CN214096901U - 一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具 - Google Patents

Abstract

一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，下垫条的顶面上跨中对称连接有调平支撑单元，该调平支撑单元的顶部固接上垫条；调平支撑单元包括固定座、调平齿轮、调平齿轮止回单元、齿条、固定座及导向座，其中固定座上转动连接调平齿轮及定位锁紧调平齿轮的调平齿轮止回单元，该调平齿轮与齿条啮合连接；齿条顶部通过固定座限位支撑上垫条，齿条底部升降滑动套装在导向座上；导向座与固定座对向设置，且导向座的底部固定跨接在下垫条的顶部弧面上。该试验夹具解决了现有混凝土劈裂抗拉强度试验夹具结构功能单一的问题，能够使垫条与混凝土试块精准定位，并且对混凝土试块及垫条进行承压导向，便于试验人员操作，缩短试验时间。

Description

一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具

技术领域

本实用新型涉及工装夹具技术领域，具体为一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具。

背景技术

混凝土抗拉强度就是指混凝土轴心抗拉强度，单位为MPa，即混凝土试件受拉力后断裂时所承受的最大荷载除以截面积所得的应力值。混凝土轴心抗拉强度的测试主要是直接测试法和劈裂试验。

目前按照国标《混凝土物理力学性能试验方法标准GB/T50081-2019》中针对混凝土劈裂抗拉强度测定的方法，规范中要求试验夹具必须精准定位至混凝土块中央位置，并且与混凝土块的上表面及下表面进行对向线接触的定位支撑，而后向混凝土块的线接触位置施加压力劈裂混凝土。但是现有技术中的试验夹具由于未设置试件调平装置，在试验过程中试件精确对中困难，极大地降低了试验效率。同时该夹具上垫条为钢制垫条，由于其重量大，给放置混凝土试块时手动对齐混凝土试块增加了很多不便，有时甚至由于垫条倾斜将试件卡到垫条下边动弹不得，增加操作难度。以上问题的存在一定程度上会影响试验测量的精度以及试验效率。

因此，如何解决混凝土块在试验夹具中的初步定位问题，以及保证试验夹具的调平定位，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，该试验夹具解决了现有混凝土劈裂抗拉强度试验夹具结构功能单一的问题，能够使垫条与混凝土试块精准定位，并且对混凝土试块及垫条进行承压导向，便于试验人员操作，缩短试验时间。

一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，包括夹具支架，该夹具支架的中部制为夹具底座，该夹具底座的两端对称制出有向上延伸的立板，且夹具底座的顶面上制出弧面向上设置的下垫条；立板上升降导向连接有弧面向下并与下垫条平行设置的上垫条；下垫条的顶面上跨中对称连接有调平支撑单元，该调平支撑单元的顶部限位支撑上垫条；调平支撑单元包括固定座、调平齿轮、调平齿轮止回单元、齿条、固定座及导向座，其中固定座上转动连接调平齿轮及定位锁紧调平齿轮的调平齿轮止回单元，该调平齿轮与齿条啮合连接；齿条顶部通过固定座限位支撑上垫条，齿条底部升降滑动套装在导向座上；导向座与固定座对向设置，且导向座的底部固定跨接在下垫条的顶部弧面上。

而且，调平齿轮止回单元包括L形压杆、U形顶块及复位弹簧，其中L形压杆的水平段与固定座周向旋转并轴向限位连接，且L形压杆的水平端外周滑动配合顶压在U形顶块中部的弧面内壁上；U形顶块一端的竖向侧壁调节支撑在调平齿轮的齿牙上，该U形顶块的下部穿透并旋转连接有定位销且U形顶块中部的弧面外壁上对称支撑有多个复位弹簧；复位弹簧的另一端均与固定座固定连接；定位销与固定座固定连接。

