CN110954403A - 一种超静音压剪试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超静音压剪试验机，属于桥梁支座力学性能检验仪领域，其包括主机和水平剪切加载装置，所述主机包括底座和固定连接于底座的丝杠，所述丝杠竖直滑动连接有活动横梁，所述活动横梁设置有驱动活动横梁竖直移动的垂向调节装置，所述垂向调节装置包括转动连接于活动横梁的螺母，所述螺母与丝杠螺纹连接，所述底座固定连接有垂向加载油装置，所述底座固定连接竖直设置的支撑油缸，试验时所述支撑油缸抵触于活动横梁。本发明具有提高检测精度的效果。

Description

一种超静音压剪试验机

技术领域

本发明涉及桥梁支座力学性能检验仪技术领域，更具体地说，它涉及一种超静音压剪试验机。

背景技术

压剪试验机是一种功能先进的桥梁支座力学性能检验仪，可以对橡胶支座进行抗压弹性模量试验、抗剪弹性模量试验、抗剪粘结性能试验、抗剪老化试验、摩擦系数试验、转角试验等。

目前，公开号为CN102539252A的中国发明专利公开了一种微机控制电液伺服大型多功能压剪试验机，包括主机、液压系统、电液伺服控制系统和试样运送小车，其中主机包括底座，竖直固定连接于底座的四个丝杠，四个丝杠上螺纹连接有一个活动横梁，底座上垂直固定连接有垂直向伺服加载油缸，所述垂直向伺服加载油缸活塞通过负荷传感器连接有箱型压板，主机右侧设置移动小车，所述移动小车设置有水平剪切加载装置，水平剪切加载装置用于水平拉动剪力板，从而对试样施加水平方向的剪力。将一个试样放置于箱型压板，将相同的另一试验放置于水平剪切加载装置的剪力板上，推动移动小车，使剪力板位于活动横梁正下方。转动丝杠调节活动横梁的高度从而适应试样的检测高度。然后启动垂直向伺服加载油缸，使其推动箱型压板向上移动。活动横梁和箱型压板使两个试样分别从上下两个方向与剪力板压紧。然后启动水平剪切加载装置，使其水平拉动剪力板，使试样受到竖直方向的压力同时受到水平方向的剪力。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：因为活动横梁和四个丝杠为螺纹连接，而两者的螺纹之间会存在间隙，当垂直向伺服加载油缸实现向上的压力时，因为上述间隙的存在所以活动横梁会产生一个微小的向上移动的位移量，从而导致试验数据产生偏差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种超静音压剪试验机，达到减小试验数据产生偏差的目的。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超静音压剪试验机，包括主机和水平剪切加载装置，所述主机包括底座和固定连接于底座的丝杠，所述丝杠竖直滑动连接有活动横梁，所述活动横梁设置有驱动活动横梁竖直移动的垂向调节装置，所述垂向调节装置包括转动连接于活动横梁的螺母，所述螺母与丝杠螺纹连接，所述底座固定连接有垂向加载油装置，所述底座固定连接竖直设置的支撑油缸，试验时所述支撑油缸抵触于活动横梁。

通过采用上述技术方案，需要试验时，首先垂向调节装置控制活动横梁向下移动适合试样进行试验的高度，然后支撑油缸伸张，利用其对活动横梁施加一个向上的支撑力，使活动横梁产生一个微小的向上移动的位移量，最后再进行压剪力试验。利用支撑油缸支撑活动横梁，从而在试验开始之前使活动横梁向上位移，在试验之前消除螺母与丝杠之间螺纹连接结构的间隙，提高了试验数据的准确性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述垂向调节装置包括通过设置安装架固定连接于活动横梁的调节电机，所述调节电机通过链传动驱动螺母转动。

通过采用上述技术方案，调节电机通过链传动驱动螺母，从而控制活动横梁的升降，并且链传动平均传动比准确，工作可靠，效率高，传递功率大，过载能力强。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座固定连接有水平设置的导轨，所述导轨滑动连接有第一小车，所述水平剪切加载装置设置于第一小车。

通过采用上述技术方案，方便了水平剪切加载装置的移动，可以在主机外安装剪力板和放置试样，使压剪试验机使用更加方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水平剪切加载装置竖直滑动连接于第一小车，所述第一小车固定连接有驱动水平剪切加载装置竖直滑移的浮动油缸。

