CN114235553B - 一种多功能压剪试验机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能压剪试验机，包括试验机机架，试验机机架包括立柱和横梁，横梁上安装有垂向作动器，垂向作动器的动作输出端连接有上压板，试验机机架的左右两侧分别设置有单剪作动器和双剪作动器，单剪作动器和双剪作动器的高度不同，单剪作动器的动作输出端通过插销可拆连接有动态工作台。垂向作动器单独工作，上压板对橡胶支座施加竖向载荷，可以完成垂向压缩试验，垂向作动器与双剪作动器配合，可以完成对橡胶支座的双向剪切试验，而垂向作动器与单剪作动器配合可以完成对橡胶支座的单向剪切试验，实现一台压剪试验机可以完成橡胶支座的垂向压缩试验、单剪试验和双剪试验，实现压剪试验机的多功能。

Description

一种多功能压剪试验机

技术领域

本发明涉及试验机技术领域；尤其涉及一种用于对橡胶支座进行压剪试验的多功能压剪试验机。

背景技术

随着国家的公路、桥梁等基础设施建设的速度加快，对公路桥梁的安全问题提出了新的要求。合理的使用隔震支座也称橡胶支座，可以有效的减小地震对桥梁和建筑结构的破坏，保障建筑和桥梁安全。

橡胶支座的检测需求也随之增长，支座尺寸越来越大对于橡胶支座的检测方式的需求也越来越多样。比较常见的检测方法由垂向压缩、单剪、双剪、转动检测等，垂向压缩是指对橡胶支座施加竖直方向的加载力，垂向压缩试验中也称竖向加压试验，竖向加载力往往比较大，现有技术中有的可达60MN；单剪试验是指在一定的竖向压力作用下，水平作动器对一个橡胶支座进行剪切试验；双剪试验是指，在一定的竖向压力作用下，水平作动器对两个橡胶支座进行剪切试验；转动检测是指对橡胶支座施加一定的竖向载荷，同时利用转角作动器对橡胶支座施加旋转方向的作用力。

有的时候，需要对橡胶支座完成多个方式的检测，现有技术存在的局限性是通常一个设备仅能完成一个方式的检测，检测单位要想完成对橡胶支座的多方式检测，通常需要配备多台不同设备，这会对检测单位的资金储备提出较高要求，也会间接的增加检测成本，当然多台设备还会占用很大的空间，这对场地受限的客户会造成较大困扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以对橡胶支座进行垂向压缩试验、单剪试验和双剪试验的多功能压剪试验机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种多功能压剪试验机，包括试验机机架，试验机机架包括立柱和横梁，横梁上安装有垂向作动器，垂向作动器的动作输出端连接有上压板，试验机机架的左右两侧分别设置有单剪作动器和双剪作动器，单剪作动器和双剪作动器的高度不同，单剪作动器的动作输出端通过插销可拆连接有动态工作台。

本发明的有益效果为：本发明中，垂向作动器单独工作，上压板对橡胶支座施加竖向载荷，可以完成垂向压缩试验，垂向作动器与双剪作动器配合，可以完成对橡胶支座的双向剪切试验，而垂向作动器与单剪作动器配合可以完成对橡胶支座的单向剪切试验，实现一台压剪试验机可以完成橡胶支座的垂向压缩试验、单剪试验和双剪试验，实现压剪试验机的多功能。

降低检测单位对试验机的购置数量，减少设备占用空间。

进一步的，压板上连接有转角作动器。

进一步的，垂向作动器的最大输出力值为60MN。

进一步的，单剪作动器的最大输出力值为20MN。

进一步的，单剪作动器的最大输出力值为4MN。

进一步的，转角作动器的最大输出力值为1.8MN。

进一步的，双剪作动器为用于对橡胶支座进行静态双剪试验的静态双剪作动器。

进一步的，垂向作动器的动作输出端与上压板之间设置有多个并联布置的力传感器。

进一步的，多功能压剪试验机还包括送料转换机构，送料转换机构包括左右布置的固定导轨和升降导轨，升降导轨由导轨升降机构驱动，送料转换机构还包括能够在固定导轨和升降导轨上导向移动的送料小车，送料小车上侧用于放置橡胶支座，升降导轨升降过程中具有上升至与固定导轨对接的高位和下降至将送料小车放置于动态工作台上的低位，送料转换机构还包括用于实现将动态工作台可拆连接于送料小车下侧的可拆连接结构，试验机机架上设置有支撑台，动态工作台、送料小车的底部均具有用于与支撑台支撑配合的支撑配合部，双剪作动器能够沿固定导轨移动并在移动到位后固定，单剪作动器位于双剪作动器的右侧，单剪作动器的动作输出端设置有用于与送料小车可拆连接的销轴连接结构。

