專利名稱：一種貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及貨架連接件性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
貨架，泛指用于存放貨物的架子，在倉庫設(shè)備中指專門用于存放成件物品的保管設(shè)備。隨著對現(xiàn)代化工業(yè)高度自動化生產(chǎn)需求的擴(kuò)大，出現(xiàn)了立體倉庫，它提高了倉儲密度和轉(zhuǎn)運效率，加快了貨物和資金的周轉(zhuǎn)速度，改善了操作條件，提高了經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)貨架多采用型鋼(槽鋼、角鋼和鋼管等)焊接或用螺栓連接而成。80年代末，興起了一種新型貨架，該貨架的橫梁和立柱之間采用機(jī)械式鎖緊裝置連接，是一種可拆裝的組裝式貨架。其采用經(jīng)軋制或沖壓而成的薄壁鋼板作為基本型材，具有質(zhì)量輕、互換性高等特點。梁-柱節(jié)點具有半剛性特點，是貨架設(shè)計的關(guān)鍵部位。它是連接橫梁和立柱之間的重要樞紐，將貨架重物在橫梁上的作用傳遞到立柱上，其安全性將直接影響貨架整體的工作性能。由于梁-柱節(jié)點的種類繁多，從理論上難以推導(dǎo)，故必須借助于相應(yīng)的試驗來確定。在國內(nèi)進(jìn)行過貨架技術(shù)研究的學(xué)者寥寥無幾，其中對于機(jī)械式鎖緊裝置連接的研究更少。隨著貨架技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對于機(jī)械式鎖緊裝置連接貨架有了更高的需求，國內(nèi)廠家急需自制出穩(wěn)定性高，使用壽命長，安全性好，制造方便的貨架。目前多數(shù)貨架梁-柱節(jié)點測試裝置，只能完成梁-柱節(jié)點單項彎曲測試及剛度計算，而對于梁-柱節(jié)點的松弛性測試和剪切測試都沒有做出很詳細(xì)的試驗分析，這不足以完全反映出梁-柱節(jié)點的實際性能。綜上所述，現(xiàn)有的梁-柱節(jié)點測試方法存在主要問題如下(1)梁-柱節(jié)點性能測試不全面，存在測試分析盲點。(2)測試裝置不夠柔性化，只針對某個系列產(chǎn)品。(3)對誤差沒有進(jìn)行補(bǔ)償功能。(4)對梁-柱節(jié)點的失效形式只采用了定性分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，能夠?qū)ω浖芄?jié)點進(jìn)行全面性、柔性化、誤差補(bǔ)償及量化分析。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，包括兩根機(jī)架立柱、頂梁、機(jī)械本體單元、液壓控制單元和數(shù)據(jù)處理及分析單元，所述兩根機(jī)架立柱支撐頂梁形成龍門結(jié)構(gòu)，所述的機(jī)械本體單元主要由梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置、與所述液壓控制單元相連的液壓缸安裝及移動裝置、橫梁夾緊裝置和側(cè)向約束夾具四部分組成；所述的梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置為豎直工作臺，所述的豎直工作臺上設(shè)有柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)，所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)上固定有立柱；所述的液壓缸安裝及移動裝置安裝在頂梁內(nèi)部；所述液壓缸安裝及移動裝置用于安裝液壓缸并可帶動液壓缸沿頂梁移動；所述液壓缸下部連接有連接桿；所述連接桿的底端鉸接有用于夾持橫梁的橫梁豎直夾緊裝置；所述的橫梁豎直夾緊裝置內(nèi)靠近橫梁的上下兩端面分別裝有與所述的數(shù)據(jù)處理及分析單元相連的壓力傳感器；所述橫梁一端與立柱連接，另一端安裝在所述側(cè)向約束夾具上。所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)還包括傳感器支架；所述傳感器支架上安裝有用于測量連接件的轉(zhuǎn)角值的第一位移傳感器和用于測量立柱的變形情況的第二位移傳感器；所述的第一位移傳感器和第二位移傳感器均與所述的數(shù)據(jù)處理及分析單元相連。所述的第一位移傳感器和第二位移傳感器均為激光位移傳感器。所述立柱通過設(shè)置在其自身兩端的立柱焊板固定在所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)上。所述的豎直工作臺上設(shè)有T型槽；所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)上設(shè)有與所述T型槽相配的T型滑塊；所述T型滑塊可在T型槽內(nèi)移動。