工件拉伸試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種拉伸試驗(yàn)裝置，包括：水平底座；兩個(gè)立柱；可移動(dòng)橫梁，所述底座、所述立柱以及所述橫梁構(gòu)成立式龍門框架結(jié)構(gòu)；兩組液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置，加載裝置包括液壓油缸和活塞桿，用于相對(duì)于立柱的頂端水平頂升橫梁以拉伸連接在所述底座與所述橫梁之間的拉伸工件；以及多個(gè)壓力傳感器，每一個(gè)壓力傳感器設(shè)置在對(duì)應(yīng)的加載裝置上方，其中：第一和第二加載裝置設(shè)置在一個(gè)立柱的頂端與橫梁的一端之間，而第三和第四加載裝置設(shè)置在另一個(gè)立柱的頂端與橫梁的另一端之間，第一至第四加載裝置分別構(gòu)成矩形的四個(gè)角部；所述壓力傳感器和對(duì)應(yīng)的加載裝置設(shè)置在對(duì)應(yīng)立柱的頂端與橫梁的對(duì)應(yīng)端之間。
【專利說明】工件拉伸試驗(yàn)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑性材料構(gòu)件的拉伸試驗(yàn)裝置，該塑性材料構(gòu)件廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、船舶、石油化工、鋼結(jié)構(gòu)和水電建設(shè)等領(lǐng)域中。本發(fā)明尤其涉及一種大噸位的拉伸試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在鋼結(jié)構(gòu)、工程機(jī)械、采油冶礦各領(lǐng)域中對(duì)承受拉伸載荷的大型構(gòu)件進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，或使用臥式試驗(yàn)機(jī)，或使用吊裝載荷的方法進(jìn)行試驗(yàn)。但是，前者只能進(jìn)行水平拉伸，測(cè)試提升機(jī)構(gòu)等有豎直加載要求的構(gòu)件需要橫向支承來消除重力影響，從而難以進(jìn)行需要多點(diǎn)水平支承的復(fù)雜構(gòu)件的拉伸試驗(yàn)；而后者必須使用不常見的大噸位吊車，不僅與電液伺服拉力機(jī)相比加載過程不夠平穩(wěn)，數(shù)據(jù)采集困難，而且難以為小尺寸的構(gòu)件提供合適的配重進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。
[0003]另外，對(duì)于拉伸試件的尺寸較大或者試驗(yàn)載荷較高的情況，使用臥式試驗(yàn)機(jī)以及使用吊裝載荷這兩種情形都對(duì)場(chǎng)地有特殊要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為提出一種在拉伸過程中不使用大噸位吊車的拉伸試驗(yàn)裝置，提出本發(fā)明。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種拉伸試驗(yàn)裝置，包括:水平底座，底座上設(shè)置有底座吊件，所述底座吊件適于連接到拉伸工件的一端；豎直支撐于底座上的兩個(gè)立柱；可移動(dòng)橫梁，由所述兩個(gè)立 柱平行于所述底座支撐，橫梁上設(shè)置有橫梁吊件，所述橫梁吊件適于連接到所述拉伸工件的與所述一端相對(duì)的另一端，所述底座、所述立柱以及所述橫梁構(gòu)成立式龍門框架結(jié)構(gòu)；兩組液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置，包括液壓油缸和活塞桿，用于相對(duì)于所述立柱的頂端利用活塞桿水平頂升所述橫梁以拉伸連接在所述底座吊件與所述橫梁吊件之間的拉伸工件；以及多個(gè)壓力傳感器，其中:第一組加載裝置設(shè)置在一個(gè)立柱的頂端與橫梁的一端之間，而第二組加載裝置設(shè)置在另一個(gè)立柱的頂端與橫梁的另一端之間；第一組加載裝置包括第一加載裝置和第二加載裝置，第二組加載裝置包括第三加載裝置和第四加載裝置，所述第一加載裝置、第二加載裝置、第三加載裝置以及第四加載裝置分別構(gòu)成矩形的四個(gè)角部；所述壓力傳感器和對(duì)應(yīng)的加載裝置設(shè)置在對(duì)應(yīng)立柱的頂端與橫梁的對(duì)應(yīng)端之間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，每一個(gè)壓力傳感器設(shè)置在對(duì)應(yīng)的加載裝置上方，活塞桿的端部設(shè)置有球 面法蘭第一部分，與所述球面法蘭第一部分形成球面配合的球面法蘭第二部分布置在頂升板的一個(gè)表面上，所述頂升板的另一表面布置對(duì)應(yīng)的壓力傳感器。