CN112179646A - 一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，涉及结构工程试验技术领域，包括承压组件和加荷组件，承压组件包括承压板和设置于承压板一侧的承压块，加荷组件包括加荷板和特制轴承体，特制轴承体包括连接柱体和两个轴承，连接柱体的两端分别固定于两个轴承的内圈中，两个轴承之间存在间隙，两个轴承的外圈均固定于加荷板上，连接柱体侧面设置有弧形凹槽，承压块远离承压板一端形成弧形凸起，弧形凸起用于与弧形凹槽相接触。本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置能够保证试验过程中轴力作用点不变，确保试验的准确性。

Description

一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置

技术领域

本发明涉及结构工程试验技术领域，特别是涉及一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置。

背景技术

在目前的偏压试验中，偏压构件两端常通过安装铰接的加载辅助装置来模拟其偏压工况，如刀铰装置。传统刀铰装置通常经刀尖以线接触的方式传递荷载，在轴力加载过程中，持续转动的试件会引起刀尖处产生静摩擦力，使得刀尖与上下加荷板产生相对运动，导致轴力作用点发生变化，影响试验的准确性。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，保证试验过程中轴力作用点不变，确保试验的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，包括承压组件和加荷组件，所述承压组件包括承压板和设置于承压板一侧的承压块，所述加荷组件包括加荷板和特制轴承体，所述特制轴承体包括连接柱体和两个轴承，所述连接柱体的两端分别固定于两个所述轴承的内圈中，两个所述轴承之间存在间隙，两个所述轴承的外圈均固定于所述加荷板上，所述连接柱体侧面设置有弧形凹槽，所述承压块远离所述承压板一端形成弧形凸起，所述弧形凸起用于与所述弧形凹槽相接触。

优选地，所述承压块包括设置于所述承压板一侧梯形块，所述梯形块远离所述承压板的一端设置有所述弧形凸起，所述梯形块的横截面由靠近所述承压板的一端至靠近所述弧形凸起的一端依次减小。

优选地，所述承压块的竖截面包括等腰梯形段和第一圆弧段，所述第一圆弧段两侧的切线分别与所述等腰梯形段的两个侧边共线。

优选地，所述弧形凹槽的竖截面包括第二圆弧段和对称设置于所述第二圆弧段两侧的直边段，所述第二圆弧段两侧的切线分别与两个所述直边段共线，两个所述直边段的夹角大于所述等腰梯形段的两个侧边的夹角，所述第一圆弧段所对应的圆心角小于所述第二圆弧段所对应的圆心角。

优选地，所述第一圆弧段所对应的圆心角为60°，所述第二圆弧段所对应的圆心角为120°。

优选地，所述加荷板表面的一端设置有弧形槽口，所述弧形槽口与所述轴承的外圈结构相匹配，两个所述轴承的外圈均固定于所述弧形槽口中。

优选地，还包括多个连接组件，所述连接组件用于连接所述加荷板和偏压构件。

优选地，所述加荷板上设置有多个螺栓孔，所述连接组件包括螺栓和螺母，所述螺栓用于穿过所述螺栓孔和所述偏压构件的端板并由所述螺母进行紧固。

优选地，所述承压板与所述轴承的轴心线相平行的两侧设置有坡口。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，特制轴承体包括连接柱体和两个轴承，连接柱体的两端分别固定于两个轴承的内圈中，两个轴承之间存在间隙，两个轴承的外圈均固定于加荷板上，连接柱体侧面设置有弧形凹槽，承压块远离承压板一端形成弧形凸起，弧形凸起用于与弧形凹槽相接触。试验机向承压板施加力，并将轴力通过承压块和连接柱体加载至轴承的内圈中，将偏压构件与加荷板固定使其与轴承的外圈相连接，在轴力加载过程中，轴承的外圈可以随着偏压构件的转动而转动，但其内圈依旧保持原有位置不变，从而保证试验过程中轴力作用点不变，确保试验的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置的使用示意图；

