CN117309573B - 一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应力检测技术领域，具体涉及一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，包括基座、环境模拟箱和夹具机构；夹具机构包括夹持座、夹持块和弹性件，夹持座内设置有第一侧面、第二侧面和第三侧面，其中，第一侧面与第三侧面相对，三个侧面均为斜面；夹持块有两个，分别与第一侧面和第三侧面保持贴合，且分别沿第一侧面和第三侧面的倾斜方向滑动安装于第二侧面；每个夹持块通过一个弹性件与夹持座连接。通过设置第二侧面并使与第二侧面相对的一面与夹持座侧面贯通，可以将工件从侧面顶推至两个夹持块之间，同时实现两个夹具机构对工件两端的夹持，只需提前调整好两个夹具机构之间的距离即可，操作更简单，耗时少。
Description
技术领域
本发明涉及应力检测技术领域，具体涉及一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一，广泛应用于大型厂房、场馆等结构。钢结构主要由柱子、柱间支撑、梁、檩条、隅撑、桁架等结构组成，不同的构件承受不同的应力，为保证钢结构的稳定性，需要在模拟环境下对其构件进行抗变形检测。
现有的钢结构抗变形检测装置通常由环境模拟箱、钢材固定夹、荷载施加机构、超声波传感器等构成，其中钢材固定夹、荷载施加机构、超声波传感器均安装在环境模拟箱内，在对钢材进行抗拉变形检测时，需要先将钢材两端分别固定于钢材固定夹，之后在环境模拟箱内对钢材施加拉力以检测其抗拉性能。而在对钢结构进行抗变形检测时，一般需要对多个样品进行实验且进行多种环境实验，需要频繁对样品进行拆卸夹持，现有的钢材固定夹需要分别对样品的两端进行夹持，操作复杂且耗时。
发明内容
本发明提供一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，以解决现有检测装置在夹持样品时操作复杂且耗时的问题。
本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置采用如下技术方案：
一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，包括基座、环境模拟箱和夹具机构；环境模拟箱水平滑动安装于基座；基座上固定安装有门型架，夹具机构有两个，其中一个固定安装于基座，另一个可上下滑动地安装于门型架；夹具机构包括夹持座、夹持块和弹性件，夹持座靠近工件的一端为夹持端，远离工件的一端为连接端，夹持座的轴线为夹持端与连接端的中心连线；夹持座内开设有与夹持端连通的夹持槽，夹持槽绕夹持座轴线的周向上具有四个两两相对的侧面，其中一个侧面与夹持座周向上的侧面连通，另外三个侧面分别为第一侧面、第二侧面和第三侧面，其中，第一侧面与第三侧面相对，三个侧面均为斜面，且靠近夹持端的一侧相对于靠近连接端的一侧靠近夹持座的轴线；夹持块有两个，分别与第一侧面和第三侧面保持贴合，且分别沿第一侧面和第三侧面的倾斜方向滑动安装于第二侧面；每个夹持块通过一个弹性件与夹持座连接，弹性件促使夹持块向靠近夹持端一侧移动或有移动的趋势。
进一步地，两个夹持块相对的一面上设置有位置可调的定位块，定位块限制工件沿垂直于夹持座轴向方向移动至两个夹持块之间的极限位置。
进一步地，两个夹持块相对的一面为夹持面，两个夹持面上均安装有转动盘，转动盘与夹持面贴合，且绕垂直于夹持面的轴线转动安装于夹持块；定位块安装于转动盘远离夹持块的一侧，且定位块在转动盘的径向方向上的位置可调。
进一步地，定位块沿转动盘径向滑动安装于转动盘，且转动盘限制定位块绕自身轴线转动；转动盘上转动安装有螺杆，螺杆与定位块螺纹配合，且螺杆远离定位块的一端伸出转动盘。
进一步地，初始状态下，定位块位于转动盘的靠近连接端一侧，螺杆伸出转动盘的部分位于转动盘的靠近夹持端一侧；转动盘的远离第二侧面一侧设置有倒角，用于引导工件移动至两个转动盘之间；工件移动至两个转动盘之间后顶推定位块使转动盘转动，直至定位块随转动盘转动至靠近第二侧面一侧，工件与定位块的靠近转动盘中心一侧抵接，限制其移动至两个夹持块之间的极限位置。
