CN210982079U - 压剪试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压剪试验机，包括机架和剪切板，还包括用于向所述剪切板施加水平加载力的剪切加载机构和用于向所述剪切板施加竖向加载力的竖向加载机构，竖向加载机构包括设置有进油口的波纹管加载器，波纹管加载器包括竖向布置的波纹管，波纹管的内腔与所述进油口相通，波纹管的两端分别密封固定有第一端板和第二端板，第一端板或第二端板向所述剪切板传递竖向加载力。本实用新型解决了现有技术剪切试验时，竖向加载缸密封圈受水平侧压力而容易损坏的问题。

Description

压剪试验机

技术领域

本实用新型涉及一种用于对桥梁橡胶支座进行压剪试验的压剪试验机。

背景技术

橡胶支座是指用以支撑容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的支撑部件，还要承受操作时的振动与地震载荷，橡胶支座常用于对桥梁的支撑减震上。

根据相应的要求，需要使用压剪试验机对橡胶支座的抗压、抗剪和转角力学进行试验。现有的一种压剪试验机如中国专利CN207832593U公开的“一种隔震支座的压剪试验装置”，包括底座、剪切板、竖向加载机构和用于向剪切板施加水平力的剪切加载机构，底座上设置有立柱，立柱上端设置有横梁，立柱下端设置有下承板，立柱上还导向移动装配有上压板，竖向加载机构包括顶配于横梁与上压板之间的竖向加载缸。使用时，将两个橡胶支座分别置于剪切板与下承板和上压板之间，竖向加载缸通过上压板向橡胶支座施加竖向加载力以模拟桥重，剪切加载机构通过剪切板向橡胶支座施加水平方向上的剪切力。现有的这种剪切试验机存在的问题在于：在静态剪切试验时，剪切板给橡胶支座一个水平方向上的剪切力，橡胶支座自然也会给上压板一个水平方向的剪切力，由于上压板与立柱之间存在一定的导向配合公差，上压板也会给竖向加载缸一个水平方向的作用力，不可避免的竖向加载缸的活塞与缸体之间会产生偏斜作用力，该作用力会造成活塞与缸体之间的密封圈的单侧严重受压，密封圈的使用寿命非常的短，竖向加载缸经常需要维修进行密封圈的更换，严重影响压剪试验的工作效率。此外，在该技术中，无法实现对单个橡胶支座的剪切力检测，只能同时检测两个橡胶支座的剪力力，然后除以2获得每个橡胶支座的大致剪切力，橡胶支座的剪切力测量不是特别准确。

为了准确的测得单个橡胶支座的剪切力，如中国专利CN109752242A公开了“一种压剪试验装置”，该压剪试验装置包括装置架、剪切板、用于向剪切板施加左右方向水平力的剪切加载机构和用于向剪切板施加竖向作用力的竖向加载机构。竖向加载机构包括通过铰接结构与装置架铰接相连的竖向加载缸，竖向加载缸的动力输出端设置有加载板，加载板具有与剪切板相对布置的加载板剪切面，加载板剪切面与剪切板之间形成用于放置橡胶支座的支座放置空间，加载板与装置架之间设置有测力传感器，铰接轴的半径小于铰接轴轴线距离加载板剪切面之间的竖向距离。

在对橡胶支座进行剪切试验时，竖向加载缸通过加载板向橡胶支座施加竖向加载力以模拟桥重，剪切加载机构通过剪切板向橡胶支座施加水平方向上的剪切力，试验要求，该剪切力需要达到一定的值，因此对该剪切力的测量就显得尤为重要。现有技术中通过测力传感器测量该剪切力，影响测量精度的主要因素就是其它位置的杂散力，在现有技术中，杂散力主要是铰接结构处的转动摩擦力，为减小该摩擦力，就的增大铰接结构铰接轴线距离加载板剪切面之间的竖向距离即竖向加载缸的高度，铰接结构的设置不仅使得整个竖向加载机构结构复杂，而且为减小摩擦力，就得增加竖向加载缸的高度，不仅使得整机高度较高，而且竖向加载缸的高度和直径是呈比例的，高度增加的同时，直径也得增大，会大大增加竖向加载缸的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压剪试验机，以解决现有技术剪切试验时，竖向加载缸密封圈受水平侧压力而容易损坏的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型中的技术方案如下：