通过采用上述技术方案，试验时，垂向加载油装置挤压试样，试样会有一个压缩量，从而剪力板会有一个向上的位移量，此时利用浮动油缸推动水平剪切加载装置竖直向上移动相同的位移量，使剪力板的拉力始终保持水平状态。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导轨滑动连接有第二小车，所述第二小车转动连接有四个滚轮，所述第二小车固定连接有驱动滚轮转动的小车电机，四个所述滚轮滚动于导轨。

通过采用上述技术方案，将被测试样放置第二小车上，然后第二小车滑动至活动横梁的正下方，垂向加载油装置推动第二小车向上移动，从而对被测试样施加压力，方便被测试样的放置，方便了压剪试样机的使用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水平剪切加载装置包括支撑架和固定连接于支撑架的水平油缸，所述支撑架水平滑动连接有拉动架，所述水平油缸驱动拉动架水平移动。

通过采用上述技术方案，水平油缸驱动拉动架滑动，从而带动剪力板水平移动，为被测试样提供水平方向的剪力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑架开设有水平设置滑槽，所述拉动架包括夹持杆，所述夹持杆水平方向的两端固定连接有拉杆，所述拉杆远离夹持杆的一端固定连接有支撑杆，所述水平油缸的缸体固定连接于夹持杆，所述水平油缸的活塞杆固定连接于支撑杆。

通过采用上述技术方案，水平油缸伸张时为剪力板提供拉力，因为活塞杆的存在，油缸推力大于拉力，所以可以为剪力板提供更大的拉力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述活动横梁下端固定连接有上压板，所述上压板靠近第一小车的一侧侧壁固定连接有第一抵触块，所述第二小车靠近第一小车的一端固定连接第二抵触块，试验时所述第一抵触块和第二抵触块均与支撑架抵触。

通过采用上述技术方案，剪力板对试样施加剪力时，支撑架抵触于第一抵触块和第二抵触块上，防止第一小车移动，从而水平剪切加载装置可以施加更加稳定的拉力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一小车设置有同步位移结构，所述同步位移结构包括固定连接于第一小车的控制浮动油缸伸缩的三位四通阀，所述三位四通阀的阀芯呈竖直设置并且其至少一端延伸出阀芯，所述三位四通阀设置有使阀芯抵触于垂向加载油装置活动端的弹性件。

通过采用上述技术方案，当三位四通阀阀芯处于中间位置时，三位四通阀所有进口和出口封闭，浮动油缸保压，水平剪切加载装置竖直方向不发生变化。当垂向加载油装置挤压试样时，垂向加载油装置也会带动三位四通阀的阀芯向上移动，三位四通阀控制浮动油缸伸张，当浮动油缸的伸张量和当垂向加载油装置的伸张量相同时，三位四通阀阀芯又会到中间位置，浮动油缸停至伸缩。利用同步位移结构使垂向加载油装置和浮动油缸的伸缩量相同，实现了浮动油缸的自动控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述三位四通阀阀芯抵触于垂向加载油装置活动端的一端转动连接有滚轮，所述滚轮抵触于垂向加载油装置的活动端。

通过采用上述技术方案，当垂向加载油装置靠近主机时，滚轮抵触垂向加载油装置的活动端，从而减小两者之间的摩擦力，减小两者靠近时对三位四通阀阀芯的水平作用力，减小三位四通阀损坏的可能性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

其一，需要试验时，首先垂向调节装置控制活动横梁向下移动适合试样进行试验的高度，然后支撑油缸伸张，利用其对活动横梁施加一个向上的支撑力，使活动横梁产生一个微小的向上移动的位移量，最后再进行压剪力试验。利用支撑油缸支撑活动横梁，从而在试验开始之前使活动横梁向上位移，在试验之前消除螺母与丝杠之间螺纹连接结构的间隙，提高了试验数据的准确性。

其二，水平剪切加载装置竖直滑动连接于第一小车，第一小车固定连接有驱动水平剪切加载装置竖直滑移的浮动油缸，第一小车设置有同步位移结构同步位移结构使垂向加载油装置和浮动油缸的伸缩量相同，利用浮动油缸推动水平剪切加载装置竖直向上移动相同的位移量，使剪力板的拉力始终保持水平状态。

其三，导轨滑动连接有第二小车，将被测试样放置第二小车上，然后第二小车滑动至活动横梁的正下方，垂向加载油装置推动第二小车向上移动，从而对被测试样施加压力，方便被测试样的放置，方便了压剪试样机的使用。

