CN211927228U

CN211927228U - 一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置

Info

Publication number: CN211927228U
Application number: CN202020909718.3U
Authority: CN
Inventors: 陶志刚; 邓飞; 何满潮; 朱淳
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2030-05-26

Abstract

本实用新型提供一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，包括固定横梁、传感器组合体和夹持机构；固定横梁的中心设置有上圆柱孔和下圆柱孔；传感器组合体嵌接于上圆柱孔内，传感器组合体的下表面与台阶接触，上表面平齐于固定横梁的上表面；夹持机构包括夹具体、夹头体和油缸，夹头体的下表面与传感器组合体的上表面接触，夹具体贯穿传感器组合体和固定横梁，用于夹持锚杆；本实用新型中的新型能量测试装置中的持机构、传感器组合体和固定横梁通过定位件进行有效的定位固定，便于对整个装置进行快速安装及反复拆卸，且传感器组合体采用连接螺栓进行对称紧固，保证传感器具有相同的初始力，使得传感器测试精度高，使用寿命长。

Description

一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置

技术领域

本实用新型属于试验仪器技术领域，具体涉及一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置。

背景技术

锚杆作为采矿工程、水电工程、边坡工程以及地下工程领域重要的支护材料，相关科技人员在锚杆支护的研究与应用过程中，开发了数目众多的各种锚杆并成功地解决了大量的工程支护问题，为了适应高应力大变形和具有冲击倾向性的岩体工程，大变形锚杆应运而生。

目前，大变形锚杆已经大量应用于边坡支护、隧道、矿井等领域，关于大变形锚杆相应的力学特性并不了解，落锤冲击试验只能功能性的对大变形锚杆进行冲击试验，冲击试验完成后，仅能靠人工肉眼观察大变形锚杆的状态进而分析大变形锚杆的性能，但是无法针对大变形锚杆进行能量测试和数据分析等；亟需一种分析能够用于研究大变形锚杆动力学特性的试验装置，测量大变形锚杆在动力冲击作用下的抵抗和吸收冲击动能的性能。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本实用新型的目的提供一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，用以解决现有技术中大变形锚杆落锤冲击试验设备在能量测试方面的不足。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，包括固定横梁、传感器组合体和夹持机构；

所述固定横梁的中心设置有台阶孔，所述台阶孔由两个孔径依次减小的圆柱孔连接而成，分别为上圆柱孔和下圆柱孔，所述上圆柱孔与下圆柱孔之间形成台阶，沿所述台阶的周向开设有多个第一销孔；

所述传感器组合体嵌接于所述上圆柱孔内，所述传感器组合体的下表面与所述台阶接触，上表面平齐于所述固定横梁的上表面；所述传感器组合体的上表面设置有与所述第一销孔相对应的第二销孔，所述传感器组合体的中心设置有与所述下圆柱孔相对应的通孔；

所述夹持机构包括夹具体、夹头体和油缸，所述夹具体固定连接于所述夹头体的下方，所述油缸设置于所述夹头体和所述夹具体的中心位置，所述夹头体的上表面设置有与所述第二销孔相对应的第三销孔；所述夹持机构依次穿过所述通孔和所述下圆柱孔，所述夹头体的下表面与所述传感器组合体的上表面接触，所述夹具体贯穿所述传感器组合体和固定横梁，用于夹持锚杆；

所述夹持机构、所述传感器组合体和所述固定横梁通过定位件定位，所述定位件依次穿过所述第三销孔、第二销孔和第一销孔。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述传感器组合体的上、下表面均为平整表面；所述夹头体的下表面为平整表面。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述传感器组合体的横截面为圆形，所述上圆柱孔的孔径大于所述传感器组合体的外径。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述夹头体的横截面为圆形，且所述夹头体的外径与所述传感器组合体的外径一致。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述通孔的孔径与所述下圆柱孔的孔径一致；所述夹具体的外径与所述通孔的孔径一致。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述传感器组合体呈圆柱体状，所述通孔设置于所述传感器组合体的中心位置，所述传感器组合体包括拼合成圆柱体的第一组合体和第二组合体，所述第一组合体的结构与所述第二组合体的结构相同，且所述第一组合体与第二组合体呈轴对称设置；

所述第一组合体包括盖板、托架和传感器；

所述盖板包括上盖板和下盖板；

所述托架设置于所述上盖板与下盖板之间，所述托架周向均匀设置有多个槽孔，所述槽孔分布于任意两个所述第二销孔之间；

所述传感器安装在所述槽孔内且所述传感器的底部与所述下盖板的上表面接触，所述传感器的上表面凸出于所述托架的上表面，所述传感器的上表面与所述上盖板的下表面接触。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述槽孔的边缘开设有延伸至所述托架边缘的开口。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述上盖板和下盖板上均设置有多个螺纹孔，所述螺纹孔与所述槽孔相对应设置；