进一步地，第二侧面上设置有两个分别平行于第一侧面和第三侧面的滑槽，每个夹持块上设置有与滑槽配合的凸起，凸起滑动安装于滑槽。
进一步地，夹持块与夹持座之间还设置有驱动件，驱动件促使夹持块相对于夹持座向靠近夹持端方向移动。
进一步地，门型架上安装有可上下滑动的横梁，两个夹持机构的夹持座同轴且两个夹持座的夹持端相对，其中一个夹持座固定于基座，另一个夹持座固定于横梁。
进一步地，基座上设置有水平延伸的滑轨，环境模拟箱滑动安装于滑轨；且滑轨的一端延伸至门型架内，用于使两个夹具机构夹持的工件进入环境模拟箱。
进一步地，环境模拟箱上开设有预留槽，预留槽与环境模拟箱的移动方向平行，且贯穿环境模拟箱的上下两端和靠近门型架的一侧，以便于工件进入环境模拟箱；且环境模拟箱靠近门型架的一侧安装有可启闭的箱门。
本发明的有益效果是：本发明的用于钢结构的多环境抗变形检测装置通过设置第二侧面并使与第二侧面相对的一面与夹持座侧面贯通，可以将工件从侧面顶推至两个夹持块之间，同时实现两个夹具机构对工件两端的夹持，只需提前调整好两个夹具机构之间的距离即可，与现有技术中，在夹持好工件的一端后再移动另一个夹具对工件的另一端进行夹紧的方式相比，操作更简单，耗时少。
进一步地，通过转动盘的转动，使得工件进入两个夹持块之间后，能够进一步向靠近第二侧面方向移动，便于调节工件在两个夹持块之间的位置。且通过设置位置可调的定位块，在工件与抵接平面抵接时，无论工件宽度如何，均能使工件处于两个夹持块之间的居中位置。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置的实施例的整体结构示意图；
图2为本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置的实施例中夹具机构的结构示意图；
图3为本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置的实施例中夹具机构的正视图；
图4为本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置的实施例中夹持座和弹性件的结构示意图；
图5为本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置的实施例中夹持块的结构示意图；
图6为本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置的实施例中夹持块的结构爆炸示意图；
图中：100、基座；110、门型架；120、滑轨；130、横梁；200、环境模拟箱；210、预留槽；220、箱门；300、夹具机构；310、夹持座；311、滑槽；320、夹持块；321、凸起；330、弹性件；340、定位块；350、转动盘；351、螺杆；352、限位槽；400、控制箱；500、操作面板。
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。
本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置的实施例，如图1至图6所示，包括基座100、环境模拟箱200和夹具机构300。
夹具机构300包括夹持座310、夹持块320和弹性件330，夹持座310靠近工件的一端为夹持端，远离工件的一端为连接端，夹持座310的轴线为夹持端与连接端的中心连线；夹持座310内开设有与夹持端连通的夹持槽，夹持槽绕夹持座310轴线的周向上具有四个两两相对的侧面，其中一个侧面与夹持座310周向上的侧面连通，另外三个侧面分别为第一侧面、第二侧面和第三侧面，其中，第一侧面与第三侧面相对，第二侧面与贯通夹持座310的侧面相对，三个侧面均为斜面，且靠近夹持端的一侧相对于靠近连接端的一侧靠近夹持座310的轴线；即，三个侧面限定出了从连接端向夹持端逐渐减小的夹持空间。