而且，齿条的底面上开设有轴向延伸的导向盲孔；导向座的顶部竖向固装有导向杆，该导向杆轴向滑动插入至导向盲孔内。

而且，调平齿轮的调平齿轮轴一端与固定座周向旋转且轴向限位连接，该调平齿轮轴的另一端径向固接手摇柄。

而且，夹具支架的夹具底座顶面上对称制出有多个插槽，该插槽内竖向插接插块。

而且，齿条上制出有刻度尺。

本实用新型的优点和技术效果是：

本实用新型的一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，对国标《混凝土物理力学性能试验方法标准GB/T50081-2019》中的劈裂夹具进行改进，该试验夹具通过调平支撑单元可以使夹具上的上垫条以水平姿态定位在混凝土试块顶面上，上垫条接触混凝土试块时候不会出现接触点歪离水平位置的现象的同时，通过插槽及插块对混凝土试块进行承压定位，避免混凝土试块承压过程中偏离上垫条与下垫条之间的压合位置，也不会出现混凝土块承压受力后左右晃动的状况，齿条上也设有刻度尺，确保上垫条升降过程中始终处在同一水平线上，更利于使用者对试件的精准定位，同时也更加增加了使用者和试件的安全性；调平齿轮止回单元支撑调平支撑单元的调平齿轮，使得调平齿轮可随转随停，增加试验方便性，且整个调平支撑单元是靠螺栓与夹具固定在一起的，可拆卸，方便维修更换。本实用新型在夹具底座还设有插接定位在插槽内的插块，用以在劈裂试验前初步定位混凝土试块使之更加平稳(劈裂试验时应取下插块，由上垫条及下垫条配合压紧混凝土块)，防止混凝土试块在下垫条上左右晃动，给试验结果造成偏差。

附图说明

图1为本实用新型整机的主视图；

图2为本实用新型整机的侧面半剖视图；

图3为本实用新型整机的俯视图；

图4为本实用新型调平支撑单元结构示意图(U形顶块非止回状态)；

图5为本实用新型调平支撑单元结构示意图(U形顶块止回状态)；

图6为本实用新型调平支撑单元的俯视示意图；

图7为本实用新型调平支撑单元的主视图；

图中：1-夹具支架；2-调平支撑单元；3-上垫条；4-混凝土试块；5-下垫条；6-插块；7- 插槽；8-固定座；9-齿条；10-刻度尺；11-导向杆；12-导向座；13-L形压杆；14-复位弹簧；15-U形顶块；16-手摇柄；17-固定板；18-调平齿轮；19-导向盲孔；20-螺栓。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，包括夹具支架1，该夹具支架的中部制为夹具底座，该夹具底座的两端对称制出有向上延伸的立板，且夹具底座的顶面上制出弧面向上设置的下垫条5；立板上升降导向连接有弧面向下并与下垫条平行设置的上垫条3；下垫条的顶面上跨中对称连接有调平支撑单元2，该调平支撑单元的顶限位支撑接上垫条；调平支撑单元包括固定座8、调平齿轮18、调平齿轮止回单元、齿条9、固定座及导向座12，其中固定座上转动连接调平齿轮及定位锁紧调平齿轮的调平齿轮止回单元，该调平齿轮与齿条啮合连接；齿条顶部通过固定座限位支撑上垫条，齿条底部升降滑动套装在导向座上；导向座与固定座对向设置，且导向座的底部固定跨接在下垫条的顶部弧面上。

而且，调平齿轮止回单元包括L形压杆13、U形顶块15及复位弹簧14，其中L形压杆的水平段与固定座周向旋转并轴向限位连接，且L形压杆的水平端外周滑动配合顶压在U形顶块中部的弧面内壁上；U形顶块一端的竖向侧壁调节支撑在调平齿轮的齿牙上，该U形顶块的下部穿透并旋转连接有定位销且U形顶块中部的弧面外壁上对称支撑有多个复位弹簧；复位弹簧的另一端均与固定座固定连接；定位销与固定座固定连接。

而且，齿条的底面上开设有轴向延伸的导向盲孔19；导向座的顶部竖向固装有导向杆11，该导向杆轴向滑动插入至导向盲孔内。

而且，调平齿轮的调平齿轮轴一端与固定座周向旋转且轴向限位连接，该调平齿轮轴的另一端径向固接手摇柄16。

而且，夹具支架的夹具底座顶面上对称制出有多个插槽7，该插槽内竖向插接插块6。

而且，齿条上制出有刻度尺10。

另外，本实用新型优选的，调平齿轮、L形压杆及U形顶块分别与固定板周向旋转且轴向限位连接，该连接方式采用现有技术中的成熟技术手段。

另外，本实用新型优选的，如图7所示，导向座的底部通过螺栓固定连接在夹具支架的底板上。

另外，本实用新型优选的，如图7所示，固定架的截面为开口向上的U字形，该固定架的顶部凹陷处限位插接上垫条。

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式，下面提供一种实施例：

一种改进混凝土劈裂抗拉试验夹具，包括夹具支架和调平支撑单元，夹具支架包括带有上垫条和带下垫条的夹具底座两部分，下垫条与上垫条上下对应，夹具底座上又有插槽，用来放置可活动插块，调平支撑单元包括固定座、齿条、导向杆、导向座、调平齿轮、手摇柄、 L形压杆、U形顶块、复位弹簧及固定板、带螺栓的下垫条固定槽、混凝土试块、定位钢筋插孔，其中定位钢筋插孔对称开设在夹具支架的两个竖向侧壁上。

