結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用作動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載系統(tǒng)，尤其土木工程壓剪試驗(yàn)系統(tǒng)，從公開報(bào)道的看，常規(guī)的加載方法是在試件上端面布置一組或幾組分配承載梁，梁兩端放置穿心軸壓千斤頂，拉桿穿過千斤頂后通過底部鉸接固定在反力地基或自反力框架上，穿心軸壓千斤頂?shù)淖饔檬悄M重力載荷;水平方向布置伺服作動(dòng)器模擬剪力；穿心千斤頂和伺服作動(dòng)器按加載方案對(duì)試件進(jìn)行加載。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是:由于穿心千斤頂采用的是手動(dòng)液壓加載，只能手動(dòng)控制千斤頂?shù)挠蛪簛砜刂剖┘拥妮d荷，由于試樣在臨界失穩(wěn)時(shí)加載力與變形不再線性或單調(diào)相關(guān)，此時(shí)無法再通過控制加載力來控制試樣的變形，容易導(dǎo)致試件突然破壞，甚至發(fā)生失控傾覆的危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用作動(dòng)器的在臨界失穩(wěn)時(shí)無法控制加載力導(dǎo)致試樣突然破壞、安全性較低、適用性較差的不足，本實(shí)用新型提供一種在臨界失穩(wěn)時(shí)有效控制加載力避免試樣突然破壞、安全性較高、適用性良好的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，包括伺服作動(dòng)器缸體，所述伺服作動(dòng)器缸體內(nèi)可滑動(dòng)地安裝活塞，所述活塞與活塞桿連接，所述活塞和活塞桿均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔，所述活塞桿的前端面與負(fù)荷傳感器連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔后與所述負(fù)荷傳感器連接，所述伺服作動(dòng)器缸體的側(cè)面安裝位移傳感器，所述位移傳感器與所述活塞桿聯(lián)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步，所述位移傳感器固定在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與所述活塞桿同步運(yùn)動(dòng)。
[0008]優(yōu)選的，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向環(huán)、導(dǎo)向座和導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向環(huán)與所述活塞桿固定連接，所述導(dǎo)向環(huán)一圈開有導(dǎo)向孔和位移傳感器安裝孔，所述伺服作動(dòng)器缸體的側(cè)面安裝兩個(gè)導(dǎo)向座，所述導(dǎo)向桿固定在所述導(dǎo)向孔內(nèi)并穿過一個(gè)所述導(dǎo)向座，所述位移傳感器安裝在所述位移傳感器安裝孔內(nèi)并穿過另一個(gè)導(dǎo)向座。
[0009]再進(jìn)一步，所述伺服作動(dòng)器缸體的底部、活塞桿和負(fù)荷傳感器端面分別安裝用于固定在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載梁的連接附件。
[0010]更進(jìn)一步，所述活塞桿的前端面與連接盤的一面固定，所述連接盤的另一面與負(fù)荷傳感器固定連接。
[0011]所述伺服作動(dòng)器缸體包括后端蓋、作動(dòng)缸筒和前端蓋，所述后端蓋與作動(dòng)缸的后端連接，前端蓋與作動(dòng)缸的前端連接，活塞可滑動(dòng)地套裝在作動(dòng)缸內(nèi)，所述加載拉桿通過密封套管穿過所述穿心過孔。當(dāng)然，后端蓋、作動(dòng)缸筒也可以呈一體設(shè)置。
[0012]所述活塞和活塞桿呈一體。當(dāng)然，活塞與活塞桿也可以分體設(shè)置，只要將兩者固定連接在一起即可。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為:穿心伺服作動(dòng)器設(shè)計(jì)用于代替原來的手動(dòng)穿心千斤頂為試件提供軸向加載力，與常規(guī)伺服作動(dòng)器相同的油缸活塞設(shè)計(jì)與制作工藝，保證穿心伺服作動(dòng)器具有極低的摩擦力和零間隙泄漏，可以和標(biāo)準(zhǔn)的伺服作動(dòng)器一樣完成閉環(huán)控制加載試驗(yàn)。
[0014]作動(dòng)器不僅具有穿心千斤頂所有的功能，而且在配置負(fù)荷傳感器的基礎(chǔ)上，配置了位移傳感器，試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以通過伺服閥控制穿心伺服作動(dòng)器的動(dòng)作，不僅能實(shí)現(xiàn)多個(gè)穿心作動(dòng)器的同步平行加載，還可以在檢測到試樣變形與載荷出現(xiàn)異常時(shí)，保持穿心伺服作動(dòng)器加載頭的輸出位移不變。這樣，不但能實(shí)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)壓剪試驗(yàn)加載，而且能很好的解決普通穿心千斤頂在臨界失穩(wěn)時(shí)無法控制加載力導(dǎo)致試樣突然破壞的問題，使得整個(gè)試驗(yàn)過程可控，保障試驗(yàn)人員人身安全。組合使用時(shí)，可以滿足多軸力同步、階梯同步等復(fù)雜的加載試驗(yàn)要求。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:在臨界失穩(wěn)時(shí)有效控制加載力避免試樣突然破壞、安全性較高、適用性良好。