所述盖板、托架和传感器通过连接螺栓紧固，所述连接螺栓穿过所述螺纹孔、所述传感器将所述上盖板、托架、传感器和下盖板固定。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述槽孔的孔径与所述传感器的外径一致。

如上所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，作为优选方案，所述托架的厚度比所述传感器的厚度小2mm。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

本实用新型中的新型能量测试装置包括固定横梁、传感器组合体和夹持机构，传感器组合体安装在夹持机构和固定横梁之间，并通过定位件将夹持机构、传感器组合体和固定横梁进行有效的定位固定，便于对整个装置进行快速安装及反复拆卸。

本实用新型中的传感器组合体包括第一组合体和第二组合体，第一组合体和第二组合体的结构完全相同且两者呈轴对称设置，将传感器组合体分为两个部分，一方面是便于传感器组合体的安装与传感器的更换，另一方面是防止传感器组合体在冲击作用下发生震裂；第一组合体是采用连接螺栓将上下两个盖板与托架连接为一个整体，其中传感器安装在托架的槽孔内，槽孔的位置均匀分布，且传感器的上表面凸出于托架的上表面，使得传感器受力感应精确；采用连接螺栓通过盖板上预留的螺纹孔，将传感器、托架及盖板组合成一个整体，连接螺栓采用扭矩扳手对称紧固，保证每个传感器具有相同的初始力，使得传感器测试精度高，使用寿命长。

本实用新型中的能量测试装置操作简便，能够有效的快速安装及反复拆卸。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型具体实施例中新型能量测试装置的爆炸图；

图2为本实用新型具体实施例中新型能量测试装置的平面结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例中传感器组合体立体结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例中盖板的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例中托架的结构示意图。

图中：1、固定横梁；11、第一销孔；12、上圆柱孔；13、下圆柱孔；2、传感器组合体；21、第二销孔；22、通孔；23、第一组合体；231、盖板；2311、螺纹孔；232、托架；2321、槽孔；24、第二组合体；3、夹持机构；31、第三销孔；32、夹具体；33、夹头体；34、油缸。

具体实施方式

下面将对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实用新型提供一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，包括固定横梁1、传感器组合体2和夹持机构3。

固定横梁1的中心设置有台阶孔，台阶孔由两个孔径依次减小的圆柱孔连接而成，分别为上圆柱孔12和下圆柱孔13，上圆柱孔12与下圆柱孔13之间形成台阶，沿台阶的周向开设有多个第一销孔11。本实用新型的具体实施例中，固定横梁1呈长方体结构，底部开设有凹槽，在固定横梁1的中心位置开设有贯穿固定横梁1的上、下表面的两个孔，其中，上圆柱孔12的孔径大于下圆柱孔13，由于两个孔的孔径不同，在两个孔的连接处形成一个圆环状的台阶。

传感器组合体2嵌接于上圆柱孔12内，传感器组合体2的下表面与台阶接触，传感器组合体2的上表面与固定横梁1的上表面正好平齐；传感器组合体2的上表面设置有与第一销孔11相对应的第二销孔21，第二销孔21的数量与第一销孔11的数量相同，且第一销孔11、第二销孔21的数量均为偶数个，在本实施例中，设置有十个第一销孔11，十个第二销孔21，当然，在其他实施例中，第一销孔11也可以设置8个、10个、12个、14个等，传感器组合体2的中心设置有与下圆柱孔13相对应的通孔22。

在本实用新型具体实施例中，传感器组合体2的上、下表面均为平整表面。

在本实用新型具体实施例中，传感器组合体2的横截面为圆形，上圆柱孔12的孔径大于传感器组合体2的外径一致。

在本实用新型具体实施例中，通孔22的孔径与下圆柱孔13的孔径一致；夹具体32的外径与通孔22的孔径一致，以便使夹具体32正好贯穿传感器组合体2的通孔22和固定横梁1的下圆柱孔13，使得新型能量测试装置固定的更加稳固。

在本实用新型具体实施例中，如图3所示，传感器组合体2呈圆柱体状，通孔22设置于传感器组合体2的中心位置，传感器组合体2包括拼合呈圆柱体的第一组合体23和第二组合体24，第一组合体23的结构与第二组合体24的结构相同，且第一组合体23与第二组合体24呈轴对称设置。其中，第一组合体23和第二组合体24均呈半圆柱体状，沿中心开设有半圆孔，半圆孔向下延伸贯穿整个第一组合体23，第二组合体24与第一组合体23的结构形同，两者相对称设置，第二组合体24上的半圆孔与第一组合体23上的半圆孔大小相同，第一组合体23的半圆孔和第二组合体24的半圆孔对称设置组合成通孔22。

如图4、图5所示，第一组合体23包括盖板231、托架232和传感器。

具体实施例中，盖板231、托架232、传感器的横截面呈半圆环型，且大小相同。

盖板231包括上盖板231和下盖板231。盖板231材质采用调质处理硬度HB250-280；氧化发黑处理。

托架232设置于上盖板231与下盖板231之间，沿托架232周向均匀设置多个槽孔2321，槽孔2321分布于任意两个第二销孔21之间。托架232材质采用调质处理硬度HB250-280；氧化发黑处理。

