蠕變試驗機的製作方法

2023-04-24 14:11:31 2

專利名稱：蠕變試驗機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於試驗設備，特別涉及用於試件蠕變性能測試的蠕變試驗機。
背景技術：
蠕變性能是構件的一種重要機械性能，對於巖石，蠕變性能是決定工程圍巖長期穩定性的重要因素。評價工程巖體長期穩定性的參數是通過在長期加載下的蠕變試驗獲得，由於巖石強度高，因而需對巖石施加大噸位的軸向荷載才能使巖石在該荷載下發生蠕變變形，如何確保長期加載過程中施加大噸位軸向荷載，並使其保持穩定和不發生改變，是巖石螺變試驗的關鍵。 現有蠕變試驗機，包括機架、加載機構和試件安裝組件。蠕變試驗時施加軸向荷載的加載機構有兩種結構形式，一種是電路控制式加載機構，一種是手動式人工控制液壓加載機構。電路控制式加載機構存在的問題是在加載過程中若斷電或巖石變形，會導致加載中斷或荷載發生改變，以及所施加荷載的大幅波動，而無法確保加載的連續性和穩定性；手動式人工控制液壓加載機構雖然可以施加大噸位荷載，並可保證加載過程中荷載不會中斷，但巖石的變形是連續的，人工加載過程卻是不連續的，這將導致巖石變形過程中引起的荷載改變無法得到實時調整，使巖石試件變形過程中的軸向荷載不能保持恆定，影響測量結果的準確性。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種改進的蠕變試驗機，以解決對試件長期加載過程中所施加荷載的穩定性和連續性問題，並便於根據試驗的需要調整所施加的軸向荷載。本實用新型所述蠕變試驗機，包括機架、加載機構和試件安裝組件；機架包括第一豎梁、第二豎梁、第一橫梁和第二橫梁，第一豎梁高於第二豎梁，第一豎梁與第二豎梁相互平行且相隔一間距安裝，第一橫梁為下橫梁，位於第一豎梁與第二豎梁之間，其底面與第二豎梁的底面平齊，其兩端分別與第一豎梁下部和第二豎梁下部固連，第二橫梁為上橫梁，位於第一豎梁與第二豎梁之間，其頂面與第二豎梁的頂面平齊，其兩端分別與第一豎梁上部和第二豎梁上部固連；加載機構包括槓桿臂、加載配重、配重掛鈎、傳力臂、第一油缸和第二油缸；所述第一油缸的中心線與第二油缸的中心線相互平行，兩油缸由管體連通，通過連接板固定在組成機架的第一橫梁上，第一油缸的內徑小於第二油缸的內徑，第一油缸內安裝有第一活塞，第二油缸內安裝有第二活塞；所述槓桿臂的一端與安裝在第一豎梁頂部的第一銷軸鉸連，其另一端設置有安裝配重掛鈎的第三銷軸，所述配重掛鈎與第三銷軸鉸連，所述加載配重放置在配重掛鈎上；所述傳力臂的一端與第一活塞連接，其另一端與安裝在槓桿臂上的第二銷軸鉸連；試件安裝組件由上承壓板和下承壓板組成，所述下承壓板安裝在第二活塞的上，所述上承壓板安裝在第二橫梁上，上承壓板和下承壓板的中心線均與第二活塞的中心線重合。[0006]為了便於向油缸中加油或回油，本實用新型所述蠕變試驗機還設置有用於向所述油缸注油的手動油泵，所述手動油泵通過管件與第一油缸或第二油缸連接。本實用新型所述蠕變試驗機的加載機構中，其第二油缸和第一油缸的尺寸根據試驗時試件加載的需要確定。對於巖石試件，優選第一油缸內徑第二油缸的內徑=I:2 100。本實用新型所述蠕變試驗機的加載機構中，第一銷軸、第二銷軸和第三銷軸之間的距離決定槓桿臂的動力臂和阻力臂的長度，應根據試驗時試件加載的需要和單軸蠕變試驗機整體結構的合理性確定。可在下述尺寸中選擇第一銷軸中心線與第二銷軸中心線之間的距離LI :第一銷軸中心線與第三銷軸中心線之間的距離L2= I: 3 30。