CN204903315U - 自平衡单剪压力试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自平衡单剪压力试验机，其包括：底座、数根立柱和上横梁；其中，所述上横梁下面安装有垂直作动器，该垂直作动器的上端与所述上横梁下部固定连接，下端与承压板固定连接；所述承压板与所述底座之间预留一定空间，用于安装载有试验工件的输送车和减摩组件，所述减摩组件安装在所述试验工件与所述承压板之间；所述底座一侧设置有作动器反力板和水平作动器，所述水平作动器的固定端与该作动器反力板固定连接，所述水平作动器的可伸缩端可与试验工件的一侧上端缘顶压抵接。本实用新型自平衡单剪压力试验机在承压板与试验工件之间设置减摩组件，通过减摩组件自身极低的静摩擦系数，避免大的水平力传递至立柱。

Description

自平衡单剪压力试验机

技术领域

本实用新型涉及一种压剪试验机，尤其是涉及一种自平衡单剪压力试验机。

背景技术

目前，在工程设计及应用中，需要对一些工程部件或产品进行抗压和抗剪切试验，以检验其相应的承载能力，这些试验需要在压剪试验机上进行。常用的压剪试验机有两种：一种是自平衡双剪压力试验机；另一种是非自平衡单剪压力试验机。

其中，自平衡双剪压力试验机试验时，需要将两个工件上、下对称安装，水平作动器对工件施加水平力，其通过拉、压板实现自平衡，立柱不受水平力的作用，立柱的断面尺寸较小。但是该自平衡双剪压力试验机存在着以下缺陷：一方面施加的水平力由两个工件分担，要使一个工件承受的水平力达到所要求的水平力时，水平作动器需施加此水平力的两倍大小的力，从而加大了对水平传力结构的承载能力要求；另一方面，当试验工件尺寸及重量体积较大时，两个工件上、下对称安装较为麻烦，试验过程劳动强度大，试验时间长，试验成本较高。

在非自平衡单剪压力试验机中安装有承压滑板和上压板，试验工件安装于承压滑板和上压板之间，承压滑板承受水平作动器施加的水平力的作用，此水平力经由试验工件、上压板、立柱传至试验机底座，与水平作动器反作用于试验机底座的反作用力平衡。此种结构中，承压滑板的底部需要采取有效的减摩措施，现有的方法中，一种是采用圆形钢辊轴，用滚动摩擦实现减摩；另一种方法是采用油膜减摩，此方法需要另外增加一套液压系统，需要对油膜采取可靠的密封措施。上述两种减摩措施都增加了整个系统的复杂度，大大增加试验机的造价。另一方面，现有非自平衡单剪压力试验机的传力路径为“水平作动器-承压滑板-试验工件-上压板-立柱-试验机底座”。此传力结构中，试验工件承受绝大部分的水平力，同时立柱需要承担相应的水平力，以致立柱承受着很大的弯矩作用，需要大大增加立柱的断面尺寸，以增加立柱的抗弯刚度，这样就导致试验机的尺寸增加，使得造价增加。

由此可见，现有的压剪试验机在结构和使用上存在着明显的不足和缺陷，亟待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型自平衡单剪压力试验机，其采用设置于试验工件上面的减摩组件作为减摩措施，减少水平力向上传递，从而尽量避免水平力传递至垂直作动器和立柱，使得水平力仅在水平作动器、试验工件、输送车和底座之间实现自平衡，简化了水平力的传力路径。

本实用新型的减摩组件的结构简单，其提高了减摩措施的可靠性，降低了减摩措施的复杂性，大大减少了采取减摩措施所需的费用。

本实用新型的减摩组件的设置使立柱仅承受轴向拉力的作用，可大大降低对立柱的抗弯刚度要求，使得立柱的断面尺寸得以减小，试验机的重量、加工难度以及制造成本大幅度降低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自平衡单剪压力试验机，其特征在于包括：底座、数根立柱和上横梁；