附图说明

图1为本实施例的立体图；

图2为本实施例对安装架进行局部剖的结构示意图；

图3为本实施例用于展示水平剪切加载装置的结构示意图；

图4为本实施例用于展示第一抵触块的结构示意图；

图5为本实施例用于展示。

附图标记：100、主机；101、底座；102、垂向加载油装置；103、丝杠；104、活动横梁；105、垂向油缸；106、下压板；107、支撑油缸；108、上压板；109、第一抵触块；200、水平剪切加载装置；201、滑移板；202、支撑架；203、拉动架；204、夹持杆；205、拉杆；206、支撑杆；207、滑槽；208、水平油缸；209、剪力板；300、垂向调节装置；301、螺母；302、调节电机；303、安装架；304、行星齿轮减速机；305、主动链轮；306、从动链轮；307、辅助链轮；308、传动链；400、导轨；402、第一小车；403、第二小车；404、滚轮；405、移动电机；406、第二抵触块；407、浮动油缸；408、抵触板；500、同步位移结构；501、三位四通阀；502、阀芯；503、弹性件；504、挡环；505、滑轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：如图1所示，为本发明公开的一种超静音压剪试验机，包括主机100和水平剪切加载装置200。主机100用于对试样施加竖直方向的压力，水平剪切加载装置200夹持有剪力板209，水平剪切加载装置200对剪力板209施加水平的拉力，从而使剪力板209对试样施加水平方向的剪力。

如图1所示，主机100包括底座101，底座101固定连接有垂向加载油装置102，垂向加载油装置102用于对试样施加竖直方向的压力。底座101固定连接有四个竖直设置的丝杠103。主机100还包括活动横梁104，活动横梁104套置丝杠103上。活动横梁104设置有驱动其自身竖直移动的垂向调节装置300，垂向调节装置300用于调节活动横梁104的高度，从而可以检测不同厚度的试样。

如图2所示，垂向调节装置300包括转动连接于活动横梁104的螺母301和驱动螺母301转动的调节电机302。螺母301有四个，四个螺母301分别和四个丝杠103螺纹连接，转动螺母301从而带动活动横梁104移动。为了减小螺母301活动横梁104和活动横梁104之间的摩擦力，螺母301可以通过双列圆锥滚子轴承安装于活动横梁104。

如图2所示，活动横梁104上端固定连接有安装架303，安装架303固定连接有行星齿轮减速机304，调节电机302固定连接于行星齿轮减速机304。行星齿轮减速机304的输入轴与调节电机302的主轴同轴固定连接，行星齿轮减速机304的输出轴同轴转动连接有主动链轮305，每个螺母301上内均同轴固定连接有从动链轮306，主动链轮305通过传动链308带动四个从动链轮306转动。传动链308优选静音链。

如图2所示，为了使传动链308和从动链轮306啮合的齿数更多，活动横梁104转动连接有三个辅助链轮307，每个辅助链轮307位于两个丝杠103之间的位置，并且辅助链轮307抵触于传动链308的外周，使传动链308向活动横梁104的中心位置凸起，从而使传动链308和从动链轮306上更多齿啮合。

如图1所示，螺母301和四个丝杠103为螺纹连接，而两者的螺纹之间会存在间隙。当垂向油缸105向上的压力时，因为上述间隙的存在所以活动横梁104会产生一个微小的向上移动的位移量，从而导致试验数据产生偏差。为此，底座101固定连接竖直设置的支撑油缸107，支撑油缸107的活塞杆竖直朝上。需要试验时，首先垂向调节装置300控制活动横梁104向下移动适合试样进行试验的高度，然后支撑油缸107伸张，利用其对活动横梁104施加一个向上的支撑力，使活动横梁104产生一个微小的向上移动的位移量，最后再进行压剪力试验。利用支撑油缸107支撑活动横梁104，从而在试验开始之前使活动横梁104向上位移，在试验之前消除螺母301与丝杠103之间螺纹连接结构的间隙，提高了试验数据的准确性。

如图1所示，垂向加载油装置102包括竖直设置的垂向油缸105，垂向油缸105的缸体固定连接于底座101。垂向油缸105的活塞杆固定连接有下压板106。垂向油缸105伸张推动下压板106向上移动，从而对试样施加压力。

