件上，在非测试时将弹性片转至夹持部的侧壁上，不影响装卡试件；所述限位片能够将所述弹性片固定在指定位置，防止其下落脱离试件。

优选的，所述旋钮上设有纹路，便于扭动旋钮。

进一步的，所述弹性片包括连接端和自由端，所述连接端与所述自由端之间通过弯折部过渡连接；所述连接端卡接、螺接或焊接在所述转轴上，所述连接端与所述夹持部的侧壁之间存在间隙；所述自由端与所述挡边之间的垂直距离小于或等于所述夹持部的厚度。

折弯结构的弹性片，减少弹性片与夹持部的接触面积，从而减少摩擦力，便于弹性片的转动；自由端靠近所述挡边的一侧，有利于与所述挡边配合限制试件移动。

进一步的，两侧的所述夹持部与所述半圆部的侧壁上均设置有一个所述挡边；三个所述挡边分别向中部延伸并连接在一起形成一整体支撑结构，所述支撑结构的中部设有所述物体传感器。

进一步的，所述弹性片内嵌有磁体。便于所述弹性片在所述夹持部的侧壁上任意位置的停留。

进一步的，所述气道为一对分别对称的设置在所述夹头内；两个所述气道的出气方向交错设置并分别朝向相对侧的所述夹持部。

进一步的，所述气道位于所述半圆部的一侧连接有喷气嘴。所述喷气嘴的设置便于调节吹气角度和风量大小。

进一步的，所述控制阀为气体电磁阀；所述物体传感器为光电传感器、超声波传感器、红外传感器或接近开关中的一种；所述进气管连接有外部气源。

进一步的，所述夹头上方连接有拉杆；所述夹持部和所述清扫装置均以所述拉杆的中轴线对称设置。所述拉杆用于固定连接试验机。

进一步的，一种用于上述半八字型混凝土试件夹具的半八字型混凝土试件，所述半八字型混凝土试件包括上固定部、测试部和下固定部；所述上固定部的周向外轮廓为弧面及曲面、前后端面为平面，所述上固定部与所述测试部圆弧过渡；

所述夹具的夹持部的内壁轮廓与所述上固定部的外轮廓相适配；所述夹持部的厚度大于或等于所述半八字型混凝土试件的厚度；所述夹具的开口尺寸大于所述测试部的尺寸。以确保所述半八字型混凝土试件依靠自重就能够准确卡合在所述夹头上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本半八字型混凝土试件夹具通过所述挡边和所述弹性片的限制，使得待测试的混凝土试件不会产生前后偏移或移动；确保试件在拉伸过程中受力均衡且全面，提高了测试的准确性和精度；2、所述清扫装置能够起到自动清理夹持部和夹头的作用，保持夹持部干净无残留；避免了每次安装试件时需要用毛刷清理夹头，降低了劳动强度，也有利于提高重复测量的准确性和精度；3、所述物体传感器能够感应试件并提高试件位置信息以自动开启和关闭控制阀，实现自动吹气；4、可旋转的弹性片既能够随时夹持试件，也不影响试件的取放。

附图说明

图1为本发明一种半八字型混凝土试件夹具的整体结构示意图；

图2为本发明一种半八字型混凝土试件夹具装卡试件的结构示意图；

图3为本发明一种半八字型混凝土试件夹具的A-A处剖视结构示意图；

图4为本发明一种半八字型混凝土试件夹具的清扫控制示意图；

图5为本发明另一种半八字型混凝土试件夹具的整体结构示意图；

图中：1、夹头；2、挡边；3、弹性片；301、连接端；302、自由端；303、弯折部；4、夹持部；5、半圆部；6、气道；7、进气管；8、控制阀；9、喷气嘴；10、物体传感器；11、转轴；12、旋钮；13、拉杆；14、限位片；15、试件；16、轴承；17、磁体。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1～图3所示，一种半八字型混凝土试件夹具，包括夹头1，所述夹头1上设置有相配合的挡边2、可旋转的弹性片3和清扫装置；

其中，所述夹头1的一端具有开口，所述开口向内形成一容纳空间；所述容纳空间的内壁为曲面，包括靠近所述开口两侧的夹持部4及所述夹持部4上方的半圆部5；所述夹持部4与所述半圆部5的后侧壁上分别设有向圆心方向延伸的所述挡边2，其中一个所述挡边2靠近所述弹性片3的一侧设有物体传感器10；

所述弹性片3为一对并分别通过转轴11设置在所述夹持部4的前侧壁上，所述弹性片3与所述挡边2异侧相对设置，所述弹性片3与所述挡边2共同限制混凝土试件的轴向运动(图中示意为前后方向运动)；

所述清扫装置包括设置在所述夹头1内的气道6，所述气道6的出气方向朝向所述夹持部4的内壁设置；所述气道6上方连接有进气管7，所述进气管7上设有控制阀8，所述控制阀8连接有PLC控制器(图中未示出)，所述PLC控制器电连接所述物体传感器10；所述PLC控制器通过所述物体传感器10的传感信号开启或关闭所述控制阀8。