图2为本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置的立体结构示意图；

图3为本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置的主视图；

图4为本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置的侧视图；

图5为本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置中承压组件的立体结构示意图；

图6为本发明提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置中加荷组件的立体结构示意图。

附图标记说明：1、承压板；2、承压块；3、加荷板；4、轴承；5、连接柱体；6、螺栓孔；7、螺栓；8、螺母；9、偏压构件；10、端板。

具体实施方式

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。

本发明的目的是提供一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，保证试验过程中轴力作用点不变，确保试验的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图4所示，本实施例提供一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，包括承压组件和加荷组件，承压组件包括承压板1和设置于承压板1一侧的承压块2，加荷组件包括加荷板3和特制轴承体，特制轴承体包括连接柱体5和两个轴承4，连接柱体5的两端分别固定于两个轴承4的内圈中，两个轴承4之间存在间隙，两个轴承4的外圈均固定于加荷板3上，连接柱体5侧面设置有弧形凹槽，弧形凹槽沿连接柱体5的长度方向延伸设置，承压块2远离承压板1一端形成弧形凸起，弧形凸起用于与弧形凹槽相接触。试验机向承压板1施加力，并将轴力通过承压块2和连接柱体5加载至轴承4的内圈中，将偏压构件9与加荷板3固定使其与轴承4的外圈相连接，在轴力加载过程中，轴承4的外圈可以随着偏压构件9的转动而转动，但其内圈依旧保持原有位置不变，从而保证试验过程中轴力作用点不变，确保试验的准确性。

如图5所示，承压块2包括设置于承压板1一侧梯形块，梯形块远离承压板1的一端设置有弧形凸起，梯形块的横截面由靠近承压板1的一端至靠近弧形凸起的一端依次减小。具体地，梯形块和弧形凸起为一体式结构。

承压块2的竖截面包括等腰梯形段和第一圆弧段，第一圆弧段两侧的切线分别与等腰梯形段的两个侧边共线。

弧形凹槽的竖截面包括第二圆弧段和对称设置于第二圆弧段两侧的直边段，第二圆弧段两侧的切线分别与两个直边段共线，两个直边段的夹角大于等腰梯形段的两个侧边的夹角，第一圆弧段所对应的圆心角小于第二圆弧段所对应的圆心角。

于本具体实施例中，第一圆弧段的半径与第二圆弧段的半径相同，第一圆弧段所对应的圆心角为60°，第二圆弧段所对应的圆心角为120°。

如图6所示，加荷板3表面的一端设置有弧形槽口，弧形槽口与轴承4的外圈结构相匹配，两个轴承4的外圈均固定于弧形槽口中。

本实施例中还包括多个连接组件，连接组件用于连接加荷板3和偏压构件9。

加荷板3上设置有多个螺栓孔6，连接组件包括螺栓7和螺母8，螺栓7用于穿过螺栓孔6和偏压构件9的端板10并由螺母8进行紧固。

具体地，加荷板3上设置有多组螺栓孔6，使得不同截面尺寸的偏压构件9均能反复利用同一组刀绞装置。加荷板3上的螺栓孔6不应过多，沿着轴承4的轴心线方向，其螺栓孔6应为3个或4个。沿轴承4的轴心线垂直方向最外的一排螺栓孔6应为4个，相邻两排个数相差应为1个。若加荷板3沿着轴承4轴心线方向的宽度较大，可适当增加螺栓孔6的个数。

为了保证本实施例中的刀绞装置有一定的单侧转动空间，承压板1与轴承4的轴心线相平行的两侧设置有坡口。

具体地，承压板1和承压块2可制作成一体，也可通过焊接及其它方式进行组合连接。承压板1为矩形钢板，承压块2采用高强度材料，进而提高装置的极限承载力。

具体地，加荷板3和特制轴承体可制作成一体，也可通过焊接及其它合理方式进行结合。加荷板3为带有弧形槽口的矩形钢板，本实施例中的轴承4为高强度轴承，通过采用高强度材料以满足试验轴力的要求。