所述的液壓缸安裝及移動裝置包括電機(jī)、絲杠、絲杠螺母副、滑塊和導(dǎo)軌；所述的絲杠固定在絲杠支承座上，一端與所述的電機(jī)通過聯(lián)軸器相連；所述的絲杠上安裝有絲杠螺母副；所述的絲杠螺母副上安裝有嵌入導(dǎo)軌的滑塊；所述的滑塊上固定有所述的液壓缸。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明可對不同規(guī)格的貨架連接件的性能進(jìn)行比較，找出貨架連接件力學(xué)性能的影響因素，從而提出提高貨架連接件生產(chǎn)工藝的措施。本發(fā)明可對梁-柱節(jié)點進(jìn)行彎曲測試、松弛性測試及剪切測試，測試后形成的梁-柱節(jié)點力學(xué)性能測試報表包括力矩-轉(zhuǎn)角曲線圖，梁-柱節(jié)點的剛度，梁-柱節(jié)點彎曲強(qiáng)度，梁-柱節(jié)點松弛度及梁-柱節(jié)點剪切強(qiáng)度，實現(xiàn)方式相當(dāng)靈活。本發(fā)明采用了柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分考慮了模塊化結(jié)構(gòu)特點，滿足全系列梁柱組合件的測試需要，故梁柱節(jié)點力學(xué)性能測試裝置可適用于多系列梁柱組合件的力學(xué)性能測試。本發(fā)明由于使用了高精密激光位移傳感器，壓力傳感器等一系列高精密儀器以及特殊的傳感器布局方法，使梁-柱節(jié)點的測試精度大幅提高，可實現(xiàn)高品質(zhì)梁-柱節(jié)點的精密測試，并能對測試中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行自動補(bǔ)償。本發(fā)明采用的傳感器布局方法，在梁柱節(jié)點破壞過程中能夠準(zhǔn)確測出立柱及橫梁的變形情況，為梁柱節(jié)點失效形式的量化分析及研究提供可靠的數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)當(dāng)前國際上只能定性分析的缺點。


圖1是本發(fā)明的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明在進(jìn)行梁-柱節(jié)點彎曲性能測試、松弛性測試時的安裝示意圖；圖3是本發(fā)明在彎曲性能測試、松弛性測試時位移傳感器的布局示意圖；圖4是本發(fā)明進(jìn)行貨架梁-柱節(jié)點剪切性能測試時的安裝示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，如圖1所示，包括兩根機(jī)架立柱1、頂梁2、機(jī)械本體單元、液壓控制單元和數(shù)據(jù)處理及分析單元。所述兩根機(jī)架立柱1支撐頂梁2形成龍門結(jié)構(gòu)。所述的機(jī)械本體單元主要由梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置、與所述液壓控制單元相連的液壓缸安裝及移動裝置、橫梁夾緊裝置和側(cè)向約束夾具四部分組成。梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置為豎直工作臺3，所述的豎直工作臺3上設(shè)有柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)4，所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)4上固定有立柱5，立柱5可通過設(shè)置在其自身兩端的立柱焊板15固定在所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)4上。所述的豎直工作臺3上設(shè)有T型槽，所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)4上設(shè)有與所述T型槽相配的T型滑塊，所述T型滑塊可在T型槽內(nèi)移動，如此可根據(jù)不同型號的立柱，調(diào)節(jié)T型滑塊直至梁-柱組合件受力中心與機(jī)架施力中心重合，使得柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)滿足了梁-柱節(jié)點性能試驗方法的通用性要求。所述的液壓缸安裝及移動裝置安裝在頂梁2內(nèi)部，該液壓缸安裝及移動裝置用于安裝液壓缸6并可帶動液壓缸6沿頂梁2移動，包括電機(jī)16、絲杠17、絲杠螺母副、滑塊18 和導(dǎo)軌19。所述的絲杠17固定在絲杠支承座20上，一端與所述的電機(jī)16通過聯(lián)軸器相連。所述的絲杠17上安裝有絲杠螺母副，所述的絲杠螺母副上安裝有嵌入導(dǎo)軌19的滑塊 18，所述的滑塊18上固定有所述的液壓缸6。