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，頂升板的另一表面上設(shè)置有配合凹部；所述壓力傳感器的主體的下端設(shè)置有配合突起，所述配合突起適于裝配在所述配合凹部中。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，所述底座吊件包括三個(gè)吊點(diǎn)，所述三個(gè)吊點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形；三個(gè)拉力傳感器的一端分別連接到三個(gè)吊點(diǎn)；三個(gè)拉力連接器的另一端分別連接到三個(gè)吊索的一端，每一個(gè)吊索的另一端又連接到拉伸工件上的一個(gè)對(duì)應(yīng)的固定點(diǎn)。有利的，所述拉力傳感器保持豎直定位且測(cè)量豎直方向上的拉力；所述吊索的所述一端之間設(shè)置有連接桿，以平衡吊索的橫向分力。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，所述拉力傳感器包括:第一吊耳件，第一吊耳件的一端設(shè)置有第一吊耳、另一端設(shè)置有容納凹部；固定件，所述固定件固定在所述第一吊耳件的另一端上以覆蓋所述容納凹部，固定件上設(shè)置有開口 ；拉力桿；第二吊耳件，第二吊耳件的一端設(shè)置有第二吊耳、另一端連接到拉力桿的一端，拉力桿的另一端通過所述開口延伸到所述容納凹部?jī)?nèi)，所述拉力桿的另一端設(shè)置有直徑擴(kuò)大部；壓力傳感件，在所述容納凹部?jī)?nèi)套設(shè)在所述拉力桿上，且被限制在所述直徑擴(kuò)大部與所述固定件的形成所述開口的壁之間，其中:第一吊耳件與所述第二吊耳件之間承受的拉力產(chǎn)生所述直徑擴(kuò)大部對(duì)所述壓力傳感件的擠壓。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，拉伸試驗(yàn)裝置還包括:拉力傳感器，所述拉力傳感器設(shè)置在與所述橫梁吊件相連的吊索上或者設(shè)置在與所述底座吊件相連的吊索上。有利的，所述拉力傳感器包括:第一吊耳件，第一吊耳件的一端設(shè)置有第一吊耳、另一端設(shè)置有容納凹部；固定件，所述固定件固定在所述第一吊耳件的另一端上以覆蓋所述容納凹部，固定件上設(shè)置有開口 ；拉力桿；第二吊耳件，第二吊耳件的一端設(shè)置有第二吊耳、另一端連接到拉力桿的一端，拉力桿的另一端通過所述開口延伸到所述容納凹部?jī)?nèi)，所述拉力桿的另一端設(shè)置有直徑擴(kuò)大部；壓力傳感件，在所述容納凹部?jī)?nèi)套設(shè)在所述拉力桿上，且被限制在所述直徑擴(kuò)大部與所述固定件的形成所述開口的壁之間，其中:第一吊耳件與所述第二吊耳件之間承受的拉力產(chǎn)生所述直徑擴(kuò)大部對(duì)所述壓力傳感件的擠壓。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，拉伸試驗(yàn)裝置還包括橫梁限位系統(tǒng)，所述橫梁限位系統(tǒng)包括:第一限位組件，與所述立柱中的至少一個(gè)接合以防止所述橫梁沿所述橫梁的縱向方向相對(duì)于立柱移動(dòng)；第二限位組件，與所述立柱中的至少一個(gè)接合以防止所述橫梁在垂直于所述橫梁的頂升方向的平面中垂直于所述橫梁的縱向方向相對(duì)于立柱移動(dòng)。有利的，所述第一限位組件包括:安裝在橫梁上的至少一對(duì)第一滾輪單元，每一對(duì)第一滾輪單元的兩個(gè)第一滾輪分別接合兩個(gè)立柱上的或者固定在兩個(gè)立柱上的沿所述橫梁的縱向方向彼此兩對(duì)的兩個(gè)表面，且第一滾輪的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于所述橫梁的縱向方向；所述第二限位組件包括:安裝在橫梁上的至少一對(duì)第二滾輪單元，每一對(duì)第二滾輪單元的兩個(gè)第二滾輪分別接合兩個(gè)立柱上的或者固定在兩個(gè)立柱上的分別面對(duì)所述橫梁的兩個(gè)側(cè)面的兩個(gè)表面，且第二滾輪的旋轉(zhuǎn)軸線平行于所述橫梁的縱向方向。