夹持块320有两个，分别与第一侧面和第三侧面保持贴合，且分别沿第一侧面和第三侧面的倾斜方向滑动安装于第二侧面；每个夹持块320通过一个弹性件330与夹持座310连接，弹性件330促使夹持块320向靠近夹持端一侧移动或有移动的趋势，且两个夹持块320向靠近夹持端一侧移动时在第一侧面和第二侧面的引导下相互靠近。
基座100上固定安装有门型架110，夹具机构300有两个，其中一个固定安装于基座100，另一个可上下滑动地安装于门型架110；具体地，门型架110上安装有可上下滑动的横梁130，两个夹具机构300的夹持座310同轴且两个夹持座310的夹持端相对，其中一个夹持座310固定于基座100，另一个夹持座310固定于横梁130。其中，横梁130由安装于基座100或门型架110上的液压缸驱动。
环境模拟箱200水平滑动安装于基座100，具体地，基座100上设置有水平延伸的滑轨120，环境模拟箱200滑动安装于滑轨120，且滑轨120的一端延伸至门型架110内，用于使两个夹具机构300夹持的工件进入环境模拟箱200。
使用时，使两个夹具机构300关于水平面对称设置，即，两个夹持座310的三个侧面在竖直方向上一一对应且位于同一侧，调整好两个夹具机构300的间距后，只需将工件从贯通夹持座310的侧面沿水平方向推入两个夹持块320之间即可，具体地，工件先顶推两个夹持块320向靠近第二侧面方向移动，使得两个夹持块320沿第二侧面的倾斜方向向靠近连接端方向移动，两个夹持块320沿第二侧面移动的同时分别沿第一侧面和第三侧面向靠近连接端方向移动，挤压弹性件330并使得两个夹持块320相互远离，直至工件进入两个夹持块320之间，两个夹持块320不再沿第二侧面移动；移动工件至两个夹持块320之间的合适位置后松开工件，两个夹持块320在弹性件330的作用下有向靠近夹持端移动的趋势，并在第一侧面和第二侧面的引导下相互靠近将工件夹紧。
通过设置第二侧面并使与第二侧面相对的一面与夹持座310侧面贯通，可以将工件从侧面顶推至两个夹持块320之间，同时实现两个夹具机构300对工件两端的夹持，只需提前调整好两个夹具机构300之间的距离即可，与现有技术中，在夹持好工件的一端后再移动另一个夹具对工件的另一端进行夹紧的方式相比，操作更简单，耗时少。
在本实施例中，两个夹持块320相对的一面上设置有位置可调的定位块340，定位块340限制工件沿垂直于夹持座310轴向方向移动至两个夹持块320之间的极限位置，优选地，使工件的轴线与夹持块320在工件移动方向上的中心轴线一致，夹持效果最好，对工件拉伸时工件的受力更加均匀。在夹持一些厚度较小且具有一定韧性的钢结构时，若工件的一端在两个夹持块320的连心线的方向上有弯曲，产生弯曲的一端使两个夹持块320需要张开的距离更大，两个夹持块320沿第二侧面移动的位移越大，在两个夹具机构300夹紧工件时，会使得工件的两端在竖直方向上具有一定的倾斜；但在两个夹具机构300进一步夹紧工件或对工件进行拉伸测试时，夹持弯曲一端的两个夹持块320进一步相互靠近，将工件压平的同时沿第二侧面移动带动工件回正，从而使工件恢复竖直。
在本实施例中，两个夹持块320相对的一面为夹持面，两个夹持面上均安装有转动盘350，转动盘350与夹持面贴合，且绕垂直于夹持面的轴线转动安装于夹持块320；定位块340安装于转动盘350远离夹持块320的一侧，且定位块340在转动盘350的径向方向上的位置可调。
在本实施例中，定位块340沿转动盘350径向滑动安装于转动盘350，且转动盘350限制定位块340绕自身轴线转动；具体地，转动盘350上设置有沿转动盘350径向延伸的限位槽352，定位块340上设置有与限位槽352配合的凸块，凸块滑动安装于限位槽352，且限位槽352限制凸块转动进而限制定位块340相对于转动盘350转动。转动盘350上转动安装有螺杆351，且转动盘350限制螺杆351沿自身轴线方向移动；螺杆351穿过限位槽352并与定位块340的凸块螺纹配合，且螺杆351远离定位块340的一端伸出转动盘350，以便于通过转动螺杆351调节定位块340在限位槽352内的位置，进而调节定位块340在转动盘350径向方向上的位置。