在本实用新型具体实施例中，槽孔2321的数量为四个，相应的，第二组合体24的托架232上也开设有对称的四个槽孔2321，那么传感器组合体2的整体托架232上一共有八个槽孔2321，槽孔2321分布于第二销孔21之间，槽孔2321的数量与第二销孔21的数量相关，当然在其他实施例中，槽孔2321也可以设置三个、四个、五个、六个等其他数量。

具体实施例中，槽孔2321的边缘开设有延伸至托架232边缘的开口，开口用于过渡传感器的数据线接头。

传感器安装在槽孔2321内且传感器的底部与下盖板231的上表面接触，传感器的上表面凸出于托架232的上表面，传感器的上表面与上盖板231的下表面接触。在本实用新型具体实施例中，传感器为压电传感器。

具体实施例中，槽孔2321的孔径与传感器的外径一致。

具体实施例中，托架232的厚度比传感器的厚度小2mm，以便使传感器夹紧固定放置于下盖板231上时能够凸出于托架232的上表面，精确传递受力情况。

具体实施例中，上盖板231和下盖板231上均设置有多个螺纹孔2311，螺纹孔2311与槽孔2321相对应设置；盖板231、托架232和传感器通过连接螺栓紧固，连接螺栓穿过螺纹孔2311、传感器将上盖板231、托架232、传感器和下盖板231固定。

如图2所示，夹持机构3包括夹具体32、夹头体33和油缸34，夹具体32固定连接于夹头体33的下方，油缸34设置于夹头体33和夹具体32的中心位置，夹头体33的上表面设置有与第二销孔21相对应的第三销孔31；夹持机构3依次穿过通孔22和下圆柱孔13，夹头体33的下表面与传感器组合体2的上表面接触，夹具体32贯穿传感器组合体2和固定横梁1，用于夹持锚杆。

在本实用新型具体实施例中，夹头体33的下表面为平整表面。

在本实用新型具体实施例中，夹头体33的横截面为圆形，且夹头体33的外径与传感器组合体2的外径一致，在对大变形锚杆进行落锤冲击试验时，将力均匀的传递给每个传感器。

夹持机构3、传感器组合体2和固定横梁1通过定位件固定，定位件穿过第三销孔31、第二销孔21和第一销孔11。定位件可以是定位销，也可以是连接螺栓。

本实用新型中的新型能量测试装置在安装时，首先装配好第一组合体23和第二组合体24，将第一组合体23和第二组合体24放入固定横梁1的上圆柱孔12中，然后调整位置，将夹持机构3缓慢放下，将定位件穿过第三销孔31、第二销孔21和第一销孔11将夹持机构3、传感器组合体2和固定横梁1定位固定在一起。

综上，本实用新型中传感器组合体2安装在夹持机构3和固定横梁1之间，并通过定位件将夹持机构3、传感器组合体2和固定横梁1进行有效的定位固定，便于对整个装置进行快速安装及反复拆卸；第一组合体23采用连接螺栓通过盖板231上预留的螺纹孔2311，将传感器、托架232及盖板231组合成一个整体，连接螺栓采用扭矩扳手对称紧固，保证每个传感器具有相同的初始力，使得传感器测试精度高，使用寿命长。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，包括固定横梁、传感器组合体和夹持机构；

2.如权利要求1所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述传感器组合体的上、下表面均为平整表面；所述夹头体的下表面为平整表面。

3.如权利要求2所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述传感器组合体的横截面为圆形，所述上圆柱孔的孔径大于所述传感器组合体的外径。

4.如权利要求3所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述夹头体的横截面为圆形，且所述夹头体的外径与所述传感器组合体的外径一致。

5.如权利要求3所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述通孔的孔径与所述下圆柱孔的孔径一致；所述夹具体的外径与所述通孔的孔径一致。

6.如权利要求3所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述传感器组合体呈圆柱体状，所述通孔设置于所述传感器组合体的中心位置，所述传感器组合体包括拼合成圆柱体的第一组合体和第二组合体，所述第一组合体的结构与所述第二组合体的结构相同，且所述第一组合体与第二组合体呈轴对称设置；

所述第一组合体包括盖板、托架和传感器；

所述盖板包括上盖板和下盖板；

7.如权利要求6所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述槽孔的边缘开设有延伸至所述托架边缘的开口。

8.如权利要求7所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述上盖板和下盖板上均设置有多个螺纹孔，所述螺纹孔与所述槽孔相对应设置；

9.如权利要求6所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述槽孔的孔径与所述传感器的外径一致。

10.如权利要求6所述的用于大变形锚杆落锤冲击试验的新型能量测试装置，其特征在于，所述托架的厚度比所述传感器的厚度小2mm。