CN209927608U

CN209927608U - 一种土工格室多轴拉伸试验机

Info

Publication number: CN209927608U
Application number: CN201920366791.8U
Authority: CN
Inventors: 魏永孔
Original assignee: Lanzhou Deco Engineering Materials Co Ltd
Current assignee: Lanzhou Deco Engineering Materials Co Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2029-03-22

Abstract

本实用新型公开了一种土工格室多轴拉伸试验机，包括底座、加载装置、夹持装置和力值传感器。加载装置包括四组并呈十字形分别固定于底座上；夹持装置包括四组并与加载装置对应设置，四组夹持装置分别设于各加载装置的前端；夹持装置包括两个上下间隔设置的水平杆，两个水平杆上设有若干可沿水平杆往复滑动的滑动组件，滑动组件的前端设有一竖直的可拆卸固定杆；力值传感器设于加载装置和夹持装置之间，用于测量实验过程中的拉力载荷。该多轴拉伸试验机可对土工格室进行多点、多轴拉伸，实验时可将拉力载荷均匀传递至每一个接点上，最大程度模拟土工格室在土体中的真实受力情况，为工程设计人员提供更加准确真实的实验数据。

Description

一种土工格室多轴拉伸试验机

技术领域

本实用新型属于工程检测技术领域，具体涉及一种土工格室多轴拉伸试验机。

背景技术

土工格室是由多根筋带通过接点按照不同的方式连接并构成的蜂窝状或网状的三维立体结构，在路基建设、边坡绿化等土工领域已有广泛应用。

目前检测土工格室的质量时，主要是检测土工格室筋带与接点处的拉力极限值，检测方法一般是截取一定长度的片材，然后对土工格室两端的筋带进行拉伸进而测量其拉力极限，这属于一种单点测量方法。虽然可以在一定程度上反映产品的力学性能，但由于土工格室处在土体中时，四周都会受到拉力，因此这种方法不能完全反映格室在土体的真实受力状态。导致工程人员设计选型时，由于缺乏更加真实的实验数据，会影响设计选型的准确度，从而影响工程的可靠性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种土工格室多轴拉伸试验机，目的在于解决现有检测装置只能实现单点检测，无法检测土工格室在土体中实际受力，从而影响工程人员设计选型的问题。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种土工格室多轴拉伸试验机，包括：

底座；

加载装置，所述加载装置包括四组并分别固定于底座上，且四组加载装置呈十字形周向布设；

夹持装置，所述夹持装置包括四组并与加载装置对应设置，四组夹持装置分别设于各加载装置的前端；夹持装置包括两个上下间隔设置的水平杆，两个水平杆上设有若干可沿水平杆往复滑动的滑动组件，所述滑动组件的前端设有一竖直的可拆卸固定杆；

力值传感器，所述力值传感器设于加载装置和夹持装置之间，用于测量实验过程中的拉力载荷。

进一步地，所述滑动组件包括上固定板和下固定板，所述上固定板和下固定板之间通过连接杆相固定，所述下固定板上设有一螺纹孔，所述上固定板上设有一与螺纹孔相正对的导向通孔；所述固定杆的一端设有螺纹，且固定杆设置螺纹的一端穿过导向通孔并与螺纹孔螺纹连接；上固定板的两侧分别设有一轴承，滑动组件沿水平杆往复移动时，轴承可沿水平杆滚动。

进一步地，所述两水平杆的外侧分别设有沿其长度方向设置的导槽，所述上固定板的底部及下固定板的顶部分别设有滚轮，所述滚轮安装于导槽内。

进一步地，所述夹持装置还包括L形拉伸座，所述拉伸座的竖直侧连接水平杆、水平侧连接力值传感器和加载装置。

进一步地，所述加载装置包括导轨、丝杠、丝母、减速机和伺服电机，所述导轨固定于底座上，所述丝杠与导轨平行设置，所述伺服电机和减速机设于丝杠的外端且三者依次传动连接，所述拉伸座设于导轨上并可沿导轨进行滑动，所述丝母与丝杠螺纹连接；所述力值传感器的一端与拉伸座的后端固定连接，另一端与丝母固定连接，所述丝母可经力值传感器带动拉伸座沿导轨进行移动。

进一步地，还包括用于控制实验进程的控制器和用于存储实验数据的存储器，所述伺服电机、力值传感器以及存储器分别与控制器信号连接。

本实用新型的有益效果在于：

1.该多轴拉伸试验机可对土工格室进行多点、多轴拉伸，实验时可将拉力载荷均匀传递至每一个接点上，最大程度模拟土工格室在土体中的真实受力情况，为工程设计人员提供更加准确真实的实验数据；