在本实施例中，初始状态下，定位块340位于转动盘350的靠近连接端一侧，螺杆351伸出转动盘350的部分位于转动盘350的靠近夹持端一侧；转动盘350的远离第二侧面一侧设置有倒角，用于引导工件移动至两个转动盘350之间。工件移动至两个转动盘350之间后顶推定位块340使转动盘350转动，直至定位块340随转动盘350转动至靠近第二侧面一侧，工件与定位块340的靠近转动盘350中心一侧抵接，限制其移动至两个夹持块320之间的极限位置。具体地，定位块340靠近转动盘350中心的一侧为抵接平面，用于与工件抵接。初始状态下，使螺杆351伸出转动盘350的部分位于转动盘350的靠近夹持端一侧，便于操作人员转动螺杆351调节定位块340的位置。且通过转动盘350的转动，使得工件进入两个夹持块320之间后，能够进一步向靠近第二侧面方向移动，便于工件在两个夹持块320之间的位置。工件在其移动方向上的宽度越大，初始状态下调节定位块340使其距离转动盘350中心越远，工件在其移动方向上的宽度越小，初始状态下调节定位块340使其距离转动盘350中心越近，从而在工件与抵接平面抵接时，无论工件宽度如何，均能使工件处于两个夹持块320之间的居中位置。在工件的两端宽度不一致时，通过调整两个夹具机构300的定位块340处于距离转动盘350中心的不同位置，使定位块340的位置与工件端部的宽度相匹配，能够进一步保证工件处于两个夹持块320之间的居中位置。
在本实施例中，第二侧面上设置有两个分别平行于第一侧面和第三侧面的滑槽311，每个夹持块320上设置有与滑槽311配合的凸起321，凸起321滑动安装于滑槽311，夹持块320沿滑槽311移动时始终与第一侧面或第三侧面保持贴合。
在本实施例中，夹持块320与夹持座310之间还设置有驱动件（图中未示出），驱动件促使夹持块320相对于夹持座310向靠近夹持端方向移动。其中，驱动件为液压缸，液压缸的缸体安装于夹持座310，液压缸的液压杆与夹持块320抵接，且驱动件有两个，分别作用于两个夹持块320。初始安装工件时，液压缸的液压杆可相对于缸体自由伸缩，至工件安装完成后，使安装于横梁130的夹持座310向上移动，并启动驱动件阻碍夹持块320随夹持座310同步向上移动，进而使两个夹持块320进一步夹紧工件。
在本实施例中，环境模拟箱200上开设有预留槽210，预留槽210与环境模拟箱200的移动方向平行，且贯穿环境模拟箱200的上下两端和靠近门型架110的一侧，以便于工件进入环境模拟箱200；且环境模拟箱200靠近门型架110的一侧安装有可启闭的箱门220。其中，环境模拟箱200内设置有加热组件、制冷组件、酸雾组件等用于模拟不同环境的组件，用于测试工件在不同环境下的抗变形能力，用于钢结构的多环境抗变形检测装置还包括控制箱400和操作面板500，控制环境模拟箱200和夹具机构300的中控均位于控制箱400内，通过操作面板500可控制环境模拟箱200和夹具机构300移动，并切换环境模拟箱200内的不同组件进行工作。
本发明的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置在使用时，根据工件的长度大致调整好两个夹具机构300的间距，并根据工件的宽度调整好定位块340在转动盘350上的位置；从侧面将工件的两端分别推至两个夹具机构300的两个夹持块320之间，工件顶推两个夹持块320沿第二侧面上的滑槽311向远离夹持端方向移动，使两个夹持块320之间的间距增大，工件沿转动盘350上的倒角进入两个转动盘350之间，并在与定位块340接触后顶推定位块340使其带动转动盘350转动，直至定位块340的抵接平面位于靠近工件的一侧，工件移动至与抵接平面抵接后停止。工件在进入两个转动盘350之间后不再顶推两个夹持块320沿第二侧面移动，两个夹持块320在弹性件330的作用下向靠近夹持端方向移动，同时两个夹持块320在第一侧面和第三侧面的顶推下相互靠近夹紧工件。之后移动环境模拟箱200，使工件进入环境模拟箱200，设定好模拟环境后，通过移动横梁130带动安装于横梁130上的夹具机构300向上移动，对工件进行抗变形检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，其特征在于：包括基座、环境模拟箱和夹具机构；