其中，所述上横梁下面安装有垂直作动器，该垂直作动器的上端与所述上横梁下部固定连接，下端与承压板固定连接；

所述承压板与所述底座之间预留一定空间，用于安装载减摩组件和试验工件的输送车，所述减摩组件安装在所述试验工件与所述承压板之间；

所述底座一侧设置有作动器反力板和水平作动器，所述水平作动器的固定端与该作动器反力板固定连接，所述水平作动器的可伸缩端可与试验工件的一侧上端缘顶压抵接。

本实用新型的一个实施例中，所述减摩组件包括钢板、不锈钢板和非金属滑板。

本实用新型的一个实施例中，所述输送车的上表面设置有用于安装试验工件的凹槽。

本实用新型的一个实施例中，所述凹槽内设有调节垫板，以使该凹槽适应不同尺寸大小的试验工件，该凹槽的槽边可承受水平荷载。

本实用新型的一个实施例中，所述垂直作动器的下端面为凸球型承压面，所述承压板上设置有与该凸球型承压面配合的凹球型承压面。

本实用新型的一个实施例中，所述立柱的数量为4根，分别均匀设置在该底座的四周,所述立柱的下端通过螺栓与所述底座固定连接。

本实用新型的一个实施例中，所述垂直作动器上端面与所述上横梁的下端面相接触，且所述垂直作动器与所述上横梁垂直。

本实用新型的一个实施例中，所述底座上设置有对中销钉，用于将输送车放置在底座的中心位置上并承受部分水平荷载。

本实用新型自平衡单剪压力试验机与现有技术比较具以下有益效果：

1、本实用新型自平衡单剪压力试验机直接利用试验机底座作为水平荷载的平衡拉板，简化了试验机结构，简化了传力路径。

2、本实用新型通过减摩组件自身极低的静摩擦系数，避免了大的水平力传递至垂直作动器和立柱，降低了对立柱的抗弯刚度要求，可以减小立柱的断面尺寸，从而降低了试验机的重量和造价。

3、本实用新型自平衡单剪压力试验机在成倍提高试验机水平加载能力的同时，大大简化了试验过程，节省试验时间，降低了试验成本。

附图说明

图1为本实用新型自平衡单剪压力试验机的立体剖面图；

图2为本实用新型自平衡单剪压力试验机的图1的Ⅱ-Ⅱ剖面图。

具体实施方式

请配合参阅图1至图2所示，本实用新型自平衡单剪压力试验机，其包括：底座6、安装在底座6上的数根立柱1、与立柱1的上部固定连接的上横梁2，安装在上横梁2上的垂直作动器3以及安装在底座6上的水平作动器7。

其中，数根立柱1均匀垂直安装在底座6上的四周，较佳的，立柱1的数量为4根，立柱1的下端通过螺栓或销钉等方式垂直固定于底座6的四个角上。上横梁2与立柱1的上端固定连接，具体的，上横梁2可通过螺栓或销钉等方式与立柱1固定连接，且上横梁2与立柱1上部垂直。垂直作动器3的上端与上横梁2下部固定连接，具体的，垂直作动器3上端悬挂固定于上横梁2的下端面上，且垂直作动器3的竖直轴线与上横梁2的支承面垂直，垂直作动器3上端面为平面，垂直作动器3的上端面与上横梁2的下端面接触，垂直作动器3的下部与承压板4连接，垂直作动器3的下端端面为凸球型承压面，承压板4上设有与该凸球型承压面配合的凹球型承压面，使得承压板4与垂直作动器3的下端为球面接触，垂直作动器3向下的压力通过下端凸球型承压面将压力传递给承压板4。

底座6上安装有作动器反力板8和水平作动器7，作动器反力板8安装在底座6的一侧，作动器反力板8通过镶嵌和螺栓组合等方式与底座6固定连接，或者作动器反力板8与底座6可一体化设置。承压板与底座之间预留一定空间，用于安装载减摩组件5和试验工件10的输送车，减摩组件5安装在试验工件10与承压板4之间。水平作动器7的固定端与作动器反力板8固定连接，水平作动器7的可伸缩端可与试验工件10的一侧上端缘顶压抵接。由于减摩组件5自身具有极低的静摩擦系数，可隔离水平荷载向上传至承压板4、垂直作动器3和试验机立柱1。使用时，水平作动器7伸缩端施加的水平荷载通过试验工件10传递给输送车11和底座6，因此，本实用新型自平衡单剪压力试验机的传力路径为“水平作动器-试验工件-输送车-试验机底座”，这样，试验工件10承受绝大部分水平作动器7的水平力的同时，避免了垂直作动器3和立柱1承受大的水平荷载的作用，降低了对立柱1的抗弯刚度要求，可以减小立柱的断面尺寸，从而降低了试验机的重量及造价。

其中，减摩组件5包括钢板、不锈钢板和非金属滑板等，其自身在水平方向上具有极低的摩擦力。具体的，承压板4通过减摩组件5与试验工件10抵接，承压板4下表面为球面或平面。承压板4的下表面与减摩组件5的上表面为平面或球面接触，减摩组件5的下表面与试验工件10的上表面为平面抵接。工作时，垂直作动器3施加的竖向荷载通过承压板4、减摩组件5、试验工件10和输送车11传至底座6。

