CN113834591A - 一种弹簧支吊架载荷测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种弹簧支吊架载荷测量装置，包括相对设置的上压板和下压板、一端与上压板相铰接且另一端与下压板相固连的支撑杆、设于上压板与下压板之间的调节杆及设于上压板的测量件。当上压板与下压板分别平行地与待测件的上下两端相抵时，调整调节杆，上压板克服待测件的弹性力绕与支撑杆相铰接的支撑铰点相对于下压板翻转挤压待测件的荷重板，测量件通过测量上压板的变形量测量待测件的载荷。本发明中整套装置所涉及的零部件较少，结构较简单，仅需调整调节杆即可，操作较方便，无需手动测量，测量结果较准确，因此可准确且方便地测量弹簧吊支架的载荷。本发明还公开一种弹簧支吊架载荷测量方法。

Description

一种弹簧支吊架载荷测量装置及方法

技术领域

本发明涉及管道支吊架领域，特别涉及一种弹簧支吊架载荷测量装置。本发明还涉及一种弹簧支吊架载荷测量方法。

背景技术

为了减小管道热膨胀冷缩带来的附加应力，在电力、石化等行业广泛使用弹簧支吊架来固定吊装工业管道或设备。

现有的弹簧支吊架通常包括荷重板、底板、花篮螺母和弹簧，荷重板与底板相平行，花篮螺母连接于荷重板与底板之间，弹簧的两端分别与荷重板及底板相抵。安装前，准确测量弹簧支吊架的载荷极为重要。

然而，现有的测量方法通常为采用手拉葫芦手动测量弹簧吊支架的载荷，受测量人员测量经验的限制，测量结构通常不准确。此外，也有借助复杂的试验平台来测量弹簧吊支架，尽管该方式较手动测量准确，但这类试验平台的结构通常较复杂，对使用场地要求多，操作难度较大，测量不方便。

因此，如何准确且方便地测量弹簧吊支架的载荷是本领域技术人员需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种弹簧支吊架载荷测量装置，仅需调整调节板，便可使上压板绕与支撑杆相铰接的支撑铰点翻转挤压待测件的荷重板，测量件通过测量上压板的变形量测量待测件的载荷，结构简单，无需手动测量，因此可准确且方便地测量弹簧吊支架的载荷。本发明的另一目的在于提供一种弹簧支吊架载荷测量方法。

本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置，包括：

相对设置的上压板和下压板；

一端与上压板相铰接且另一端与下压板相固连的支撑杆；

设于上压板与下压板之间的调节杆；

设于上压板的测量件；

当上压板与下压板分别平行地与待测件的上下两端相抵时，调整调节杆，上压板克服待测件的弹性力绕与支撑杆相铰接的支撑铰点相对于下压板翻转挤压待测件的荷重板，测量件通过测量上压板的变形量测量待测件的载荷。

优选的，支撑杆位于上压板与下压板二者的中间。

优选的，下压板靠近待测件的一侧固设有用于向下挤压荷重板的固定压点，测量件位于支撑铰点与固定压点之间。

优选的，支撑杆远离上压板的一端穿过下压板且装于分别与下压板的上下两侧相抵的上固定螺母和下固定螺母。

优选的，调节杆设于上压板与下压板二者远离待测件的一侧。

优选的，调节杆的第一端与上压板相铰接，其第二端穿过下压板且装有与下压板相抵的调节螺母。

优选的，上压板设有水平仪。

优选的，还包括显示器和分别与显示器及测量件相连的控制器，当控制器接收到测量件反馈的载荷信号时，控制器控制显示器显示所测得的载荷值。

本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量方法，应用于上述任一项的弹簧支吊架载荷测量装置，步骤包括：

将待测件置于下压板上，上压板与下压板分别平行地与待测件的上下两端相抵；

调整调节杆，上压板绕与支撑杆相铰接的支撑铰点翻转挤压待测件的荷重板；

依据上压板的变形量，获得测量件的当前应变量；

获得测量件与支撑铰点之间的实际水平距离；

依据载荷、水平距离及应变量之间的对应关系，获取待测件的当前载荷。

优选的，对应关系为

其中，F为待测件的当前载荷；WZ为上压板的抗弯截面系数；σ为测量件的当前应变量；L为测量件与支撑铰点之间的实际水平距离。

相对于背景技术，本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置，包括上压板、下压板、支撑杆、调节杆和测量件，上压板与下压板相对设置，支撑杆一端与上压板相铰接且另一端与下压板相固连，调节杆设于上压板与下压板之间，测量件设于上压板上。

测量时，上压板与下压板相平行，将待测件置于下压板上，上压板与下压板分别平行地与待测件的上下两端相抵，此时上压板不承载；调整调节杆，上压板绕与支撑杆相铰接的铰接点相对于下压板翻转，上压板克服待测件的弹性力挤压待测件的荷重板，上压板发生弹性变形，测量件通过测量上压板的变形量来间接测量待测件的载荷。

由上述可知，本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置，所涉及的零部件较少，结构较简单，仅需调整调节杆即可，操作较方便，无需手动测量，测量结果较准确，因此可准确且方便地测量弹簧吊支架的载荷。