一种压剪试验机，包括机架和剪切板，还包括用于向所述剪切板施加水平加载力的剪切加载机构和用于向所述剪切板施加竖向加载力的竖向加载机构，竖向加载机构包括设置有进油口的波纹管加载器，波纹管加载器包括竖向布置的波纹管，波纹管的内腔与所述进油口相通，波纹管的两端分别密封固定有第一端板和第二端板，第一端板或第二端板向所述剪切板传递竖向加载力。

剪切板具有用于相应橡胶支座接触放置的剪切板剪切面，第二端板具有与所述剪切板剪切面并列布置的端板剪切面，第二端板与所述机架间设置有测力传感器。

进油口设置于所述第一端板上。

测力传感器的一端与所述机架铰接相连，测力传感器的另外一端与所述第二端板铰接相连。

所述第二端板包括横段和设于横段一端的竖段，端板剪切面设置于所述横段上，所述测力传感器与所述竖段相连，测力传感器水平布置，测力传感器的轴线与剪切板剪切面的高度一致。

机架包括底座、设置于底座上的立柱和设置于立柱上的横梁，波纹管加载器有两个，其中一个波纹管加载器设置于所述横梁上，用于对剪切板上侧的橡胶支座施加竖向加载力，另外一个波纹管加载器设置于所述底座上，用于对剪切板下侧的橡胶支座施加竖向加载力。

本实用新型的有益效果为：本实用新型在使用时，竖向加载机构向剪切板和待试验的橡胶支座施加竖向加载力，剪切加载机构通过剪切板对橡胶支座施加水平方向剪切力，竖向加载机构具体加载时，通过进油口向波纹管的内腔中泵油，在油压作用下，波纹管竖向伸展而对剪切板施加竖向加载力，波纹管受到水平作用力时，波纹管通过水平变形来适应该作用力，不存在现有技术活塞与缸体之间密封圈受水平侧压力而容易损坏的问题。

进一步的，在第二端板与机架之间设置测力传感器来测得对应橡胶支座所受到的剪切力，测力传感器同时还起到限制波纹管水平变形幅度的作用，对第二端板进行水平方向上的受力分析，橡胶支座对第二端板的剪切力（与橡胶支座所受到的剪切板的剪切力大小相同方向相同），测力传感器对第二端板的作用力，及波纹管的水平变形对第二端板产生的作用力，利用波纹管的特性，波纹管的横向水平变形作用力很小机会可以忽略，因此测力传感器的力值即为橡胶支座所受到的剪切力，通过波纹管加载器的使用，也使得橡胶支座的剪切力测量更为简单，同时还不会增加整机的竖向高度和成本。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

一种压剪试验机的实施例如图1所示：包括剪切板2、机架、竖向加载机构和剪切加载机构，其中剪切加载机构（图中未示出）用于向剪切板2施加水平方向上的左右剪切力，剪切加载机构属于现有技术，在此不再详述。

机架包括底座17、设置于底座17上的立柱16和设置于立柱上端的横梁14，横梁可以上下移动升降，竖向加载机构包括上下布置的两个波纹管加载器10，各波纹管加载器10均包括竖向布置的波纹管8，波纹管8的两端分别密封固定有第一端板7和第二端板4，本实施例中的波纹管为金属波纹管，第一端板7、第二端板4通过焊接密封固定于波纹管的两端。其中第一端板7为固定端板，第二端板4为活动端板，上侧的波纹管加载器的第一端板7固定于横梁上，下侧的波纹管加载器的第一端板7固定于底座上。在第一端板上设置有进油口6和回油口5，波纹管的内腔与进油口和回油口相通。

剪切板2的上下板面均为水平布置的剪切板剪切面，第二端板具有与剪切板剪切面并列布置的端板剪切面18，使用时，可以在剪切板剪切面与端板剪切面之间放置待试验的橡胶支座。在本实施例中，第二端板包括横段9和设于横段左端的竖段11，剪切加载机构与剪切板的右端相连，端板剪切面18设置于横段上，第二端板的竖段与机架的立柱之间设置有测力传感器15，测力传感器为传统的S型测力传感器，其一端与机架的立柱铰接相连，另外一端与第二端板的竖段铰接相连，同时，测力传感器的轴线与剪切板的对应剪切板剪切面高度一致。竖段包括与横段一体设置的固定部分12和沿上下方向导向移动装配于固定部分上的活动部分13，活动部分13为套状结构，测力传感器15与该活动部分铰接相连，活动部分上螺纹装配有轴线沿左右方向延伸的顶紧螺钉19。