作为本实用新型进一步的方案：调平支撑单元共俩个，对称布置，用于在下垫条上对称并水平支撑上垫条。

作为本实用新型再进一步的方案：调平支撑单元中固定座大小形状完全复制上垫条外边缘形状，确保二者完美贴合以使上垫条的上表面在水平直线上，从而确保上垫条在与混凝土试块接触时接触点在混凝土试块中心点上。

作为本实用新型再进一步的方案：调平齿轮转动安装于带复位弹簧支架的固定板上，带复位弹簧支架的固定板又与带螺栓的下垫条焊接再通过螺栓一起固定于夹具底座上。

作为本实用新型再进一步的方案：齿条与调平齿轮拥有相同齿形，二者相互啮合，将动力由调平齿轮传送给齿条，使齿条上下运动，而调平齿轮的动力由人工转动手摇柄去提供。

作为本实用新型再进一步的方案：齿条内部设有导向杆，此杆固定在导向座上，用来约束齿条的运动轨迹，该导向座的外周还可制出有向上延伸的齿条保护套筒，导向杆、齿条外保护套筒均与下垫条固定槽固定在夹具底座上。

作为本实用新型再进一步的方案：齿条与上垫条底面的固定座连接固定，当调平齿轮带动齿条上下移动时，固定座也随之上下移动，进而使上垫条在夹具支架内上下移动，齿条上制出有刻度尺，用来确保上垫条在移动过程中始终处于水平状态，防止出现因上垫条左右两边上升高度不一致导致上垫条倾斜造成安全性问题。

作为本实用新型再进一步的方案：调平支撑单元的调平齿轮下边设有调平齿轮止回装置，此装置借鉴棘轮扳手原理，包括L形压杆、U形顶块及复位弹簧，其中复位弹簧复位弹簧是用来给U形顶块提供推力，与U形顶块、L形压杆配合达到阻止调平齿轮倒转的目的。当移动L形压杆时，L形压杆水平段的外周会与U形顶块的弧面内壁顶压滑动配合，将U形顶块转动，此时由于U形顶块转动连接在固定架上，U形顶块端部上移到调平齿轮齿纹内，实现阻止调平齿轮继续运动的目的。

在图1中，改进的混凝土劈裂抗拉试验夹具支架，包括夹具支架和调平支撑单元，调平支撑单元设置个，分别位于夹具两边，夹具底座设有插槽，可放置活动插块，用来使混凝土试块平稳定位。

在图2中，实用新型调平支撑单元中可使上垫条下降的最低位置与改进前夹具中垫条可下降的最低位置(凹槽处)一致，保证改进后不影响试验结果。

在图2中，夹具支架的竖向侧壁上开设有多个定位钢筋插孔，分别用于 100mm×100mm×100mm的立方体混凝土试块和150mm×150mm×150mm的立方体混凝土试块的大致定位。

在图3中，夹具底座上设有插块放置槽5，共有8个，内部4个用于定位支撑 100mm×100mm×100mm的混凝土试块，外部4个用于定位支撑150mm×150mm×150mm的混凝土试块，而活动插块有4个，装拆方便，试验前对混凝土试块精确定位后可将4个插块6 取下。

图4中，固定座与齿条相固接，导向杆、导向座与下垫条固接，固定座、齿条、导向杆及导向座的中心轴都在同一竖直中心线上，齿条被导向杆所约束，调平齿轮、U形顶块和L形压杆转动安装在固定板上，保证调平齿轮与齿条保持相应啮合距离，以避免齿条在上下移动过程中出现脱离调平齿轮，歪扭等无法正常移动的状况，而固定板又与带螺栓的下垫条固定槽焊接在一起并一同固定于夹具底板上。