本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量方法，其技术方案与本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置相同，具有相同的有益效果。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施例所提供的弹簧支吊架载荷测量装置的结构图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明一种具体实施例所提供的弹簧支吊架载荷测量装置的测量状态图。

附图标记如下：

定位销01、荷重板02、底板03、花篮螺母04和弹簧05；

上压板1、下压板2、支撑杆3、调节杆4、测量件5、支撑铰点6、固定压点7、上固定螺母8、下固定螺母9和调节螺母10。

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明一种具体实施例所提供的弹簧支吊架载荷测量装置的结构图；图2为图1的俯视图；图3为本发明一种具体实施例所提供的弹簧支吊架载荷测量装置的测量状态图。

本发明实施例公开了一种弹簧支吊架载荷测量装置，适于测量的弹簧支吊架包括定位销01、荷重板02、底板03、花篮螺母04和弹簧05，定位销01水平插装于荷重板02顶部，荷重板02与底板03相对，弹簧05的两端分别与荷重板02及底板03相抵，花篮螺母04连接于荷重板02与底板03之间。文中所有的待测件均是指这类弹簧支吊架。初始状态下，弹簧05受压缩，荷重板02与底板03相平行，定位销01与荷重板02相抵，限制荷重板02上移；测量时，克服弹簧05的弹性力向下挤压荷重板02，直至可水平拔出定位销01，便完成载荷测量。

本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置包括上压板1、下压板2、支撑杆3、调节杆4和测量件5，上压板1与下压板2相对设置，二者均为矩形平板且长度及宽度相等。测量时，上压板1与待测件的荷重板02相抵，待测件的底板03水平地压于下压板2上。需要注意的是，测量前，必须确保上压板1与下压板2相平行，使上压板1与下压板2分别平行地与待测件的上下两端相抵，避免上压板1测量前对荷重板02施压，具体调节方式可参照下述内容。

支撑杆3设于上压板1与下压板2之间，用于支撑上压板1和下压板2。支撑杆3的一端与上压板1相铰接，形成支撑铰点6，使上压板1在测量过程中绕支撑铰点6翻转挤压荷重板02。支撑杆3的另一端与下压板2相固连。

为方便调平上压板1与下压板2，支撑杆3与下压板2可拆卸连接，支撑杆3远离上压板1的一端设有固定螺杆，固定螺杆垂直穿过下压板2，固定螺杆上装有上固定螺母8和下固定螺母9，上固定螺母8和下固定螺母9分别位于下压板2的上下两侧相抵，锁紧支撑杆3，使支撑杆3垂直固定在下压板2上。测量前，支撑杆3穿过下压板2后，通过配合地拧动上固定螺母8与下固定螺母9，使支撑杆3垂直于下压板2上下移动，支撑杆3对应地顶起或下拉上压板1，直至上压板1与下压板2相平行。

当然，支撑杆3与下压板2的连接方式不限于上述内容，例如，支撑杆3也可固定焊接在下压板2上，测量时，手动扶住上压板1，手动调节上压板1与下压板2水平即可，尽管支撑杆3的此种固定方式的测量准确性低于前述方案，但支撑杆3仍能达到支撑及调平双重目的。

调节杆4也设于上压板1与下压板2之间，用于在测量时调节上压板1。调节杆4与支撑杆3相平行。测量件5设于上压板1上，具体可以是粘固在上压板1顶部的应变片。

测量时，上压板1与下压板2相平行，将待测件置于下压板2上，上压板1与下压板2分别平行地与待测件的上下两端相抵，此时上压板1不承载；调整调节杆4，上压板1绕与支撑杆3相铰接的铰接点相对于下压板2翻转，上压板1克服待测件的弹性力挤压待测件的荷重板02，上压板1发生弹性变形，测量件5通过测量上压板1的变形量来间接测量待测件的载荷。

综上所述，本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置，所涉及的零部件较少，结构较简单，仅需调整调节杆4即可，操作较方便，无需手动测量，测量结果较准确，因此可准确且方便地测量弹簧05吊支架的载荷。

支撑杆3位于上压板1与下压板2二者的中间，也即支撑杆3的上端铰接于上压板1的中心，支撑杆3的下端穿过下压板2的中心，这样既方便调平上压板1与下压板2，而且可避免上压板1调平后因重心不稳而倾斜，便于支撑杆3稳定支撑上压板1与下压板2。

下压板2靠近待测件的一侧固设有固定压点7，依靠固定压点7以点压的形式向下挤压荷重板02，测量件5位于支撑铰点6与固定压点7之间，利于准确测量待测件的载荷。

调节杆4设于上压板1与下压板2二者远离待测件的一侧，以附图3为例，调节杆4的顶端与上压板1的右端相连，这样调节杆4可以杠杆的形式带动上压板1的左端移动，方便调节上压板1。

调节杆4的第一端与上压板1相铰接，其第二端设有调节螺杆，调节螺杆穿过下压板2，调节螺杆上装有与下压板2相抵的调节螺母10。测量时，拧动调节螺母10，调节杆4顶起上压板1的右端上移，上压板1绕支撑铰点6转动，上压板1的左端下移挤压荷重板02。如此设置调节杆4，既方便调节下压板2的倾斜角度，又便于控制下压板2施加至荷重板02的载荷。