[0012]有利的，所述至少一對(duì)第一滾輪單元包括兩對(duì)第一滾輪單元，其中一對(duì)第一滾輪單元設(shè)置在橫梁的一側(cè)，而另一對(duì)第一滾輪單元設(shè)置在橫梁的另一側(cè)；和/或所述至少一對(duì)第二滾輪單元包括兩對(duì)第二滾輪單元，其中一對(duì)第二滾輪單元靠近一個(gè)立柱設(shè)置，而另一對(duì)第二滾輪單元靠近另一個(gè)立柱設(shè)置。有利的，拉伸試驗(yàn)裝置還包括:檢測(cè)所述橫梁在垂直于豎直方向的平面內(nèi)的偏移的第一偏移傳感器和第二偏移傳感器，其中所述第一偏移傳感器檢測(cè)所述橫梁沿所述橫梁的縱向方向的偏移，所述第二偏移傳感器檢測(cè)所述橫梁沿垂直于所述橫梁的縱向方向的方向的偏移。
[0013]拉伸試驗(yàn)裝置還可包括:報(bào)警器，在第一偏移傳感器和第二偏移傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)中的一個(gè)超出預(yù)定閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，拉伸試驗(yàn)裝置還包括:提升輔助系統(tǒng)，用于將拉伸工件吊裝到所述橫梁吊件的下方以輔助將拉伸工件吊裝到橫梁吊件上，所述提升輔助系統(tǒng)包括電動(dòng)葫蘆以及固定在所述立柱上且垂直于所述橫梁的側(cè)面延伸的導(dǎo)軌，所述電動(dòng)葫蘆適于沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，所述橫梁吊件的豎直拉力線大致穿過所述矩形的中心。
[0016]以上的拉伸試驗(yàn)裝置還可包括:多個(gè)位移傳感器，用于測(cè)量對(duì)應(yīng)活塞桿的行程。有利的，拉伸試驗(yàn)裝置還包括:控制系統(tǒng)，用于控制所述兩組加載裝置中的加載裝置，以調(diào)節(jié)每一個(gè)活塞桿的行程，使得所述橫梁以大致水平的方式被頂升。
[0017]所述控制系統(tǒng)可控制進(jìn)入液壓缸的液壓油的油壓、活塞桿的頂升速度和頂升時(shí)間、進(jìn)入液壓缸的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)橫梁的頂升量。有利的，頂升量的控制精度不大于0.5mm。
[0018]有利的，所述控制系統(tǒng)包括同步控制器，所述同步控制器接收來自每一個(gè)位移傳感器的信號(hào)以及每一個(gè)壓力傳感器的信號(hào)，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入到選擇的液壓缸內(nèi)的液壓油的油量和/或進(jìn)油方向，使得每一個(gè)活塞桿的行程大致同步。
[0019]利用本發(fā)明的技術(shù)方案，至少可以獲得如下技術(shù)效果之一:
[0020]1、采用立式拉伸，對(duì)于有豎直拉伸要求的構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)更加符合實(shí)際工況。
[0021]2、利用本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置進(jìn)行載荷試驗(yàn)，無需使用大噸位的吊車或加載設(shè)備，也無需另外的專用支承、平衡梁或配重件。
[0022]3、立柱安裝在底座上形成力封閉結(jié)構(gòu)，保證試驗(yàn)載荷只在裝置結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳遞，對(duì)地基無特殊要求，整臺(tái)裝置可移動(dòng)使用或存放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的示意性簡(jiǎn)圖。
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的立體圖，其中拉伸工件并未被吊裝在拉伸試驗(yàn)裝置上。
[0025]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的立體圖，其中拉伸工件被吊裝在拉伸試驗(yàn)裝置上。
[0026]圖4a為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的局部放大視圖，其中示出了立柱的頂端、液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置、壓力傳感器、橫梁的相對(duì)位置關(guān)系，圖4b為圖4a中的部分的進(jìn)一步放大視圖。
