CN215727329U - 一种大型试样多轴加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型试样多轴加载装置，包括机架、X轴加载装置、Y轴加载装置、Z轴加载装置，机架包括四根钢结构立柱和连接在钢结构立柱之间的横梁支撑，Z轴加载装置包括连接在机架上部的Z轴加载横梁、设置在Z轴加载横梁上的Z轴加载机构，X轴加载装置包括X轴加载机构、X轴支撑架，X轴加载机构和X轴支撑架沿X轴方向相对设置并分别通过连接横梁与对应侧的钢结构立柱连接，Y轴加载装置至少包括沿Y轴方向设置的Y轴加载机构，Y轴加载机构通过连接横梁与对应的钢结构立柱连接。本实用新型可分别在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向对试样进行加载，可实现单轴加载、双轴加载、三轴加载等多种试验加载方式，可满足多种试验需求。

Description

一种大型试样多轴加载装置

技术领域

本实用新型涉及一种大型试样多轴加载装置，属于试验机技术领域。

背景技术

在建筑桥梁工程等领域，大型承重梁、桥墩等多种混凝土结构试样，其样品尺寸较大，且混凝土梁结构在实际工况环境中受力形式多，载荷复杂。现有的压力试验设备无法满足大尺寸样品的试验要求，且现有的压力试验设备一般只有一个自由度进行加载的形式，难以模拟其实际受载荷状况，无法满足试验样品多方向载荷需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种能够实现多个方向加载的大型试样多轴加载装置。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种大型试样多轴加载装置，其特征是：包括机架、X轴加载装置、Y轴加载装置、Z轴加载装置，所述机架包括四根竖向设置并成矩形布置的钢结构立柱、连接在所述钢结构立柱之间的横梁支撑，所述Z轴加载装置设置在所述机架的上部，所述Z轴加载装置包括Z轴加载横梁、Z轴加载机构，Z轴加载横梁的两端分别与所述机架的横梁支撑连接，Z轴加载机构连接在所述Z轴加载横梁上，所述X轴加载装置包括X轴加载机构、X轴支撑架，X轴加载机构和X轴支撑架沿X轴方向相对设置并分别通过连接横梁与对应侧的钢结构立柱连接，所述Y轴加载装置至少包括沿Y轴方向设置的Y轴加载机构，所述Y轴加载机构通过连接横梁与对应的钢结构立柱连接，X轴加载机构、Y轴加载机构、Z轴加载机构的结构相同，所述Z轴加载机构包括导向光杆、传动丝杠、同步带传动机构、试样夹具，导向光杆、传动丝杠通过连接件组成传动框架并通过轴承安装套与Z轴加载横梁连接，试样夹具连接在所述传动框架的下端，同步带传动机构与传动丝杠连接。

本实用新型工作时，试样通过样品专用支架放置于机架的内部中心位置，X轴加载装置、Y轴加载装置、Z轴加载装置可分别在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向对试样进行加载。X轴加载装置、Y轴加载装置、Z轴加载装置可根据试验需要分别进行加载，可实现单轴加载、双轴加载、三轴加载等多种试验加载方式，可满足多种试验需求。各加载机构动作时，通过其同步带传动机构驱动传动丝杠移动，通过传动丝杠带动传动框架及与传动框架连接的试样夹具进行移动，从而对试样进行加载。X轴支撑架用于和X轴加载机构配合对试样进行X轴方向的加载。

进一步的，为保证可靠加载，所述机架上在所述Y轴加载机构相对一侧设置有与所述Y轴加载机构同轴的Y轴支撑架。Y轴支撑架用于和Y轴加载机构配合对试样进行Y轴方向的加载。