进一步的，固定导轨的下侧设置有托举缸，托举缸的活塞杆上连接有用于承接所述动态工作台的托盘。

进一步的，水平作动器的传动杆通过竖向布置的插销实现与动态工作台可拆连接。

进一步的，可拆连接结构包括连接于送料小车上的多个锁紧连杆。

进一步的，动态工作台的支撑配合部由支撑滚动体构成。

进一步的，送料小车上具有用于与固定导轨、升降导轨滚动配合的小车车轮，送料小车的支撑配合部高度高于所述小车车轮的最低位置。

进一步的，升降导轨的中心位置具有通过空间，动态工作台和支撑台能在上下方向通过所述通过空间。

进一步的，送料小车上设置有驱动送料小车在固定导轨与升降导轨之间移动的电动马达。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中双剪作动器的结构示意图；

图3是图1中转角作动器的结构示意图；

图4是图中送料转换机构与单剪作动器的配合示意图；

图5是单剪试验时，橡胶支座、送料小车、动态工作台和支撑台的配合示意图；

图6是垂向压缩试验时，橡胶支座、送料小车和支撑台的配合示意图；

图7是俯视方向上，送料小车与升降导轨的配合示意图；

图8是送料小车与动态工作台的连接示意图；

图9是双剪试验时，橡胶支座、送料小车的配合示意图；

附图标记说明：1、送料转换机构支座；2、举升缸；3、托举缸；4、托盘；5、固定导轨；6、送料小车；7、锁紧连杆；8、橡胶支座；9、电动马达；10、动态工作台；11、升降导轨、12、插销；13、单剪作动器；14、支撑台；15、支撑滚动体；16、小车车轮；17、导轨板；18、通过空间；19、送料小车的支撑配合部；20、螺纹孔；21、试验机机架；22、垂向作动器；23、横梁；24、立柱；25、垂向作动器的活塞杆；26、法兰盘；27、转角作动器；28、测力传感器；29、压板；31、双剪作动器；32、剪切板；33、转动板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

本发明中一种多功能压剪试验机的实施例如图1~9所示：

包括试验机机架21，试验机机架包括底座，底座上固定有立柱24，立柱上端设置有横梁23，横梁23上安装有垂向作动器22，垂向作动器22为一个竖向布置的液压缸，垂向作动器的活塞杆25上连接有压板29，活塞杆与压板29之间设置有四个并列布置的测力传感器28，之所以使用四个测力传感器是因为，本发明中的垂向作动器的最大输出力值为60MN，而市面上常规的单个测力传感器28的最大测力值仅为20MN，因此本发明中，使用四个最大测力值为20MN的测力传感器并列，以满足对垂向作动器输出力的检测。

多功能试验机还包括转角作动器27，转角作动器27包括与压板相连的转角缸，转角缸可随压板上下移动，转角缸的动作输出端连接有可水平转动的转动板33，转动板33具有转动到压板29下侧的转动板第一工位和由压板下侧转离的转动板第二工位，当转动板33处于转动板第一工位时，可对橡胶支座8进行转动检测，此时压板29不直接与橡胶支座8接触，转动板33与待检测的橡胶支座上端接触，压板29通过转动缸、转动板33对橡胶支座8施加竖向加载力的同时，转动板33对橡胶支座8施加旋转方向的扭力，从而完成对橡胶支座的抗扭转动检测；当转动板33处于转动板第二工位时，压板29可以直接对橡胶支座上端施压，转动板不影响压板，转动板第一工位、转动板第二工位切换时，转动板的旋转角度至少为90度，本发明中转角作动器的最大输出力值为1.8MN。

试验机机架的左右两侧分别设置有双剪作动器31和单剪作动器13，双剪作动器中的双剪指的是同时对两个橡胶支座剪切，单剪作动器中的单剪是指对一个橡胶支座剪切。本实施例中，双剪作动器为用于对两个橡胶支座进行静态双剪试验的静态双剪作动器，静态双剪作动器包括第一水平工作缸，第一水平工作缸的活塞杆上通过销轴连接有剪切板32，在进行双剪试验时，剪切板32的上下两侧分别布置橡胶支座8。