[0027]圖5為體現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置的布置位置與橫梁吊件的吊點(diǎn)的關(guān)系圖。
[0028]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的橫梁限位系統(tǒng)的示意圖，其中圖7a為橫梁的側(cè)視圖，該橫梁上設(shè)置有橫梁限位系統(tǒng)，圖7b為圖7a中的A-A方向的視圖，僅示出了安裝在橫梁側(cè)面上的第一限位組件，而圖7c為圖7a中的B-B方向的視圖，僅示出了安裝在橫梁側(cè)面上的第二限位組件。
[0030]圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置中使用的拉力傳感器的示意性首1J視圖。
[0031]圖9為圖8中的拉力傳感器的分解示意圖，其中圖9a顯示作為施力螺母的固定件，圖9b顯不第一吊耳件，圖9c顯不第二吊耳件，圖9d顯不拉力桿。
[0032]圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的液壓同步控制系統(tǒng)原理圖。
[0033]圖11為圖10中的液壓同步控制系統(tǒng)的強(qiáng)制進(jìn)油的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)例性的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中相同或相似的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的元件。下面參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0035]如圖l、4a、4b中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置包括:水平底座10，底座10上設(shè)置有底座吊件12，所述底座吊件12適于連接到拉伸工件100的一端(圖1中的下端)；豎直支撐于底座10上的兩個(gè)立柱20 ;可移動(dòng)橫梁30，由所述兩個(gè)立柱20平行于所述底座10支撐，橫梁30上設(shè)置有橫梁吊件32，所述橫梁吊件32適于連接到所述拉伸工件100的與所述一端相對(duì)的另一端(圖1中的上端)，所述底座10、所述立柱20以及所述橫梁30構(gòu)成立式龍門框架結(jié)構(gòu)；兩組液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置40，包括液壓油缸42和活塞桿44，用于相對(duì)于所述立柱20的頂端利用活塞桿44水平頂升所述橫梁30以拉伸連接在所述底座吊件12與所述橫梁吊件32之間的拉伸工件100 ；以及多個(gè)壓力傳感器50，每一個(gè)壓力傳感器50設(shè)置在對(duì)應(yīng)的加載裝置40上方，其中:第一組加載裝置設(shè)置在一個(gè)立柱(例如左立柱)的頂端與橫梁30的一端(例如左端)之間，而第二組加載裝置設(shè)置在另一個(gè)立柱(例如右立柱)的頂端與橫梁30的另一端之間；第一組加載裝置包括第一加載裝置40a和第二加載裝置40b，第二組加載裝置包括第三加載裝置40c和第四加載裝置40d，所述第一加載裝置、第二加載裝置、第三加載裝置以及第四加載裝置分別構(gòu)成矩形的四個(gè)角部(例如參見圖5);所述壓力傳感器50和對(duì)應(yīng)的加載裝置40設(shè)置在對(duì)應(yīng)立柱20的頂端與橫梁30的對(duì)應(yīng)端之間，如圖4a、4b中所示。相應(yīng)地，壓力傳感器50的數(shù)量與加載裝置40的數(shù)量相同。
[0036]圖2和圖3中的拉伸試驗(yàn)裝置示出了拉伸試驗(yàn)裝置的框架結(jié)構(gòu)，并未示出加載裝置和壓力傳感器。在圖2-3中，橫梁30的端部在立柱20內(nèi)移動(dòng)，圖7b則清楚地示出了橫梁30的端部與立柱的位置關(guān)系。例如，在圖7b中，立柱20包括立柱部20a以及立柱部20b，立柱部可以由工字鋼組成。
[0037]為了便于布置液壓加載裝置40,橫梁30的面對(duì)底座10的表面需要有合適的寬度W，如圖7b中所示。需要指出的是，圖4-5中雖然示出僅僅在橫梁30的四個(gè)角部設(shè)置有四個(gè)加載裝置，但是，除了此四個(gè)加載裝置之外，還可以設(shè)置另外的加載裝置，在橫梁30的寬度足夠的情況下，可以在矩形的短邊布置三個(gè)加載裝置40。