轴承4的内圈和外圈之间的滚轴的尺寸可尽量做小，数量可尽量多，以增大接触面积减小滚轴的受力，提高装置的极限承载力。轴承4的滚动摩擦系数应尽量小，使其内圈和外圈更易发生相对转动。连接柱体5与轴承4的内圈相连接，在试验轴力较小时，连接柱体5的重量应能够限制轴承4的内圈发生转动。

于本具体实施例中，采用焊接方式时，其焊脚尺寸不大于10mm。承压板1与加荷板3平面的平整度要求不大于0.1mm，且弧面要求光滑连续，避免出现加工缺陷。

本实施例中提供的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置的使用方法包括以下步骤：

第一步：采用两组含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，将上、下两个加荷板3通过螺栓7连接固定于偏压构件9的上部和下部的端板10上；

第二步：将上、下两个承压板1固定于试验机台座上，再将上下两端固定有加荷组件的偏压构件9放置在下部的承压组件上，下部的承压组件的承压块2抵接于下部的加荷组件的连接柱体5的弧形凹槽中，注意将下部的加荷组件与下部的承压组件对齐，并做简单的临时固定；

第三步：控制作动加载板向下移动，同时注意将上部的加荷组件与上部的承压组件对齐，使得上部的承压组件的承压块2抵接于上部的加荷组件的连接柱体5的弧形凹槽中，直到两者紧密挤压，且整个偏压构件9处于竖直状态时，即完成加载前的准备工作。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，包括承压组件和加荷组件，所述承压组件包括承压板和设置于承压板一侧的承压块，所述加荷组件包括加荷板和特制轴承体，所述特制轴承体包括连接柱体和两个轴承，所述连接柱体的两端分别固定于两个所述轴承的内圈中，两个所述轴承之间存在间隙，两个所述轴承的外圈均固定于所述加荷板上，所述连接柱体侧面设置有弧形凹槽，所述承压块远离所述承压板一端形成弧形凸起，所述弧形凸起用于与所述弧形凹槽相接触。

2.根据权利要求1所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，所述承压块包括设置于所述承压板一侧梯形块，所述梯形块远离所述承压板的一端设置有所述弧形凸起，所述梯形块的横截面由靠近所述承压板的一端至靠近所述弧形凸起的一端依次减小。

3.根据权利要求2所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，所述承压块的竖截面包括等腰梯形段和第一圆弧段，所述第一圆弧段两侧的切线分别与所述等腰梯形段的两个侧边共线。

4.根据权利要求3所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，所述弧形凹槽的竖截面包括第二圆弧段和对称设置于所述第二圆弧段两侧的直边段，所述第二圆弧段两侧的切线分别与两个所述直边段共线，两个所述直边段的夹角大于所述等腰梯形段的两个侧边的夹角，所述第一圆弧段所对应的圆心角小于所述第二圆弧段所对应的圆心角。

5.根据权利要求4所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，所述第一圆弧段所对应的圆心角为60°，所述第二圆弧段所对应的圆心角为120°。

6.根据权利要求1所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，所述加荷板表面的一端设置有弧形槽口，所述弧形槽口与所述轴承的外圈结构相匹配，两个所述轴承的外圈均固定于所述弧形槽口中。

7.根据权利要求1所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，还包括多个连接组件，所述连接组件用于连接所述加荷板和偏压构件。

8.根据权利要求7所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，所述加荷板上设置有多个螺栓孔，所述连接组件包括螺栓和螺母，所述螺栓用于穿过所述螺栓孔和所述偏压构件的端板并由所述螺母进行紧固。

9.根据权利要求1所述的含特制轴承体的偏压试验刀铰装置，其特征在于，所述承压板与所述轴承的轴心线相平行的两侧设置有坡口。

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