本半八字型混凝土试件夹具通过所述夹头1装卡试件15，试件15在自身的重力作用下处于竖直状态，其头部刚好落在所述夹持部4中，不会左右晃动；在所述挡边2和所述弹性片3的限制作用下，试件15不会产生前后偏移或移动；确保试件在拉伸过程中受力均衡且全面，提高测试的准确性和精度。

在安放试件时，所述挡边2能够防止试件15从所述夹头1的后面穿出，不需要小心翼翼的安放试件，担心试件15的后侧面外漏；同时将所述弹性片3夹持在试件15的前侧面从而将试件15限制在夹持部4中，所述弹性片3能够提供弹性夹持力稍微压住试件防止其晃动，不产生过大的夹持力导致测试结果产生偏差。

所述清扫装置能够起到自动清理夹持部4和容纳空间的作用，具体的，当试件15装入到容纳空间中，其头部落在所述夹持部4上，所述挡边2上的物体传感器10能够感知到试件15，从而将有物体的指令传递到PLC控制器中，使得所述控制阀8关闭，当一个试件测试完毕移开试件时，所述物体传感器10探测到物体离开，并将该指令信息传递给所述PLC控制器，从而自动开启所述控制阀8，气体将从所述气道6中吹出，将所述夹持部4上残留的粉尘、沙粒、碎屑等吹落，保持夹持部4干净无残留，便于下一个试件的安装；避免了每次安装试件时需要用毛刷清理夹头，降低了劳动强度，也有利于提高重复测量的准确性和精度。所述PLC控制器也能够根据试验的开始或结束而启动或关闭整个控制阀。

所述气道6的吹出方向倾斜的对应到所述夹持部4上，便于准确的将夹持部4清理干净；所述物体传感器10设置在所述挡边2上，一方面便于反馈试件的位置信息，另一方面便于安装和外部走线连接PLC控制器，进行信号传输。

进一步的，如图3所示，所述夹持部4上设有通孔，所述通孔内设有所述转轴11；所述转轴11一端通过轴承16固定连接在所述夹持部4上，所述转轴11的另一端向外延伸并安装有旋钮12；所述旋钮12与所述夹持部4之间的所述转轴11上连接有所述弹性片3；所述夹持部4上靠近所述开口处还设有限位片14。

通过所述转轴11带动所述弹性片3绕所述夹持部4的侧面旋转，在测试时将弹性片3转至试件上，在非测试时将弹性片3转至夹持部的侧壁上，不影响装卡试件；所述限位片14能够将所述弹性片3固定在指定位置，防止其下落脱离试件。

优选的，所述旋钮12上设有纹路，便于扭动所述旋钮12。

进一步的，所述弹性片3包括连接端301和自由端302，所述连接端301与所述自由端302之间通过弯折部303过渡连接；所述连接端301卡接在所述转轴11上，所述连接端301与所述夹持部4的侧壁之间存在间隙；所述自由端302与所述挡边2之间的垂直距离略小于所述夹持部4的厚度，有利于与所述挡边2配合限制试件移动。

折弯结构的弹性片3，减少弹性片3与夹持部4的接触面积，从而减少摩擦力，便于弹性片3的转动。

进一步的，所述气道6为一对分别对称的设置在所述夹头1内；两个所述气道6的出气方向交错设置并分别朝向相对侧的所述夹持部4。

进一步的，所述气道6位于所述半圆部的一侧连接有喷气嘴9。所述喷气嘴9的设置便于调节吹气角度和风量大小。

进一步的，所述控制阀8为气体电磁阀，如SMC公司生产的VCB系列电磁阀；所述物体传感器10为型号KJT-ST系列光电传感器，所述进气管连接有外部气源，外部气源可以为空压机。

进一步的，所述夹头1上方连接有拉杆13；所述夹持部4和所述清扫装置均以所述拉杆13的中轴线对称设置。所述拉杆13用于固定连接试验机。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于，所述挡边设置不相同。

具体的如图5所示，一种半八字型混凝土试件夹具，包括夹头1，所述夹头1上设置有相配合的挡边2、可旋转的弹性片3和清扫装置；

其中，所述夹头包括一体成型的夹持部和半圆部，所述夹持部和所述半圆部形成一个带下部开口的容纳空间，所述容纳空间的内壁为曲面；所述夹持部4与所述半圆部5分别设有向圆心方向延伸的所述挡边2，三个所述挡边2均设置在所述夹头的同一侧；三个所述挡边2分别向中部延伸并连接在一起形成一整体支撑结构，所述支撑结构的中部设有所述物体传感器10；