单剪作动器13为用于对单个橡胶支座进行动态剪切试验的动态单剪作动器，单剪作动器包括第二水工作缸，第二水平工作缸的活塞杆左端可拆连接有动态工作台10。动态工作台10为一个方块状结构，在进行剪切试验时，动态工作台10位于压板的下侧。对橡胶支座的动态试验和静态试验为两个常规的试验方式，静态试验是指对橡胶支座施加一定的大小、方向不变的剪切力，动态试验是最对橡胶支座施加大小、方向变化的剪切力。本实施例中，双剪作动器的最大输出力值为4MN，单剪作动器的最大输出力值为20MN。

多功能压剪试验机还包括送料转换机构，包括送料转换机构支座1，送料转换机构支座1上设置有支撑台14，动态工作台10的底部具有用于与支撑台支撑配合的支撑配合部，动态工作台的支撑配合部由与支撑台滚动接触配合的支撑滚动体15构成，本实施例中的支撑滚动体为滚动轴承，支撑滚动体15的目的是为了减小动态工作台与支撑台14之间的摩擦力，以便于剪切试验时，单剪作动器13对动态工作台10的水平作用力可以准确的测量得到，但是由于使用了支撑滚动体结构，因此动态工作台不能承担较大的竖向载荷，如果动态工作台承受的竖向载荷较大，支撑滚动体就变形损坏。在本实施例中，单剪作动器的活塞杆通过竖向布置的插销12实现与动态工作台可拆连接。

送料转换机构还包括左右布置的固定导轨5和升降导轨11，升降导轨由导轨升降机构驱动，本实施例中的导轨升降机构包括多个并列布置的举升缸2，送料转换机构还包括能够在固定导轨和升降导轨上导向移动的送料小车6，送料小车6上侧用于放置橡胶支座8。送料小车6包括板状结构小车本体，小车本体的底部具有用于与固定导轨、升降导轨滚动配合的小车车轮16，小车车轮16由电动马达9驱动，电动马达9带着小车车轮16转动，从而实现送料小车在固定导轨和升降导轨之间移动。

升降导轨升降过程中具有上升至与固定导轨对接的高位和下降至将送料小车放置于动态工作台上的低位，送料转换机构还包括用于实现将动态工作台可拆连接于送料小车下侧的可拆连接结构，送料小车的底部具有用于与支撑台支撑配合的支撑配合部，小车本体的底面构成所述支撑配合部，送料小车的支撑配合部19高度高于所述小车车轮16的最低位置。

可拆连接结构用于实现送料小车与动态工作台的临时连接，这样通过送料小车就可以将动态工作台吊运到其它位置。在本实施例中可拆连接结构包括多个锁紧连杆，锁紧连杆7为螺杆，锁紧连杆7平时不使用时可以连接于送料小车上（当然锁紧连杆不使用时也可以置于其它位置）。送料小车的小车本体上开设有螺栓穿孔，动态工作台上开设有与螺栓穿孔对应布置的螺纹孔20，需要将送料小车与动态工作台临时连接时，螺杆穿过螺栓穿孔与螺纹孔旋拧，就可以将动态工作台临时固定于送料小车的底部如图8所示。

在本实施例中，升降导轨的中心位置具有通过空间18，动态工作台10和支撑台14能在上下方向通过所述通过空间18。

具体的，升降导轨11包括两个前后间隔布置的导轨板17，两个导轨板之间的间距与送料小车的小车车轮前后间距匹配，两个导轨板之间的间距大于动态工作台前后方向的宽度，同时也大于支持台14前后方向的宽度，举升缸设置于各导轨板的端部，导轨板由角钢构成，送料小车6的小车车轮可以沿导轨板行走，通过空间18形成于两个导轨板17之间。固定导轨与升降导轨类似，固定导轨包括两个前后间隔布置的导轨板，升降导轨的导轨板间和固定导轨的导轨板间形成沿左右方向延伸的试验台通道，动态工作台10连接于送料小车6下侧时，动态工作台10可以在试验台通道内左右移动。

固定导轨的下侧设置有托举缸3，托举缸的活塞杆上连接有用于承接所述动态工作台的托盘4，在进行竖向加压试验时，送料小车将动态工作台吊移至托盘位置，动态工作台可以放置于托盘上。本实施例中的托举缸和举升缸均为液压缸。

在对一个橡胶支座进行单剪试验时，送料小车将橡胶支座运输指升降导轨上，随后升降导轨下行，送料小车落于动态工作台上，如图5所示，垂向作动器通过压板对橡胶支座上端施加竖向载荷，单剪作动器通过动态工作台、送料小车对橡胶支座施加动态的剪切力，从而实现对单个橡胶支座的动态剪切试验，当然通过对单剪作动器的控制，单剪作动器可以完成对单个橡胶支座的静态剪切试验。此过程中双剪作动器不朝右移动，也不工作。