本實用新型所述蠕變試驗機的使用方法和工作原理I、將試件放置在下承壓板上，將油液輸入油缸，使試件頂面接觸上承壓板；根據試驗需要，在配重掛鈎上放置一定的加載配重，使槓桿臂繞第一銷軸轉動實現對傳力臂施壓，傳力臂將壓力傳遞給第一活塞，通過第一活塞作用於第一油缸內的油液，使油液的壓力增大，壓力油作用於第二活塞，實現對試件的軸向壓縮；當巖石試件發生變形時，第二活塞的頂面上升，第一活塞的頂面下降，但由於加載配重的重量和槓桿臂的力臂未發生改變，因而傳力臂傳遞給第一活塞的壓力不會改變，壓力油作用於第二活塞的力不會改變，從而使巖石試件變形過程中的軸向荷載始終保持恆定。2、利用槓桿原理，在配重掛鈎上放置不同的加載配重，可通過槓桿臂對傳力臂形成不同的壓力。3、利用液壓原理，對第一油缸和第二油缸的內徑選取合適的尺寸，可對試件施加小噸位到大噸位的不同軸向荷載。本實用新型具有以下有益效果I、使用本實用新型所述蠕變試驗機對巖石試件的蠕變性能進行測試時，不僅能對試件施加大噸位的軸向荷載，而且能確保長時間加載過程中所施加的軸向荷載的穩定性和連續性。2、當巖石試件發生變形時，由於加載配重的重量和槓桿臂的力臂未發生改變，因而傳力臂傳遞給第一活塞的壓力不會改變，壓力油作用於第二活塞的力不會改變，從而使巖石試件變形過程中的軸向荷載始終保持恆定。3、使用時，通過在配重掛鈎上放置不同的加載配重即可調整對試件所施加的軸向荷載，因而便於根據試驗的需要調整所施加的軸向荷載。4、通過第一油缸和第二油缸內徑尺寸的控制，即可對試件施加小噸位到大噸位的不同軸向荷載。5、本實用新型所述蠕變試驗機不僅操作簡單、測量便捷，而且測量結果更加準確可靠。本實用新型所述蠕變試驗機適用於各種試件的蠕變性能測試，特別適用於巖石試件和混凝土試件的蠕變性能測試。

圖I是本實用新型所述蠕變試驗機的一種結構示意圖；[0021]圖2是圖I的俯視圖。圖中，I一槓桿臂、2—第一豎梁、3—第二豎梁、4一第一橫梁、5—第二橫梁、6—上承壓板、7—下承壓板、8—試件、9 一傳力臂、10—第一活塞、11 一第一油缸、12—連接板、13—第二油缸、14 一加強板、15—管件、16—截止閥、17—手動油泵、18—配重掛鈎、19 一加載配重、20—第二活塞、21—第一銷軸、22—第二銷軸、23—第二銷軸、LI一第一銷軸中心線與第二銷軸中心線之間的距離、L2—第一銷軸中心線與第三銷軸中心線之間的距離。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型所述蠕變試驗機的結構作進一步說明。本實施例中，蠕變試驗機的結構如圖I、圖2所示，由機架、加載機構、試件安裝組件和手動油慄17組成。機架包括第一豎梁2、第二豎梁3、第一橫梁4和第二橫梁5，第一豎梁2高於第二 豎梁3，第一豎梁2與第二豎梁3相互平行且相隔一間距安裝，第一橫梁4為下橫梁，位於第一豎梁2與第二豎梁3之間，其底面與第二豎梁3的底面平齊，其兩端分別與第一豎梁2下部和第二豎梁3下部固連，第二橫梁5為上橫梁，位於第一豎梁2與第二豎梁3之間，其頂面與第二豎梁3的頂面平齊，其兩端分別與第一豎梁2上部和第二豎梁3上部固連。加載機構包括槓桿臂I、加載配重19、配重掛鈎18、傳力臂9、第一油缸11和第二油缸13 ;所述第一油缸11的中心線與第二油缸13的中心線相互平行，兩油缸由管體連通，通過連接板12固定在組成機架的第一橫梁4上，通過位於第一油缸11與第一豎梁2之間的加強板14增強第一油缸11的穩定性，第一油缸11的內徑小於第二油缸13的內徑，第一油缸11內安裝有第一活塞10，第二油缸13內安裝有第二活塞20 ;所述槓桿臂I的一端與安裝在第一豎梁2頂部的第一銷軸21鉸連，其另一端設置有安裝配重掛鈎的第三銷軸23，所述配重掛鈎18與第三銷軸23鉸連，所述加載配重19放置在配重掛鈎18上；所述傳力臂9的一端與第一活塞10連接，其另一端與安裝在槓桿臂I上的第二銷軸22鉸連。所述試件安裝組件由上承壓板6和下承壓板7組成，下承壓板7安裝在第二活塞的頂面，所述上承壓板6安裝在第二橫梁5的底面，上承壓板6和下承壓板7的中心線均與第二活塞的中心線重合。所述手動油泵選用型號為SYD-63-40的手動油泵(成都液壓伺服有限公司生產)，通過管件15與第二油缸13連接，所述管件15上安裝有截止閥16。本實施例中的蠕變試驗機用於巖石試件的蠕變性能測試，其第一油缸內徑第二油缸的內徑=1:40 ;第一銷軸21中心線與第二銷軸22中心線之間的距離LI :第一銷軸21中心線與第三銷軸23中心線之間的距離L2= 1:15。上述實施例是本實用新型的一個優選技術方案，本實用新型不限於上述實施例，其技術方案為權利要求書限定的範圍。