【附圖說明】
[0016]圖1是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0018]圖3是圖1的俯視圖。
[0019]圖4是柱抗震試驗(yàn)的實(shí)例圖。
[0020]圖5是框架結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的實(shí)例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0022]參照?qǐng)D1?圖5，一種結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，包括伺服作動(dòng)器缸體I，所述伺服作動(dòng)器缸體I內(nèi)可滑動(dòng)地安裝活塞2，所述活塞2與活塞桿3連接，所述活塞2和活塞桿3均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔4，所述活塞桿3的前端面與負(fù)荷傳感器5連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔4后與所述負(fù)荷傳感器5連接，所述伺服作動(dòng)器缸體I的側(cè)面安裝位移傳感器6，所述位移傳感器6與所述活塞桿3聯(lián)動(dòng)。
[0023]進(jìn)一步，所述位移傳感器6固定在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與所述活塞桿3同步運(yùn)動(dòng)。
[0024]優(yōu)選的，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向環(huán)7、導(dǎo)向座11和導(dǎo)向桿8，所述導(dǎo)向環(huán)7與所述活塞桿3固定連接，所述導(dǎo)向環(huán)7—圈開有導(dǎo)向孔和位移傳感器安裝孔，所述伺服作動(dòng)器缸體I的側(cè)面安裝兩個(gè)導(dǎo)向座11，所述導(dǎo)向桿8固定在所述導(dǎo)向孔內(nèi)并穿過一個(gè)所述導(dǎo)向座，所述位移傳感器6安裝在所述位移傳感器安裝孔內(nèi)并穿過另一個(gè)導(dǎo)向座11。
[0025]再進(jìn)一步，所述伺服作動(dòng)器缸體I的底部、活塞桿3和負(fù)荷傳感器5端面分別安裝用于固定結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載梁的連接附件。
[0026]更進(jìn)一步，所述活塞桿3的前端面與連接盤9的一面固定，所述連接盤9的另一面與負(fù)荷傳感器5固定連接。
[0027]所述伺服作動(dòng)器缸體I包括后端蓋、作動(dòng)缸筒和前端蓋，所述后端蓋與作動(dòng)缸的后端連接，前端蓋與作動(dòng)缸筒的前端連接，活塞2可滑動(dòng)地套裝在作動(dòng)缸內(nèi)，所述加載拉桿通過密封套管10穿過所述穿心過孔。當(dāng)然，后端蓋、作動(dòng)缸筒也可以呈一體設(shè)置。
[0028]所述活塞2和活塞桿3呈一體。
[0029]本實(shí)施例中，所述穿心伺服作動(dòng)器采用與通用伺服作動(dòng)器相同的加工工藝，采用進(jìn)口密封件及導(dǎo)向環(huán)。與普通伺服作動(dòng)器不同的是穿心伺服作動(dòng)器活塞與活塞桿采用一體式結(jié)構(gòu)并帶有穿心過孔4，活塞桿3與負(fù)荷傳感器5連接在一起。
[0030]將本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器應(yīng)用到柱抗震試驗(yàn)裝置中，所述柱抗震試驗(yàn)裝置包括反力地基12、穿心桿17及背緊底梁15、承載分配梁13、水平伺服作動(dòng)器16和穿心伺服作動(dòng)器18，所述穿心桿及背緊底梁固定安裝在反力地基上，所述穿心桿及背緊底梁上安裝試件14(柱)，所述試件的上端安裝承載分配梁13，承載分配梁13的上端安裝穿心伺服作動(dòng)器18，穿心桿17下端與背緊底梁15固定，穿過所述承載分配梁13及穿心伺服作動(dòng)器18，通過螺母與負(fù)荷傳感器連接，所述試件14的側(cè)面與水平伺服作動(dòng)器16的伸縮端鉸接，所述水平伺服作動(dòng)器14的另一端鉸接在反力墻上。
[0031 ]將本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器應(yīng)用到框架結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)裝置中，所述框架結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)裝置反力地基12、穿心桿17及背緊底梁15、承載分配梁13、水平伺服作動(dòng)器16和穿心伺服作動(dòng)器18，多個(gè)所述穿心桿17及背緊底梁15固定安裝在反力地基上，多個(gè)所述穿心桿及背緊底梁上安裝試件14(框架結(jié)構(gòu))，所述框架結(jié)構(gòu)的各個(gè)柱的上端承載分配梁13，承載分配梁的上端安裝穿心伺服作動(dòng)器18，穿心桿17下端與背緊底梁15固定，穿過承載分配梁13及穿心伺服作動(dòng)器，通過螺母與負(fù)荷傳感器連接，所述框架結(jié)構(gòu)的各根梁的側(cè)面與水平伺服作動(dòng)器16的伸縮端鉸接，所述水平伺服作動(dòng)器的另一端鉸接在反力墻上。