当然，调节杆4的安装方式不限于上述内容，例如，调节杆4的上端与上压板1之间也可采用螺栓螺母连接，仍可调节下压板2。

上压板1设有水平仪，用于判断上压板1是否水平，进而在测量前判断上压板1与下压板2是否水平，避免上压板1测量前对待测件施压，利于准确测量待测件的载荷。

本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置还包括显示器和控制器，控制器分别与显示器及测量件5相连，当控制器接收到测量件5反馈的载荷信号时，控制器对载荷信号处理转换成数字信号，并将数字信号发送至显示器，显示器显示所测得的载荷值，方便测量人员快速读取测量结果，方便使用。

本发明还公开一种弹簧支吊架载荷测量方法，应用于弹簧支吊架载荷测量装置，步骤包括：

第一步、将待测件置于下压板上，上压板与下压板分别平行地与待测件的上下两端相抵，此时待测件的底部平行地压于下压板的左端，上压板的固定压点与待测件的荷重板相抵，下压板此时不承载。测量前，先配套调节支撑杆上的上固定螺母和下固定螺母，直接上压板与下压板相平行。

第二步、拧动调节螺母，调整调节杆，调节杆带动上压板的右端绕与支撑杆相铰接的支撑铰点翻转，下压板左端的固定压点克服待测件的弹簧的弹性力向下挤压待测件的荷重板，直至可水平的拔出待测件的定位销，停止拧动调节螺母。

第三步、下压板挤压荷重板时，上压板自身发生弹性变形，依据上压板的变形量，获得测量件的当前应变量。

第四步、获得测量件与支撑铰点之间的实际水平距离，实际水平距离也直接测量获得，也可通过距离传感器采样获得。

第五步、依据载荷、水平距离及应变量之间的对应关系，获取待测件的当前载荷。其中，对应关系为

其中，F为待测件的当前载荷；WZ为上压板的抗弯截面系数；σ为测量件的当前应变量；L为测量件与支撑铰点之间的实际水平距离。

以上对本发明所提供的弹簧支吊架载荷测量装置及方法进行了详细介绍，本文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，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，包括：

相对设置的上压板(1)和下压板(2)；

一端与所述上压板(1)相铰接且另一端与所述下压板(2)相固连的支撑杆(3)；

设于所述上压板(1)与所述下压板(2)之间的调节杆(4)；

设于所述上压板(1)的测量件(5)；

当所述上压板(1)与所述下压板(2)分别平行地与待测件的上下两端相抵时，调整所述调节杆(4)，所述上压板(1)克服所述待测件的弹性力绕与所述支撑杆(3)相铰接的支撑铰点(6)相对于所述下压板(2)翻转挤压所述待测件的荷重板(02)，所述测量件(5)通过测量所述上压板(1)的变形量测量所述待测件的载荷。

2.根据权利要求1所述的弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，所述支撑杆(3)位于所述上压板(1)与所述下压板(2)二者的中间。

3.根据权利要求2所述的弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，所述下压板(2)靠近所述待测件的一侧固设有用于向下挤压所述荷重板(02)的固定压点(7)，所述测量件(5)位于所述支撑铰点(6)与所述固定压点(7)之间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，所述支撑杆(3)远离所述上压板(1)的一端穿过所述下压板(2)且装于分别与所述下压板(2)的上下两侧相抵的上固定螺母(8)和下固定螺母(9)。

5.根据权利要求1至3任一项所述的弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，所述调节杆(4)设于所述上压板(1)与所述下压板(2)二者远离所述待测件的一侧。

6.根据权利要求5所述的弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，所述调节杆(4)的第一端与所述上压板(1)相铰接，其第二端穿过所述下压板(2)且装有与所述下压板(2)相抵的调节螺母(10)。

7.根据权利要求1至3任一项所述的弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，所述上压板(1)设有水平仪。

8.根据权利要求1至3任一项所述的弹簧支吊架载荷测量装置，其特征在于，还包括显示器和分别与所述显示器及所述测量件(5)相连的控制器，当所述控制器接收到所述测量件(5)反馈的载荷信号时，所述控制器控制所述显示器显示所测得的载荷值。

9.一种弹簧支吊架载荷测量方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的弹簧支吊架载荷测量装置，步骤包括：

将待测件置于下压板上，上压板与所述下压板分别平行地与所述待测件的上下两端相抵；

调整调节杆，所述上压板绕与支撑杆相铰接的支撑铰点翻转挤压所述待测件的荷重板；

依据所述上压板的变形量，获得测量件的当前应变量；

获得所述测量件与所述支撑铰点之间的实际水平距离；

依据载荷、水平距离及应变量之间的对应关系，获取所述待测件的当前载荷。

10.根据权利要求9所述的弹簧支吊架载荷测量方法，其特征在于，所述对应关系为

其中，F为待测件的当前载荷；WZ为上压板的抗弯截面系数；σ为测量件的当前应变量；L为所述测量件与所述支撑铰点之间的实际水平距离。

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