電機(jī)16通過聯(lián)軸器帶動絲杠17轉(zhuǎn)動，絲杠螺母副將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，通過絲杠螺母副輸出，滑塊18安裝在絲杠螺母副上，沿著導(dǎo)軌19滑動，并帶動液壓缸6 —起做直線運動，可根據(jù)試驗內(nèi)容要去指定液壓缸的施力位置。所述液壓缸6下部連接有連接桿7，所述連接桿7的底端鉸接有用于夾持橫梁9的橫梁豎直夾緊裝置8，從而可對橫梁9豎直方向進(jìn)行夾緊作用，在松弛性測試中通過液壓缸 6在豎直方向移動帶動連接桿7及與其鉸接的橫梁9在豎直方向雙向移動。所述的橫梁豎直夾緊裝置8內(nèi)靠近橫梁9的上下兩端面分別裝有與所述的數(shù)據(jù)處理及分析單元相連的壓力傳感器。所述橫梁9 一端通過連接件21與立柱5連接，并在連接件21右側(cè)安裝有薄板 22，另一端安裝在所述側(cè)向約束夾具11上，通過側(cè)向約束夾具11可防止橫梁9在彎曲測試中發(fā)生側(cè)翻等傾向，但其不會阻止橫梁9在豎直方向的移動。所述的側(cè)向約束夾具11放置在右邊那根機(jī)架立柱1的左側(cè)，所述的豎直工作臺3放置在左邊那根機(jī)架立柱1的右側(cè)。所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)還包括傳感器支架12 ；如圖3所示，所述傳感器支架12上安裝有用于測量連接件的轉(zhuǎn)角值的第一位移傳感器13和用于測量立柱的變形情況的第二位移傳感器14 ；所述的第一位移傳感器13和第二位移傳感器14均與所述的數(shù)據(jù)處理及分析單元相連。所述的第一位移傳感器13和第二位移傳感器14均為激光位移傳感器。本發(fā)明可通過位移傳感器和壓力傳感器可獲取試驗載荷、梁-柱連接件的轉(zhuǎn)角值及立柱和橫梁的變形情況，并通過數(shù)據(jù)處理及分析單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、誤差補(bǔ)償及梁柱節(jié)點破壞形式的量化分析提供科學(xué)依據(jù)。本發(fā)明可安裝不同型號的梁-柱組合件，實現(xiàn)梁-柱節(jié)點的彎曲性能、松弛性和剪切性能三種測試，下面對三種測試方法進(jìn)行說明。梁-柱節(jié)點彎曲性能測試如圖2所示，以側(cè)向約束夾具為基準(zhǔn)，根據(jù)需要將立柱通過立柱焊板連接到柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)上固定，橫梁通過連接件連接到立柱上。安裝傳感器支架，支架上的位移傳感器的布局如圖3所示。控制電機(jī)使液壓缸移動至距離立柱表面 400mm處，橫梁上距離立柱表面400mm處安裝橫梁夾緊裝置，使液壓缸延伸段的連接桿與橫梁夾緊裝置鉸鏈連接，夾具中裝有壓力傳感器，用于測量橫梁該處承受的壓力。測試時，液壓缸對橫梁先施加一個預(yù)加載，載荷大小為預(yù)期失效載荷的10 %，然后卸載。接著將液壓缸施加的載荷逐漸增加至連接件失效，通過數(shù)據(jù)采集卡記錄測試過程中位移傳感器所測數(shù)據(jù)及壓力傳感器所顯示數(shù)據(jù)，處理所得數(shù)據(jù)，生成力矩-轉(zhuǎn)角曲線圖(M-θ曲線圖)；生成包含位移、壓力、轉(zhuǎn)角、力矩、剛度參數(shù)的報表。梁-柱節(jié)點松弛性測試梁-柱組合構(gòu)件的安裝，橫梁夾具的安裝及液壓缸的位置同梁-柱節(jié)點彎曲性能測試相同，不同在于，測試時將液壓缸施加的載荷F慢慢增加，直到力矩(0. 4F)達(dá)到設(shè)計力矩值的10%，然后減小載荷F直到產(chǎn)生負(fù)力矩，當(dāng)負(fù)力矩的大小達(dá)到設(shè)計力矩值的10%時，去除載荷。通過數(shù)據(jù)采集卡記錄測試過程中位移傳感器所測數(shù)據(jù)及壓力傳感器所顯示數(shù)據(jù)，處理所得數(shù)據(jù)，生成局部力矩-轉(zhuǎn)角曲線圖(M-θ曲線圖)，生成包含位移、壓力、轉(zhuǎn)角、力矩、松弛度參數(shù)的報表。梁-柱節(jié)點剪切性能測試梁-柱組合構(gòu)件的安裝與梁-柱節(jié)點彎曲性能測試相同，不同在于，如圖4所示，測試前將液壓缸移動至非常靠近立柱表面的位置，橫梁上距離立柱表面400mm處用千斤頂23支撐，使橫梁始終保持水平。只需安裝橫梁夾緊裝置，即只安裝鉸鏈部分及固定于該處的壓力傳感器，不安裝傳感器支架。測試時，液壓缸施加的載荷逐漸增大，直到達(dá)到最大承重為止，通過數(shù)據(jù)采集卡記錄壓力傳感器所顯示數(shù)據(jù)，處理所得數(shù)據(jù)，生成包含壓力、強(qiáng)度參數(shù)的報表。
權(quán)利要求