如图1所示，底座101固定连接有水平设置的导轨400，导轨400位于主机100两侧分别滑动连接有小车。小车转动连接有四个滚轮404，滚轮404滚动于导轨400。小车固定连接有移动电机405，移动电机405通过减速器驱动一个滚轮404转动，从而带动小车在导轨400上移动。

如图1所示，上述这样的小车有两个，分别为第一小车402和第二小车403。第一小车402和第二小车403分别位于主机100水平方向的两侧。水平剪切加载装置200设置于第一小车402，方便了水平剪切加载装置200的移动。

试验时，将一个被测试样放置第二小车403上，然后第二小车403滑动至活动横梁104的正下方。然后将另一个试样放置于剪力板209上，然后移动第一小车402，使两个试样位于同一竖直方向上。垂向加载油装置102推动第二小车403向上移动，从而对被测试样施加压力，方便被测试样的放置，方便了压剪试样机的使用。

如图3所示，水平剪切加载装置200包括竖直滑动连接于第一小车402的滑移板201，滑移板201靠近主机100的一端固定连接有支撑架202，支撑架202水平滑动连接有拉动架203。拉动架203包括夹持杆204，夹持杆204水平方向的两端固定连接有拉杆205，拉杆205远离夹持杆204的一端固定连接有支撑杆206。支撑架202开设有水平设置滑槽207，夹持杆204水平滑动连接于滑槽207内。滑移板201固定连接有水平油缸208，水平油缸208的缸体固定连接于夹持杆204，水平油缸208的活塞杆固定连接于支撑杆206。剪力板209固定连接于拉动架203，固定方式可以采用螺栓固定连接。

如图3所示，第一小车402固定连接有驱动水平剪切加载装置200竖直滑移的浮动油缸407。浮动油缸407的缸体固定连接于第一小车402上，浮动油缸407的活塞杆固定连接于滑移板201。试验时，垂向加载油装置102挤压试样，试样会有一个压缩量，从而剪力板209会有一个向上的位移量，此时利用浮动油缸407推动水平剪切加载装置200竖直向上移动相同的位移量，使剪力板209的拉力始终保持水平状态。

如图4所示，活动横梁104下端固定连接有上压板108，上压板108靠近水平剪切加载装置200的一侧侧壁固定连接有第一抵触块109。第二小车403靠近第一小车402的一端固定连接第二抵触块406。试验时第一抵触块109和第二抵触块406均与支撑架202抵触。剪力板209对试样施加剪力时，支撑架202抵触于第一抵触块109和第二抵触块406上，防止第一小车402移动，从而水平剪切加载装置200可以施加更加稳定的拉力。

如图4所示，第一小车402设置有同步位移结构500，同步位移结构500用于控制浮动油缸407的伸缩量，使其伸缩量与垂向油缸105的伸缩量相同。

如图5所示，同步位移结构500包括固定连接于第二小车403的控制浮动油缸407伸缩的三位四通阀501。三位四通阀501的A口和B口分别于浮动油缸407的无杆腔和有杆腔连通。三位四通阀501的P口与液压源连通，液压源可以为液压泵。三位四通阀501的T口连通有储油箱。

如图5所示，三位四通阀501的阀芯502呈竖直设置并且其两端均延伸出阀芯502。阀芯502两端均固定连接有挡环504，阀芯502两端均套设有弹性件503，弹性件503优选为弹簧。弹性件503的一端抵触于三位四通阀501的阀体，另一端抵触于挡环504。当三位四通阀501的阀芯502处于中间位置时，三位四通阀501所有进口和出口封闭，浮动油缸407保压，水平剪切加载装置200竖直方向不发生变化。当垂向加载油装置102挤压试样时，第二小车102也会带动三位四通阀501的阀芯502向上移动，三位四通阀501控制浮动油缸407伸张，当浮动油缸407的伸张量和当垂向加载油装置102的伸张量相同时，三位四通阀501阀芯502又会到中间位置，浮动油缸407停至伸缩。利用同步位移结构500使垂向加载油装置102和浮动油缸407的伸缩量相同，实现了浮动油缸407的自动控制。

如图5所示，下压板106侧壁固定连接有抵触板408，抵触板408靠近三位四通阀501的一端为斜面。三位四通阀501阀芯502下端转动连接有滑轮505，滑轮505抵触于抵触板408。当垂向加载油装置102靠近主机100时，滑轮505抵触于抵触板408，从而减小两者之间的摩擦力，减小两者靠近时对三位四通阀501阀芯502的水平作用力，减小三位四通阀501损坏的可能性。