环境模拟箱水平滑动安装于基座；
基座上固定安装有门型架，夹具机构有两个，其中一个固定安装于基座，另一个可上下滑动地安装于门型架；
夹具机构包括夹持座、夹持块和弹性件，夹持座靠近工件的一端为夹持端，远离工件的一端为连接端，夹持座的轴线为夹持端与连接端的中心连线；夹持座内开设有与夹持端连通的夹持槽，夹持槽绕夹持座轴线的周向上具有四个两两相对的侧面，其中一个侧面与夹持座周向上的侧面连通，另外三个侧面分别为第一侧面、第二侧面和第三侧面，其中，第一侧面与第三侧面相对，三个侧面均为斜面，且靠近夹持端的一侧相对于靠近连接端的一侧靠近夹持座的轴线；
夹持块有两个，分别与第一侧面和第三侧面保持贴合，且分别沿第一侧面和第三侧面的倾斜方向滑动安装于第二侧面；每个夹持块通过一个弹性件与夹持座连接，弹性件促使夹持块向靠近夹持端一侧移动或有移动的趋势；
两个夹持块相对的一面上设置有位置可调的定位块，定位块限制工件沿垂直于夹持座轴向方向移动至两个夹持块之间的极限位置；
两个夹持块相对的一面为夹持面，两个夹持面上均安装有转动盘，转动盘与夹持面贴合，且绕垂直于夹持面的轴线转动安装于夹持块；定位块安装于转动盘远离夹持块的一侧，且定位块在转动盘的径向方向上的位置可调；转动盘上设置有沿转动盘径向延伸的限位槽，定位块上设置有与限位槽配合的凸块，凸块滑动安装于限位槽；
定位块沿转动盘径向滑动安装于转动盘，且转动盘限制定位块绕自身轴线转动；转动盘上转动安装有螺杆，螺杆与定位块螺纹配合，且螺杆远离定位块的一端伸出转动盘；螺杆穿过限位槽并与定位块的凸块螺纹配合；
初始状态下，定位块位于转动盘的靠近连接端一侧，螺杆伸出转动盘的部分位于转动盘的靠近夹持端一侧；转动盘的远离第二侧面一侧设置有倒角，用于引导工件移动至两个转动盘之间；工件移动至两个转动盘之间后顶推定位块使转动盘转动，直至定位块随转动盘转动至靠近第二侧面一侧，工件与定位块的靠近转动盘中心一侧抵接，限制其移动至两个夹持块之间的极限位置。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，其特征在于：第二侧面上设置有两个分别平行于第一侧面和第三侧面的滑槽，每个夹持块上设置有与滑槽配合的凸起，凸起滑动安装于滑槽。
3.根据权利要求1所述的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，其特征在于：夹持块与夹持座之间还设置有驱动件，驱动件促使夹持块相对于夹持座向靠近夹持端方向移动。
4.根据权利要求1所述的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，其特征在于：门型架上安装有可上下滑动的横梁，两个夹持机构的夹持座同轴且两个夹持座的夹持端相对，其中一个夹持座固定于基座，另一个夹持座固定于横梁。
5.根据权利要求1所述的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，其特征在于：基座上设置有水平延伸的滑轨，环境模拟箱滑动安装于滑轨；且滑轨的一端延伸至门型架内，用于使两个夹具机构夹持的工件进入环境模拟箱。
6.根据权利要求1所述的一种用于钢结构的多环境抗变形检测装置，其特征在于：环境模拟箱上开设有预留槽，预留槽与环境模拟箱的移动方向平行，且贯穿环境模拟箱的上下两端和靠近门型架的一侧，以便于工件进入环境模拟箱；且环境模拟箱靠近门型架的一侧安装有可启闭的箱门。
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