本实用新型中的压剪试验机的使用如下：将下侧的橡胶支座1放置于下侧波纹管加载器的第二端板上，然后将剪切板2放置于下侧的橡胶支座上，将上侧的橡胶支座3置于剪切板上侧，松开顶紧螺钉19，通过向对应波纹管加载器的波纹管内泵油，来调整两个第二端板的相对位置，此过程中竖段的固定部分相对活动部分上下移动，使得上侧的橡胶支座与上侧波纹管加载器的第二端板接触，同时剪切板的剪切板剪切面与对应的测力传感器的轴线的高度一致，然后旋紧顶紧螺钉，继续向波纹管加载器的波纹管内泵油，波纹管加载器通过第二端板向对应的橡胶支座施加竖向加载力，剪切加载机构向剪切板施加朝右方向的水平加载力，从而实现对橡胶支座进行静态的剪切试验。对第二端板进行水平方向受力分析，第二端板受到橡胶支座施加的朝右方向的水平作用力，这与橡胶支座所受到的剪切板的剪切力大小相同，方向相同， 第二端板受到测力传感器朝左方向的拉力，测力传感器自身的位移范围在0.2mm-0.5mm，因此波纹管与第二端板相连的一端也会产生朝右的0.2mm-0.5mm的横向位移，波纹管对第二端板施加一个朝左方向的作用力，但是由于波纹管自身的横向变形特性，波纹管横向变形时所产生的力可以忽略，因此测力传感器测得的力值即为橡胶支座所受到的剪切力。

通过波纹管加载器与测力传感器的配合来实现对橡胶支座剪切力的测量，结构简单，不需要现有技术一样通过增加竖向加载缸的高度来减小杂散力，因此整机高度可以较低，有利于降低设备占用空间和降低设备制作成本；同时波纹管的横向变形特性，也避免了现有技术中使用液压缸作为竖向加载力源时出现的密封圈单侧受压问题，波纹管加载器使用寿命更长，不易出现问题，不容易影响压剪试验机的试验效率。

在本实用新型的其它实施例中：进油口、回油口还可以设置于第一端板或波纹管上；压剪试验机还可以是一个单剪试验机，即一次只能对一个橡胶支座进行压剪试验，此时下侧的波纹管加载器可以不设，剪切板的底部可以通过轴承沿左右方向导向移动装配于底座上。

Claims (5)

1.压剪试验机，包括机架和剪切板，还包括用于向所述剪切板施加水平加载力的剪切加载机构和用于向所述剪切板施加竖向加载力的竖向加载机构，其特征在于：竖向加载机构包括设置有进油口的波纹管加载器，波纹管加载器包括竖向布置的波纹管，波纹管的内腔与所述进油口相通，波纹管的两端分别密封固定有第一端板和第二端板，第一端板或第二端板向所述剪切板传递竖向加载力。

2.根据权利要求1所述的压剪试验机，其特征在于：剪切板具有用于相应橡胶支座接触放置的剪切板剪切面，第二端板具有与所述剪切板剪切面并列布置的端板剪切面，第二端板与所述机架间设置有测力传感器。

3.根据权利要求2所述的压剪试验机，其特征在于：测力传感器的一端与所述机架铰接相连，测力传感器的另外一端与所述第二端板铰接相连。

4.根据权利要求2所述的压剪试验机，其特征在于：所述第二端板包括横段和设于横段一端的竖段，端板剪切面设置于所述横段上，所述测力传感器与所述竖段相连，测力传感器水平布置，测力传感器的轴线与剪切板剪切面的高度一致。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的压剪试验机，其特征在于：机架包括底座、设置于底座上的立柱和设置于立柱上的横梁，波纹管加载器有两个，其中一个波纹管加载器设置于所述横梁上，用于对剪切板上侧的橡胶支座施加竖向加载力，另外一个波纹管加载器设置于所述底座上，用于对剪切板下侧的橡胶支座施加竖向加载力。

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