所述弹性片3为一对并分别通过转轴11设置在所述夹持部4上，所述弹性片3与所述挡边2异侧相对设置，所述弹性片3与所述挡边2共同限制混凝土试件的前后运动；

所述清扫装置包括设置在所述夹头1内的气道6，所述气道6的出气方向朝向所述夹持部4的内壁设置；所述气道6上方连接有进气管7，所述进气管7上设有控制阀8，所述控制阀8连接有PLC控制器，所述PLC控制器电连接所述物体传感器10；所述PLC控制器通过所述物体传感器10的传感信号开启或关闭所述控制阀8。

实施例三：

本实施例提供了一种清扫装置的设置方式，具体的，所述夹头1的上半部开有贯穿的气道6，气道6的两端分别开有内螺纹，进气管7能够螺接在所述气道6的上部；所述气道6的下方位于所述半圆部5的内壁处，并可以螺接喷气嘴9。控制阀8可以设置在夹头的上端部。

实施例四：

本实施例与实施例一的区别在于，所述弹性片3上设有磁体。

如图3所示，所述弹性片3的自由端302上内嵌有磁体17。当所述夹头1为铸铁等金属材料制成时，磁体17可以吸附在夹头1上；便于所述弹性片3在所述夹持部4的侧壁上任意位置的停留。

实施例五：

本实施例提供了一种半八字型混凝土试件，所述半八字型混凝土试件包括上固定部、测试部和下固定部；所述上固定部的周向外轮廓为弧面及曲面、前后端面为平面，所述上固定部与所述测试部圆弧过渡；

所述夹具的夹持部的内壁轮廓与所述上固定部的外轮廓相适配；所述夹持部的厚度大于或等于所述半八字型混凝土试件的厚度；所述夹具的开口尺寸大于所述测试部的尺寸。以确保所述半八字型混凝土试件依靠自重就能够准确卡合在所述夹头上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种半八字型混凝土试件夹具，包括夹头，其特征在于，所述夹头上设置有相配合的挡边、可旋转的弹性片和清扫装置；

其中，所述夹头的一端具有开口，所述开口向内形成一容纳空间；所述容纳空间的内壁为曲面，包括靠近所述开口两侧的夹持部及所述夹持部上方的半圆部；所述夹持部与所述半圆部分别设有向圆心方向延伸的所述挡边，所述挡边均设置在所述夹头的同一侧；至少一个所述挡边内侧设有物体传感器；

所述弹性片至少为一对并分别通过转轴设置在所述夹持部上，所述弹性片与所述挡边异侧相对设置，所述弹性片与所述挡边共同限制混凝土试件的轴向运动；

所述清扫装置包括设置在所述夹头内的气道，所述气道的出气方向朝向所述夹持部的内壁设置；所述气道上方连接有进气管，所述进气管上设有控制阀，所述控制阀连接有PLC控制器，所述PLC控制器电连接所述物体传感器；所述PLC控制器通过所述物体传感器的传感信号开启或关闭所述控制阀。

2.根据权利要求1所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，所述夹持部上设有通孔，所述通孔内设有所述转轴；所述转轴一端通过轴承固定连接在所述夹持部上，所述转轴的另一端向外延伸并安装有旋钮；所述旋钮与所述夹持部的侧壁之间的所述转轴上连接有所述弹性片；所述夹持部上靠近所述开口处还设有限位片。

3.根据权利要求1或2所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，所述弹性片包括连接端和自由端，所述连接端与所述自由端之间通过弯折部过渡连接；所述连接端卡接、螺接或焊接在所述转轴上，所述连接端与所述夹持部的侧壁之间存在间隙；所述自由端与所述挡边之间的垂直距离小于或等于所述夹持部的厚度。

4.根据权利要求1所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，两侧的所述夹持部与所述半圆部的侧壁上均设置有一个所述挡边；三个所述挡边分别向中部延伸并连接在一起形成一整体支撑结构，所述支撑结构的中部设有所述物体传感器。

5.根据权利要求1所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，所述弹性片内嵌有磁体。

6.根据权利要求1所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，所述气道为一对分别对称的设置在所述夹头内；两个所述气道的出气方向交错设置并分别朝向相对侧的所述夹持部。

7.根据权利要求1或6所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，所述气道位于所述半圆部的一侧连接有喷气嘴。

8.根据权利要求1所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，所述控制阀为气体电磁阀；所述进气管连接有外部气源。

9.根据权利要求1所述的半八字型混凝土试件夹具，其特征在于，所述夹头上方连接有拉杆；所述夹持部和所述清扫装置均以所述拉杆的中轴线对称设置。

10.一种用于如权利要求1所述的半八字型混凝土试件夹具的半八字型混凝土试件，其特征在于，所述半八字型混凝土试件包括上固定部、测试部和下固定部；所述上固定部的周向外轮廓为弧面及曲面、前后端面为平面，所述上固定部与所述测试部圆弧过渡；

所述夹具的夹持部的内壁轮廓与所述上固定部的外轮廓相适配；所述夹持部的厚度大于或等于所述半八字型混凝土试件的厚度；所述夹具的开口尺寸大于所述测试部的尺寸。

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