權利要求1.一種蠕變試驗機，包括機架、加載機構和試件安裝組件，其特徵在於 機架包括第一豎梁(2)、第二豎梁(3)、第一橫梁(4)和第二橫梁(5)，第一豎梁(2)高於第二豎梁(3)，第一豎梁(2)與第二豎梁(3)相互平行且相隔一間距安裝，第一橫梁(4)為下橫梁，位於第一豎梁(2)與第二豎梁(3)之間，其底面與第二豎梁(3)的底面平齊，其兩端分別與第一豎梁(2)下部和第二豎梁(3)下部固連，第二橫梁(5)為上橫梁，位於第一豎梁(2)與第二豎梁(3)之間，其頂面與第二豎梁(3)的頂面平齊，其兩端分別與第一豎梁(2)上部和第二豎梁(3)上部固連； 加載機構包括槓桿臂(I)、加載配重(19)、配重掛鈎(18)、傳力臂(9)、第一油缸(11)和第二油缸(13);所述第一油缸(11)的中心線與第二油缸(13)的中心線相互平行，兩油缸由管體連通，通過連接板(12)固定在組成機架的第一橫梁(4)上，第一油缸(11)的內徑小於第二油缸(13)的內徑，第一油缸(11)內安裝有第一活塞(10)，第二油缸(13)內安裝有第二活塞(20);所述槓桿臂(I)的一端與安裝在第一豎梁(2)頂部的第一銷軸(21)鉸連，其另一端設置有安裝配重掛鈎的第三銷軸(23)，所述配重掛鈎(18)與第三銷軸(23)鉸連，所述加載配重(19)放置在配重掛鈎(18)上；所述傳力臂(9)的一端與第一活塞(10)連接，其另一端與安裝在槓桿臂(I)上的第二銷軸(22)鉸連； 試件安裝組件由上承壓板(6)和下承壓板(7)組成，所述下承壓板(7)安裝在第二活塞(20)上，所述上承壓板(6)安裝在第二橫梁(5)上，上承壓板(6)和下承壓板(7)的中心線均與第二活塞的中心線重合。
2.根據權利要求I所述蠕變試驗機，其特徵在於還包括用於向所述油缸注油的手動油泵(17)，所述手動油泵通過管件(15)與第一油缸(11)或第二油缸(13)連接。
3.根據權利要求I或2所述蠕變試驗機，其特徵在於所述加載機構中，第一油缸內徑第二油缸的內徑=I: 2 100。
4.根據權利要求I或2所述蠕變試驗機，其特徵在於所述加載機構中，第一銷軸(21)中心線與第二銷軸(22)中心線之間的距離LI :第一銷軸(21)中心線與第三銷軸(23)中心線之間的距離L2= I: 3^30ο
5.根據權利要求3所述蠕變試驗機，其特徵在於所述加載機構中，第一銷軸(21)中心線與第二銷軸(22)中心線之間的距離LI :第一銷軸(21)中心線與第三銷軸(23)中心線之間的距離L2= I: 3 30。
專利摘要一種蠕變試驗機，包括機架、加載機構和試件安裝組件；機架包括第一豎梁、第二豎梁、第一橫梁和第二橫梁；加載機構包括槓桿臂、加載配重、配重掛鈎、傳力臂、第一油缸和第二油缸，第一油缸的中心線與第二油缸的中心線相互平行，兩油缸由管體連通，固定在第一橫梁上，第一油缸的內徑小於第二油缸的內徑，第一油缸內安裝有第一活塞，第二油缸內安裝有第二活塞；槓桿臂的一端與安裝在第一豎梁頂部的第一銷軸鉸連，配重掛鈎與安裝在槓桿臂端部的第三銷軸鉸連，加載配重放置在配重掛鈎上，傳力臂的一端與第一活塞連接，其另一端與安裝在槓桿臂上的第二銷軸鉸連。
文檔編號G01N3/10GK202676555SQ201220330410
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者陳亮, 王駒, 蘇銳, 滿軻, 王春萍 申請人:核工業北京地質研究院