[0032]實(shí)際試驗(yàn)的時(shí)候，電液伺服控制器通過伺服閥控制伺服油源通過穿心伺服作動(dòng)器對(duì)試樣施加垂向載荷，可以實(shí)現(xiàn)垂向載荷與位移的電液伺服閉環(huán)控制和位置與負(fù)載保持控制，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)穿心伺服作動(dòng)器載荷的梯級(jí)同步加載或異步加載。另外，在控制器檢測到試樣失穩(wěn)或臨街破壞或者到達(dá)設(shè)定的控制條件是停止加載，轉(zhuǎn)入位置保持控制，防止大型混凝土結(jié)構(gòu)試樣的突然失穩(wěn)破壞和因此造成的危險(xiǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，其特征在于:包括伺服作動(dòng)器缸體，所述伺服作動(dòng)器缸體內(nèi)可滑動(dòng)地安裝活塞，所述活塞與活塞桿連接，所述活塞和活塞桿均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔，所述活塞桿的前端面與負(fù)荷傳感器連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔后與所述負(fù)荷傳感器連接，所述伺服作動(dòng)器缸體的側(cè)面安裝位移傳感器，所述位移傳感器與所述活塞桿聯(lián)動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，其特征在于:所述位移傳感器固定在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與所述活塞桿同步運(yùn)動(dòng)。3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，其特征在于:所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向環(huán)、導(dǎo)向座和導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向環(huán)與所述活塞桿固定連接，所述導(dǎo)向環(huán)一圈開有導(dǎo)向孔和位移傳感器安裝孔，所述伺服作動(dòng)器缸體的側(cè)面安裝兩個(gè)導(dǎo)向座，所述導(dǎo)向桿固定在所述導(dǎo)向孔內(nèi)并穿過一個(gè)所述導(dǎo)向座，所述位移傳感器安裝在所述位移傳感器安裝孔內(nèi)并穿過另一個(gè)導(dǎo)向座。4.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，其特征在于:所述伺服作動(dòng)器缸體的底部、活塞桿和負(fù)荷傳感器端面分別安裝用于固定在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載梁的連接附件。5.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，其特征在于:所述活塞桿的前端面與連接盤的一面固定，所述連接盤的另一面與負(fù)荷傳感器固定連接。6.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，其特征在于:所述伺服作動(dòng)器缸體包括后端蓋、作動(dòng)缸筒和前端蓋，所述后端蓋與作動(dòng)缸的后端連接，前端蓋與作動(dòng)缸的前端連接，活塞可滑動(dòng)地套裝在作動(dòng)缸內(nèi)，所述加載拉桿通過密封套管穿過所述穿心過孔。7.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，其特征在于:所述活塞和活塞桿呈一體。
【專利摘要】一種結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器，包括伺服作動(dòng)器缸體，所述伺服作動(dòng)器缸體內(nèi)可滑動(dòng)地安裝活塞，所述活塞與活塞桿連接，所述活塞和活塞桿均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔，所述活塞桿的前端面與負(fù)荷傳感器連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔后與所述負(fù)荷傳感器連接，所述伺服作動(dòng)器缸體的側(cè)面安裝位移傳感器，所述位移傳感器與所述活塞桿聯(lián)動(dòng)。本實(shí)用新型提供一種在臨界失穩(wěn)時(shí)有效控制加載力避免試樣突然破壞、安全性較高、適用性良好的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)用穿心伺服作動(dòng)器。
【IPC分類】F15B15/14, F15B15/20
【公開號(hào)】CN205117880
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520877756
【發(fā)明人】李建華, 秦諺, 黃勁輝, 喬書慶
【申請(qǐng)人】杭州邦威機(jī)電控制工程有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日