在需要对单个橡胶支座进行单纯的竖向加压试验时，利用送料小车将动态工作台运输至托举缸的托盘上，然后在送料小车上放置橡胶支座，送料小车移动到升降导轨上后，升降到导轨下行，送料小车直接支撑与支撑台上如图6所示，垂向作动器通过压板29直接对橡胶支座进行竖向加压，可以完成对单个橡胶支座的竖向加压试验，此过程中双剪作动器、单剪作动器均不工作。类似的，需要对单个橡胶支座进行抗扭转动检测时，双剪作动器、单剪作动器均不工作，转动板转动至转动板第一工位，垂向作动器通过转动板对橡胶支座进行施压的同时，转角缸通过转动板对橡胶支座上端施加扭力，从而实现对橡胶支座的抗扭转动检测试验。

需要对两个橡胶支座同时进行剪切试验即双剪试验时，送料小车将位置靠下的橡胶支座运输至升降导轨处，然后升降导轨下行，送料小车支撑于动态工作台10上，双剪作动器朝右移动，剪切板32移动至位置靠下的橡胶支座的上侧，再向剪切板上侧放置一个橡胶支座，如图9所示，垂向作动器通过压板29对两个橡胶支座施压，剪切板对两个橡胶支座同时施加朝左方向的剪切力，此过程中动态工作台与单剪作动器相连，单剪作动器对动态工作台施加朝右方向作用力，保持动态工作台位置不动。

在本发明的其它实施例中，垂向作动器、双剪作动器、单剪作动器、转角作动器的最大输出力值还可以根据需要进行改变；转角作动器还可以不设，此时的压剪试验机不能完成对橡胶支座的抗扭转动试验。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种多功能压剪试验机，包括试验机机架，试验机机架包括立柱和横梁，其特征在于：横梁上安装有垂向作动器，垂向作动器的动作输出端连接有上压板，试验机机架的左右两侧分别设置有双剪作动器和单剪作动器，单剪作动器和双剪作动器的高度不同，单剪作动器的动作输出端通过插销可拆连接有动态工作台，多功能压剪试验机还包括送料转换机构，送料转换机构包括左右布置的固定导轨和升降导轨，升降导轨由导轨升降机构驱动，送料转换机构还包括能够在固定导轨和升降导轨上导向移动的送料小车，送料小车上侧用于放置橡胶支座，升降导轨升降过程中具有上升至与固定导轨对接的高位和下降至将送料小车放置于动态工作台上的低位，送料转换机构还包括用于实现将动态工作台可拆连接于送料小车下侧的可拆连接结构，试验机机架上设置有支撑台，动态工作台、送料小车的底部均具有用于与支撑台支撑配合的支撑配合部，双剪作动器能够沿固定导轨移动并在移动到位后固定，单剪作动器位于双剪作动器的右侧，单剪作动器的动作输出端设置有用于与送料小车可拆连接的销轴连接结构，升降导轨包括两个前后间隔布置的导轨板，两个导轨板之间的间距与送料小车的小车车轮前后间距匹配，两个导轨板之间的间距大于动态工作台前后方向的宽度，同时也大于支持台前后方向的宽度，固定导轨包括两个前后间隔布置的导轨板，升降导轨的导轨板间和固定导轨的导轨板间形成沿左右方向延伸的试验台通道，动态工作台连接于送料小车下侧时，动态工作台可以在试验台通道内左右移动，动态工作台的支撑配合部由与支撑台滚动接触配合的支撑滚动体构成。

2.根据权利要求1所述的多功能压剪试验机，其特征在于：压板上连接有转角作动器。

3.根据权利要求1所述的多功能压剪试验机，其特征在于：垂向作动器的最大输出力值为60MN。

4.根据权利要求1所述的多功能压剪试验机，其特征在于：单剪作动器的最大输出力值为20MN。

5.根据权利要求1所述的多功能压剪试验机，其特征在于：双剪作动器的最大输出力值为4MN。

6.根据权利要求2所述的多功能压剪试验机，其特征在于：转角作动器的最大输出力值为1.8MN。

7.根据权利要求1所述的多功能压剪试验机，其特征在于：双剪作动器为用于对橡胶支座进行静态双剪试验的静态双剪作动器。

8.根据权利要求1所述的多功能压剪试验机，其特征在于：垂向作动器的动作输出端与上压板之间设置有多个并联布置的力传感器。