1.一種貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，包括兩根機(jī)架立柱(1)、頂梁O)、機(jī)械本體單元、液壓控制單元和數(shù)據(jù)處理及分析單元，所述兩根機(jī)架立柱(1)支撐頂梁( 形成龍門結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的機(jī)械本體單元主要由梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置、與所述液壓控制單元相連的液壓缸安裝及移動裝置、橫梁夾緊裝置和側(cè)向約束夾具四部分組成；所述的梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置為豎直工作臺(3)，所述的豎直工作臺(3)上設(shè)有柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)G)，所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)(4)上固定有立柱(5)；所述的液壓缸安裝及移動裝置安裝在頂梁O)內(nèi)部；所述液壓缸安裝及移動裝置用于安裝液壓缸并可帶動液壓缸(6)沿頂梁(2)移動；所述液壓缸(6)下部連接有連接桿(7)；所述連接桿(7)的底端鉸接有用于夾持橫梁(9)的橫梁豎直夾緊裝置(8)；所述的橫梁豎直夾緊裝置(8)內(nèi)靠近橫梁(9)的上下兩端面分別裝有與所述的數(shù)據(jù)處理及分析單元相連的壓力傳感器(10)；所述橫梁(9) 一端與立柱(5)連接，另一端安裝在所述側(cè)向約束夾具(11)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)還包括傳感器支架(1 ；所述傳感器支架(1 上安裝有用于測量連接件的轉(zhuǎn)角值的第一位移傳感器(1 和用于測量立柱的變形情況的第二位移傳感器(14)；所述的第一位移傳感器(1 和第二位移傳感器(14)均與所述的數(shù)據(jù)處理及分析單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一位移傳感器(1 和第二位移傳感器(14)均為激光位移傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述立柱(5) 通過設(shè)置在其自身兩端的立柱焊板(1 固定在所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)(4)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的豎直工作臺( 上設(shè)有T型槽；所述的柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)(4)上設(shè)有與所述T型槽相配的T型滑塊；所述T型滑塊可在T型槽內(nèi)移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的液壓缸安裝及移動裝置包括電機(jī)(16)、絲杠(17)、絲杠螺母副、滑塊(18)和導(dǎo)軌(19)；所述的絲杠(17)固定在絲杠支承座上，一端與所述的電機(jī)(16)通過聯(lián)軸器相連；所述的絲杠 (17)上安裝有絲杠螺母副；所述的絲杠螺母副上安裝有嵌入導(dǎo)軌(19)的滑塊(18)；所述的滑塊(18)上固定有所述的液壓缸(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種貨架梁柱節(jié)點綜合性能測試系統(tǒng)，包括兩根機(jī)架立柱、頂梁、機(jī)械本體單元、液壓控制單元和數(shù)據(jù)處理及分析單元，其中，機(jī)械本體單元主要由梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置、與液壓控制單元相連的液壓缸安裝及移動裝置、橫梁夾緊裝置和側(cè)向約束夾具四部分組成；梁-柱組合構(gòu)件安裝裝置為設(shè)有柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)的豎直工作臺，柔性立柱裝夾機(jī)構(gòu)上固定有立柱；液壓缸安裝及移動裝置安裝在頂梁內(nèi)部；液壓缸下部連接有連接桿；連接桿的底端鉸接有橫梁豎直夾緊裝置；橫梁豎直夾緊裝置內(nèi)靠近橫梁的上下兩端面分別裝有壓力傳感器；橫梁一端與立柱連接，另一端安裝在側(cè)向約束夾具上。本發(fā)明能夠?qū)ω浖芄?jié)點進(jìn)行全面性、柔性化、誤差補(bǔ)償及量化分析。
文檔編號G01M13/00GK102435427SQ20111028356
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者華志宏, 呂志軍, 吳月明, 楊光輝, 楊建國 申請人:東華大學(xué)