在图5中，当L形压杆顺时针转向左侧时，复位弹簧给U形顶块一个推力，与L形压杆给U形顶块的推力在同一轴线上，二力相互作用，此时由于力的平衡，L形压杆不会随意移动，同时U形顶块上设有与L形压杆相吻合的弧形凹槽，更增强了L形压杆的稳定性，复位弹簧与L形压杆共同使U形顶块转动到可以止回的位置，阻止调平齿轮转动，进而实现上垫条平稳固定在预定位置。为了使两边复位弹簧的推力垂直施加于U形顶块上，同时也是为了避免复位弹簧因长久歪曲受力而导致复位弹簧易变形，不耐用的现象发生，本实用新型特意在固定板上横向布置了一块受力板，在板上设置有垂直复位弹簧推力的复位弹簧底座，再将复位弹簧固定于此底座上。

在图5中，调平齿轮由固定板固定，手摇柄为“方形”，这样保证在移动手柄的同时调平齿轮也会跟着转动起来，而手柄末端为圆形设计，外部设有一薄层圆形套筒，这样为手动转动时候提供了很大的便利。

在图6中，齿条内部有导向盲孔，该导向盲孔轴向滑动动插接导向杆，齿条沿着导向杆上下运动，带复位弹簧的固定板和带螺栓的下垫条一起由螺栓固定在夹具底座上。

本实用新型的改进的混凝土试验用劈裂试验夹具支架的具体工作流程：首先把改进的混凝土劈裂试验夹具支架放在力学试验机工作台上并与工作台中心轴保持一致，检查夹具上垫条水平状态和安全性，检查两边调平支撑单元中U形顶块是否处于止回状态，若是的话，调整L形压杆位置使U形顶块处于非止回状态，其次同时转动两边手摇柄带动齿条上升，并且时刻关注齿条上的刻度值，确保上垫条中心线始终处于同一水平线上，上移至其下部空间能放入混凝土试块时停止移动，旋转L形压杆使U形顶块转动到止回状态，此时调平齿轮不能随意转动，齿条保持不动，然后在夹具底座上的插槽里对应放置4个可活动插块，再在下垫条中心处放入混凝土试块的垫片，放入混凝土试块，再放入上垫片，调整固定好混凝土试块及垫片相应位置后，再反向旋转L形压杆使调平齿轮处于可以转动的状态，再同时反向转动手摇柄使齿条缓慢下降，直至使上垫条平稳落在混凝土试块上，即齿条降到底，取下混凝土试块底部的4个插块，最后启动试验机将混凝土试块压碎，测得试件的抗拉强度。

本实用新型的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，包括夹具支架，该夹具支架的中部制为夹具底座，该夹具底座的两端对称制出有向上延伸的立板，夹具底座的顶面上制出弧面向上设置的下垫条，且夹具底座的顶面上活动插接有多个定位混凝土试块的插块；所述立板上升降导向连接有弧面向下并与下垫条平行设置的上垫条；其特征在于：所述下垫条的顶面上跨中对称连接有调平支撑单元，该调平支撑单元的顶部限位支撑上垫条；所述调平支撑单元包括固定座、调平齿轮、齿轮止回单元、齿条、固定座及导向座，其中固定座上转动连接调平齿轮及定位锁紧调平齿轮的齿轮止回单元，该调平齿轮与齿条啮合连接；所述齿条顶部通过固定座限位支撑上垫条，齿条底部升降滑动套装在导向座上；所述导向座与固定座对向设置，且导向座的底部固接在下垫条的顶部弧面上。

2.根据权利要求1所述的一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，其特征在于：所述齿轮止回单元包括L形压杆、U形顶块及复位弹簧，其中L形压杆的水平段与固定座周向旋转并轴向限位连接，且L形压杆的水平端外周滑动配合顶压在U形顶块中部的弧面内壁上；所述U形顶块一端的竖向侧壁调节支撑在调平齿轮的齿牙上，该U形顶块的下部穿透并旋转连接有定位销且U形顶块中部的弧面外壁上对称支撑有多个复位弹簧；所述复位弹簧的另一端均与固定座固定连接；所述定位销与固定座固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，其特征在于：所述齿条的底面上开设有轴向延伸的导向盲孔；所述导向座的顶部竖向固装有导向杆，该导向杆轴向滑动插入至导向盲孔内。

4.根据权利要求1所述的一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，其特征在于：所述调平齿轮的齿轮轴一端与固定座周向旋转且轴向限位连接，该齿轮轴的另一端径向固接手摇柄。

5.根据权利要求1所述的一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，其特征在于：所述夹具支架的夹具底座顶面上对称制出有多个插槽，该插槽内竖向插接插块。

6.根据权利要求1所述的一种改进的混凝土劈裂抗拉强度试验夹具，其特征在于：所述齿条上制出有刻度尺。

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