进一步的，由于试样尺寸较大，当需要改变测试点时，移动试样比较困难，为便于适应测试点变化，所述钢结构立柱上沿Z轴方向阵列有若干用于安装X轴加载装置和Y轴加载装置的安装孔，所述机架沿Y轴方向的横梁支撑上沿Y轴方向阵列有若干Z轴加载横梁安装孔，X轴加载机构、X轴支撑架、Y轴加载机构分别通过连接横梁与对应侧的钢结构立柱上的安装孔配合连接，Z轴加载横梁的两端分别通过所述Z轴加载横梁安装孔与所述机架的沿Y轴方向的横梁支撑连接。当需要改变测试点时，X轴加载装置、Y轴加载装置、Z轴加载装置可通过选择相应位置的安装孔来改变加载轴线位置，从而实现对样品加载位置的调整，满足样品需要多个测试点的情况，大大减少了调整工件带来的时间成本。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，可以实现单轴加载、双轴加载、三轴加载等多种试验加载方式，可满足试验样品多方向载荷需求。本实用新型采用的加载方式，能够满足多种试样形式的加载，尤其能够适应大尺寸试样的加载需求，设备适应性强。本实用新型通过在钢结构立柱及横梁支撑上阵列安装孔，可以通过调整加载轴线的位置,实现对样品加载位置的调整，可大大减少调整工件带来的时间成本，提高试验效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是图1的侧视示意图；

图4是图2中的A-A剖视示意图；

图5是本实用新型中的Z轴加载装置的主视示意图；

图6是图5的俯视示意图；

图7是图5的侧视示意图；

图8是本实用新型的立体结构示意图；

图中，1、地基，2、试样，3、钢结构立柱，4、横梁支撑，5、X轴加载装置，51、X轴加载机构，52、X轴支撑架，53、X轴加载机构的连接横梁，6、Z轴加载装置，61、Z轴加载机构，61-1、轴承安装套,61-2、传动丝杠，61-3、导向光杆，61-4、同步带轮，61-5、同步带涨紧机构，61-6、伺服电机，61-7、减速机，62、Z轴加载横梁，7、Y轴加载装置，71、Y轴加载机构，8、安装孔，9、Z轴加载横梁安装孔，10、试样夹具，11、吊环。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如附图所示，一种大型试样多轴加载装置，包括机架、X轴加载装置5、Y轴加载装置7、Z轴加载装置6。所述机架是由四根竖向设置并成矩形布置的钢结构立柱3和连接在所述钢结构立柱3之间的横梁支撑4构成的框架结构。钢结构立柱3通过地脚螺栓与地基1固定连接。所述Z轴加载装置6设置在所述机架的上部，所述Z轴加载装置6包括Z轴加载横梁62、Z轴加载机构61，Z轴加载横梁62的两端分别与所述机架的横梁支撑4连接，Z轴加载机构61连接在所述Z轴加载横梁62上。所述X轴加载装置5包括X轴加载机构51、X轴支撑架52，X轴加载机构51和X轴支撑架52沿X轴方向相对设置，X轴加载机构51通过连接横梁53连接在两根钢结构立柱3之间，X轴支撑架52也通过一根连接横梁连接在与X轴加载机构51相对一侧的两根钢结构立柱3之间。X轴支撑架52用于与X轴加载机构51配合对试样进行加载。所述Y轴加载装置7至少包括沿Y轴方向设置的Y轴加载机构71，所述Y轴加载机构71也通过一根连接横梁连接在对应侧的两根钢结构立柱3之间。本实用新型中的X轴加载机构51、Y轴加载机构71、Z轴加载机构61的结构相同，下面以Z轴加载机构61为例对其结构进行说明。所述Z轴加载机构61包括两根导向光杆61-3、两根传动丝杠61-2、同步带传动机构、试样夹具10，导向光杆61-3、传动丝杠61-2通过连接件组成传动框架并通过轴承安装套61-1与Z轴加载横梁62连接，试样夹具10连接在所述传动框架的下端，同步带传动机构安装在Z轴加载横梁上，同步带传动机构包括伺服电机61-6、减速机61-7、多个同步带轮61-4、同步带涨紧机构61-5，传动丝杠61-2的丝母与同步带轮连接，伺服电机61-6与减速机61-7连接，伺服电机61-6和减速机61-7将动力通过同步带轮和同步带涨紧机构传递给传动丝杠61-2的丝母，使传动丝杠61-2上下移动，通过传动丝杠61-2带动传动框架及试样夹具10进行移动，实现对试样的加载。本实施例中，试样夹具10采用球面压缩夹具，其为现有技术。