2.可以通过控制器调节伺服电机的转速来改变拉力载荷的大小，实验过程中存储器可自动记录实验数据，自动化程度高，大大简化实验过程；

3.伺服电机转动速度精确可控，丝杠传导位移误差小、精确度高，从而实现载荷和位移量的精确控制，大大提高实验数据的精确度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型其中一个拉伸单元的结构示意图；

图3是本实用新型滑动组件的结构示意图；

图4是本实用新型拉伸座、丝母和力值传感器的连接示意图；

图5是本实用新型的控制原理图；

图6是利用本实用新型进行土工格室多轴拉伸的试验示意图；

图7是利用本实用新型进行土工格室单轴拉伸的试验示意图；

图中：1-底座，21-导轨，22-丝杠，23-伺服电机，24-减速机，25-丝母，351-螺栓，31-拉伸座，312-传感器安装孔，32-水平杆，321-导槽，33-滑动组件，331-上固定板，332-下固定板，333-固定杆，334-滚轮，335-连接杆，336-轴承，4-力值传感器，5-接点，6-控制器，7-存储器，8-土工格室。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1～5所示，一种土工格室多轴拉伸试验机，包括底座1、加载装置、夹持装置、力值传感器4和控制器6。

加载装置设有四组，四组加载装置固定于底座1上，且四组加载装置呈十字形周向布设，用于为该试验机提供拉力载荷。加载装置包括导轨21、丝杠22、伺服电机23、减速机24和丝母25，导轨21固定于底座1上，并与位置相对的导轨21位于同一直线上、与相邻的导轨21相互垂直，四个丝杠22分别与各组导轨21平行设置，减速机24和伺服电机25分别设于各个丝杠22的外端且三者依次传动连接，丝母25与丝杠22螺纹连接。

夹持装置包括四组，四组夹持装置分别固定于各个加载装置的前端用于固定土工格室。夹持装置包括拉伸座31、水平杆32和滑动组件33，拉伸座31设置于导轨21上并可沿导轨21往复移动。水平杆32包括两根且固定于拉伸座31的前端，两根水平杆32上下间隔设置，水平杆32上设有沿其长度方向设置的导槽321。为了避免相邻的两组水平杆32在移动过程中发生干涉，两根水平杆32之间的间距如下设计：相邻的两组水平杆32中，一组水平杆32间距较小、另一组水平杆32间距较大，且间距较小的水平杆32从间距较大的水平杆32中穿出。其中，一组加载装置和一组夹持装置组成一个拉伸单元。

力值传感器4设于加载装置和夹持装置之间，力值传感器的一端与拉伸座31的后端通过螺栓251固定连接，另一端与丝母25固定连接，丝母25可经力值传感器4带动拉伸座31沿导轨21进行移动。

每组水平杆32上均设有若干可沿其滑动的滑动组件33，滑动组件33包括上固定板331、下固定板332和固定杆333，上固定板331和下固定板332之间通过连接杆335相固定，下固定板332上设有一螺纹孔，上固定板331上设有一与螺纹孔相正对的导向通孔；固定杆333的一端设有螺纹，且固定杆333设置螺纹的一端穿过导向通孔并与螺纹孔螺纹连接。上固定板331的底部及下固定板332的顶部分别设有滚轮334，滚轮334安装于水平杆32的导槽321内。上固定板331的两侧分别设有轴承336，滑动组件33安装于水平杆32上时，轴承336与水平杆32相接触，这样可大大提高滑动组件33滑动时的平稳性。由于四组水平杆32中，两组水平杆32之间的间距较小、另外两组间距较大。因此，滑动组件33也分为两组，其中一组连接杆335与固定杆333的长度较长从而与间距较大一组的水平杆32相适配；相应地，另一组滑动组件33连接杆335与固定杆333的长度较短从而与间距较小一组的水平杆32相适配。

实验时，可根据待测试土工格室面积的大小随意调整滑动组件33的安装数量。

控制器6用于控制实验的进程，还设有用于记录实验数据的存储器7，控制器6可选用普通单片机，伺服电机23、力值传感器4以及存储器7与控制器6信号连接。

（一）利用本实用新型进行的土工格室多轴拉伸实验

如图6所示，首先截取一块矩形的土工格室8，根据待测试土工格室8面积的大小，通过控制器6控制伺服电机23转动，移动各个夹持装置的位置使其与待测试土工格室8的边缘相对应。根据土工格室8边缘处格室的数量，在各个平行杆32安装数量相对应滑动组件33，并将各个滑动组件33的固定杆333拧出，再将固定杆333穿入边缘处的各个格室中并将固定杆333重新固定在滑动组件上33。