本实施例的具体工作过程：试验时，将一个试样放置第二小车403上，然后第二小车403滑动至活动横梁104的正下方。然后将另一个试样放置于剪力板209上，然后移动第一小车402，使两个试样位于同一竖直方向上。垂向调节装置300控制活动横梁104向下移动适合试样进行试验的高度，然后支撑油缸107伸张，利用其对活动横梁104施加一个向上的支撑力，使活动横梁104产生一个微小的向上移动的位移量。接着垂向加载油装置102推动第二小车403向上移动，从而对被测试样施加压力。启动水平剪切加载装置200，使其水平拉动剪力板209，使试样受到竖直方向的压力同时受到水平方向的剪力。利用支撑油缸107支撑活动横梁104，从而在试验开始之前使活动横梁104向上位移，在试验之前消除螺母301与丝杠103之间螺纹连接结构的间隙，提高了试验数据的准确性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种超静音压剪试验机，包括主机（100）和水平剪切加载装置（200），所述主机（100）包括底座（101）和固定连接于底座（101）的丝杠（103），所述丝杠（103）竖直滑动连接有活动横梁（104），所述活动横梁（104）设置有驱动活动横梁（104）竖直移动的垂向调节装置（300），所述垂向调节装置（300）包括转动连接于活动横梁（104）的螺母（301），所述螺母（301）与丝杠（103）螺纹连接，所述底座（101）固定连接有垂向加载油装置（102），其特征在于：所述底座（101）固定连接竖直设置的支撑油缸（107），试验时所述支撑油缸（107）抵触于活动横梁（104）。

2.根据权利要求1所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述垂向调节装置（300）包括通过设置安装架（303）固定连接于活动横梁（104）的调节电机（302），所述调节电机（302）通过链传动驱动螺母（301）转动。

3.根据权利要求1所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述底座（101）固定连接有水平设置的导轨（400），所述导轨（400）滑动连接有第一小车（402），所述水平剪切加载装置（200）设置于第一小车（402）。

4.根据权利要求3所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述水平剪切加载装置（200）竖直滑动连接于第一小车（402），所述第一小车（402）固定连接有驱动水平剪切加载装置（200）竖直滑移的浮动油缸（407）。

5.根据权利要求3所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述导轨（400）滑动连接有第二小车（403），所述第二小车（403）转动连接有四个滚轮（404），所述第二小车（403）固定连接有驱动滚轮（404）转动的小车电机，四个所述滚轮（404）滚动于导轨（400）。

6.根据权利要求5所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述水平剪切加载装置（200）包括支撑架（202）和固定连接于支撑架（202）的水平油缸（208），所述支撑架（202）水平滑动连接有拉动架（203），所述水平油缸（208）驱动拉动架（203）水平移动。

7.根据权利要求6所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述支撑架（202）开设有水平设置滑槽（207），所述拉动架（203）包括夹持杆（204），所述夹持杆（204）水平方向的两端固定连接有拉杆（205），所述拉杆（205）远离夹持杆（204）的一端固定连接有支撑杆（206），所述水平油缸（208）的缸体固定连接于夹持杆（204），所述水平油缸（208）的活塞杆固定连接于支撑杆（206）。

8.根据权利要求6所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述活动横梁（104）下端固定连接有上压板（108），所述上压板（108）靠近第一小车（402）的一侧侧壁固定连接有第一抵触块（109），所述第二小车（403）靠近第一小车（402）的一端固定连接第二抵触块（406），试验时所述第一抵触块（109）和第二抵触块（406）均与支撑架（202）抵触。

9.根据权利要求3所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述第一小车（402）设置有同步位移结构（500），所述同步位移结构（500）包括固定连接于第一小车（402）的控制浮动油缸（407）伸缩的三位四通阀（501），所述三位四通阀（501）的阀芯（502）呈竖直设置并且其至少一端延伸出阀芯（502），所述三位四通阀（501）设置有使阀芯（502）抵触于垂向加载油装置（102）活动端的弹性件（503）。

10.根据权利要求9所述的一种超静音压剪试验机，其特征在于：所述三位四通阀（501）阀芯（502）抵触于垂向加载油装置（102）活动端的一端转动连接有滚轮（404），所述滚轮（404）抵触于垂向加载油装置（102）的活动端。

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