本实用新型中的X轴加载装置5、Y轴加载装置7、Z轴加载装置6可固定安装在机架上，当需要改变测试点时，可通过移动试样来改变测试点。但由于试样尺寸较大，移动试样比较困难，为便于适应测试点变化，本实施例中还在所述钢结构立柱3上沿Z轴方向阵列有若干用于安装X轴加载装置和Y轴加载装置的安装孔9，所述机架沿Y轴方向的横梁支撑4上沿Y轴方向阵列有若干Z轴加载横梁安装孔9，X轴加载机构51、X轴支撑架52、Y轴加载机构71分别通过连接横梁与对应侧的钢结构立柱3上的安装孔8配合连接，Z轴加载横梁62的两端分别通过所述Z轴加载横梁安装孔9与所述机架的沿Y轴方向的横梁支撑4连接。当需要改变测试点时，X轴加载装置5、Y轴加载装置7、Z轴加载装置6可通过选择相应位置的安装孔来改变加载轴线位置，从而实现对样品加载位置的调整，满足样品需要多个测试点的情况，大大减少了调整工件带来的时间成本。

本实施例中，由于Y向加载力一般较小，因此Y轴加载装置仅设置了Y轴加载机构71，当加载力较大或为了保证加载可靠性，也可在机架上在所述Y轴加载机构71相对一侧设置与Y轴加载机构71同轴的Y轴支撑架，用于与Y轴加载机构71配合对试样进行加载。Y轴支撑架可采用与X轴支撑架52相同的结构及安装方式。

本实用新型工作时，试样通过样品专用支架放置于机架的内部中心位置，X轴加载装置5、Y轴加载装置7、Z轴加载装置6可分别在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向对试样进行加载。X轴加载装置5、Y轴加载装置7、Z轴加载装置6可根据试验需要分别进行加载，可实现单轴加载、双轴加载、三轴加载等多种试验加载方式，可满足多种试验需求。

本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。

Claims (3)

1.一种大型试样多轴加载装置，其特征是：包括机架、X轴加载装置(5)、Y轴加载装置(7)、Z轴加载装置(6)，所述机架包括四根竖向设置并成矩形布置的钢结构立柱(3)、连接在所述钢结构立柱(3)之间的横梁支撑(4)，所述Z轴加载装置(6)设置在所述机架的上部，所述Z轴加载装置(6)包括Z轴加载横梁(62)、Z轴加载机构(61)，Z轴加载横梁(62)的两端分别与所述机架的横梁支撑(4)连接，Z轴加载机构(61)连接在所述Z轴加载横梁(62)上，所述X轴加载装置(5)包括X轴加载机构(51)、X轴支撑架(52)，X轴加载机构(51)和X轴支撑架(52)沿X轴方向相对设置并分别通过连接横梁与对应侧的钢结构立柱(3)连接，所述Y轴加载装置(7)至少包括沿Y轴方向设置的Y轴加载机构(71)，所述Y轴加载机构(71)通过连接横梁与对应的钢结构立柱(3)连接，X轴加载机构(51)、Y轴加载机构(71)、Z轴加载机构(61)的结构相同，所述Z轴加载机构(61)包括导向光杆(61-3)、传动丝杠(61-2)、同步带传动机构、试样夹具(10)，导向光杆(61-3)、传动丝杠(61-2)通过连接件组成传动框架并通过轴承安装套(61-1)与Z轴加载横梁(62)连接，试样夹具(10)连接在所述传动框架的下端，同步带传动机构与传动丝杠连接。

2.根据权利要求1所述的大型试样多轴加载装置，其特征是：所述机架上在所述Y轴加载机构(71)相对一侧设置有与所述Y轴加载机构(71)同轴的Y轴支撑架。

3.根据权利要求1或2所述的大型试样多轴加载装置，其特征是：所述钢结构立柱(3)上沿Z轴方向阵列有若干用于安装X轴加载装置和Y轴加载装置的安装孔，所述机架沿Y轴方向的横梁支撑(4)上沿Y轴方向阵列有若干Z轴加载横梁安装孔，X轴加载机构(51)、X轴支撑架(52)、Y轴加载机构(71)分别通过连接横梁与对应侧的钢结构立柱(3)上的安装孔配合连接，Z轴加载横梁(62)的两端分别通过所述Z轴加载横梁安装孔与所述机架的沿Y轴方向的横梁支撑(4)连接。

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