使用时，输送车11的上面设置有用于安装试验工件10的凹槽，将试验工件装到输送车的凹槽中，由输送车11输送至底座6上的试验位置。较佳的，凹槽内设有调节垫板9，通过使用不同厚度的调节垫板9，使得凹槽可适应不同尺寸大小的试验工件10，并可由凹槽的槽边承受通过试验工件传递的水平荷载。

此外，在底座6和输送车11之间还设置有对中销钉12，通过输送车11输送试验工件10时，自动将输送车安放固定在底座6的中心位置上，对中销钉12同时用于承受部分水平荷载。水平作动器7施加的水平荷载通过试验工件10传至输送车11，再通过输送车11与底座6之间的摩擦力和对中销钉12的抗剪力传递至底座6。

本实用新型自平衡单剪压力试验机先通过输送车11将试验工件10运送并安放到底座6上，通过垂直作动器3施加竖向压力，施加的竖向压力经承压板4、减摩组件5传递至试验工件10，再由试验工件10传递至输送车11和底座6；同时，水平作动器7施加的水平作用力通过试验工件10传递至输送车11和底座6，此水平力与水平作动器7反作用于作动器反力板8并传递至底座6的水平力实现自平衡，避免了水平力传递至垂直作动器3和立柱1，避免了立柱承受水平力的作用。

本实用新型自平衡单剪压力试验机与现有压剪试验机相比，具有以下有优点：

1、本实用新型自平衡单剪压力试验机通过结构简单的减摩组件提高了减摩措施的可靠性，降低了减摩措施的复杂性，缩短了传力路径并避免立柱承受水平荷载的作用，简化了试验机结构；

2、本实用新型自平衡单剪压力试验机在承压板与试验工件之间设置了减摩组件，通过减摩组件极低的静摩擦系数，避免了水平力传递至立柱；

3、本实用新型自平衡单剪压力试验机采用的减摩组件与现有采用钢辊轴和油膜的减摩方法相比，极大降低了采取减摩措施所需的造价；

4、本实用新型自平衡单剪压力试验机水平荷载传力路径简单，实现由单个试验工件承受绝大部分水平作动器所施加的水平力，此水平力经由试验工件和试验机底座实现自平衡，使得立柱仅承受不到1％的所施加的水平荷载，大大降低了对试验机立柱的抗弯刚度要求，简化了试验机的结构，降低了试验机的钢材用量和制造成本；

5、本实用新型自平衡单剪压力试验机试验工件安装简单，劳动强度小，缩短了试验时间，节省了试验成本。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，不得以此限定本实用新型实施的保护范围，因此凡参考本实用新型的说明书内容所作的简单等效变化与修饰，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种自平衡单剪压力试验机，其特征在于，包括：

底座、数根立柱和上横梁；

其中，所述上横梁下面安装有垂直作动器，该垂直作动器的上端与所述上横梁下部固定连接，下端与承压板固定连接；

所述承压板与所述底座之间预留一定空间，用于安装载减摩组件和试验工件的输送车，所述减摩组件安装在所述试验工件与所述承压板之间；

所述底座一侧设置有作动器反力板和水平作动器，所述水平作动器的固定端与该作动器反力板固定连接，所述水平作动器的可伸缩端与试验工件的一侧上端缘顶压抵接。

2.根据权利要求1所述的自平衡单剪压力试验机，其特征在于，

所述减摩组件包括钢板、不锈钢板和非金属滑板。

3.根据权利要求1所述的自平衡单剪压力试验机，其特征在于，所述输送车的上表面设置有用于安装试验工件的凹槽。

4.根据权利要求3所述的自平衡单剪压力试验机，其特征在于，所述凹槽内设有调节垫板，以使该凹槽适应不同尺寸大小的试验工件，该凹槽的槽边可承受水平荷载。

5.根据权利要求1所述的自平衡单剪压力试验机，其特征在于，所述垂直作动器的下端面为凸球型承压面，所述承压板上设置有与该凸球型承压面配合的凹球型承压面。

6.根据权利要求1所述的自平衡单剪压力试验机，其特征在于，所述立柱的数量为4根，分别均匀设置在该底座的四周,所述立柱的下端通过螺栓与所述底座固定连接。

7.根据权利要求1所述的自平衡单剪压力试验机，其特征在于，所述垂直作动器上端面与所述上横梁的下端面相接触，且所述垂直作动器与所述上横梁垂直。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自平衡单剪压力试验机，其特征在于，

所述底座上设置有对中销钉，将输送车固定在底座的中心位置上并承受部分水平荷载。