控制各个伺服电机23转动，伺服电机23带动丝杠22转动，丝杠22通过丝母25将拉力载荷传递至力值传感器4，由于力值传感器4通过传感器安装孔312固定在拉伸座31上。因此，拉力载荷通过力值传感器4传递至拉伸座31上，随着拉伸座31的移动，可以带动土工格室8产生变形，此时，力值传感器4将检测到的数值传送至存储器进行保存。

由于各个土工格室8的四周均设有固定杆333，因此四个方向的载荷可以通过固定杆333传递至土工格室8的各个接点5上，并使土工格室8均匀受力，使土工格室8的受力情况与在土体中的受力情况一致，从而研究土工格室8在多轴受拉时的受力和变形情况。

在进行多轴拉伸实验时，也可固定相邻两加载装置，其余两组加载装置对土工格式施加拉力载荷，也能获得相同的试验数据。

（二）利用本实用新型进行的土工格室单轴拉伸实验

如图7所示，实验二中土工格室的固定方法与实验一相同，进行拉伸实验时，其中一组加载装置向土工格室施加拉力载荷，其余三组加载装置固定，从而测量土工格室在单轴拉力载荷下的受力变形情况。

需要说明的是，以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种土工格室多轴拉伸试验机，其特征在于，包括：

底座（1）；

加载装置，所述加载装置包括四组并分别固定于底座（1）上，且四组加载装置呈十字形周向布设；

夹持装置，所述夹持装置包括四组并与加载装置对应设置，四组夹持装置分别设于各加载装置的前端；夹持装置包括两个上下间隔设置的水平杆（32），两个水平杆（32）上设有若干可沿水平杆（32）往复滑动的滑动组件（33），所述滑动组件（33）的前端设有一竖直的可拆卸固定杆（333）；

力值传感器（4），所述力值传感器（4）设于加载装置和夹持装置之间，用于测量实验过程中的拉力载荷。

2.根据权利要求1所述的土工格室多轴拉伸试验机，其特征在于，所述滑动组件（33）包括上固定板（331）和下固定板（332），所述上固定板（331）和下固定板（332）之间通过连接杆（335）相固定，所述下固定板（332）上设有一螺纹孔，所述上固定板（331）上设有一与螺纹孔相正对的导向通孔；所述固定杆（333）的一端设有螺纹，且固定杆（333）设置螺纹的一端穿过导向通孔并与螺纹孔螺纹连接；上固定板（331）的两侧分别设有一轴承（336），滑动组件沿水平杆（32）往复移动时，轴承（336）可沿水平杆（32）滚动。

3.根据权利要求2所述的土工格室多轴拉伸试验机，其特征在于，所述两水平杆（32）的外侧分别设有沿其长度方向设置的导槽（321），所述上固定板（331）的底部及下固定板（332）的顶部分别设有滚轮（334），所述滚轮（334）安装于导槽（321）内。

4.根据权利要求3所述的土工格室多轴拉伸试验机，其特征在于，所述夹持装置还包括L形拉伸座（31），所述拉伸座（31）的竖直侧连接水平杆（32）、水平侧连接力值传感器（4）和加载装置。

5.根据权利要求4所述的土工格室多轴拉伸试验机，其特征在于，所述加载装置包括导轨（21）、丝杠（22）、丝母（25）、减速机（24）和伺服电机（23），所述导轨（21）固定于底座（1）上，所述丝杠（22）与导轨（21）平行设置，所述伺服电机（23）和减速机（24）设于丝杠（22）的外端且三者依次传动连接，所述拉伸座（31）设于导轨（21）上并可沿导轨（21）进行滑动，所述丝母（25）与丝杠（22）螺纹连接；所述力值传感器（4）的一端与拉伸座（31）的后端固定连接，另一端与丝母（25）固定连接，所述丝母（25）可经力值传感器（4）带动拉伸座（31）沿导轨（21）进行移动。

6.根据权利要求5所述的土工格室多轴拉伸试验机，其特征在于，还包括用于控制实验进程的控制器（6）和用于存储实验数据的存储器（7），所述伺服电机（23）、力值传感器（4）以及存储器（7）分别与控制器（6）信号连接。