[0038]在根據(jù)本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置中，由于立柱20安裝在底座10上形成力封閉結(jié)構(gòu)，所以試驗(yàn)載荷只在拉伸試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳遞，對(duì)地基無特殊要求，整臺(tái)裝置可移動(dòng)使用或存放。另外，因?yàn)椴捎昧⑹嚼欤鶕?jù)本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置對(duì)于有豎直拉伸要求的構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)更加符合實(shí)際工況。
[0039]為了便于根據(jù)本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置拉伸較大長(zhǎng)度范圍的試驗(yàn)工件，可以設(shè)計(jì)立柱的高度使其合適的長(zhǎng)。對(duì)于較短的試驗(yàn)工件，可以使用較長(zhǎng)的拉索。
[0040]在根據(jù)本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置中，使用至少四個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置40頂升橫梁30來拉伸試驗(yàn)工件，從而在拉伸過程中避免使用大噸位的吊車或加載設(shè)備。
[0041]加載裝置40可以是市售的大噸位的千斤頂。壓力傳感器50可以為任何市售的大噸位壓力傳感器，例如，該壓力傳感器可以測(cè)量數(shù)十噸到數(shù)百噸的壓力。
[0042]雖然在圖l、4a、4b中，每一個(gè)壓力傳感器50設(shè)置在對(duì)應(yīng)的加載裝置40上方,但是，壓力傳感器50也可以鄰近立柱20的頂端而設(shè)置在加載裝置40與立柱20的頂端之間。
[0043]另外，如圖4a、4b中所示，可以在加載裝置40與立柱20的頂端之間設(shè)置壓板22，以將加載裝置40的壓力均勻分布在立柱20的頂端上。類似地，壓力傳感器50可以頂在頂板31上，以將壓力傳感器50的壓力均勻分布在橫梁30的端部。明顯的，頂板31與壓板22彼此平行布置。
[0044]有利的，如圖6中所示，加載裝置40的活塞桿44的端部設(shè)置有球面法蘭第一部分44a，與所述球面法蘭第一部分形成球面配合的球面法蘭第二部分44b布置在頂升板46的一個(gè)表面(圖6中的下表面)上，所述頂升板46的另一表面(圖6中的上表面)布置對(duì)應(yīng)的壓力傳感器50 (參見圖4b)。由于形成球面配合，可以防止在大噸位拉伸的情況下由于壓力集中而導(dǎo)致的部件損壞。
[0045]如圖4b中所示，頂升板46的另一表面上設(shè)置有配合凹部46a ;所述壓力傳感器50的主體的下端設(shè)置有配合突起52，所述配合突起52適于裝配在所述配合凹部46a中。由此，可以防止壓力傳感器50相對(duì)于頂升板46或加載裝置40橫向移位。雖然沒有示出，頂板31上可以設(shè)置有與壓力傳感器50上端的配合突起54配合的凹部，加載裝置40的主體的下端也可以配合在壓板22上的未示出的凹部中。
[0046]雖然在圖l_4a、4b中沒有示出，但是，根據(jù)本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置還可包括:多個(gè)位移傳感器92(參見圖10)，用于測(cè)量對(duì)應(yīng)活塞桿44的行程。測(cè)得的數(shù)值可以發(fā)送到后面描述的控制系統(tǒng)中作為反饋數(shù)據(jù)?？梢曰谖灰苽鞲衅鳒y(cè)得的位移數(shù)據(jù)確定橫梁30是否處于水平位置，或者在不處于水平位置的情況下，哪一個(gè)或哪幾個(gè)加載裝置40的活塞桿44的行程應(yīng)該被增加或減小，或者還可以確定橫梁30的頂升速度是否過快。
[0047]圖2、3示出了本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置的關(guān)于底座吊件的一個(gè)具體示例。如圖2、3中所示，所述底座吊件12包括三個(gè)吊點(diǎn)121、122、123，所述三個(gè)吊點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形；三個(gè)拉力傳感器70的一端分別連接到三個(gè)吊點(diǎn)；三個(gè)拉力連接器70的另一端分別連接到三個(gè)吊索60的一端，每一個(gè)吊索60的另一端又連接到拉伸工件100上的一個(gè)對(duì)應(yīng)的固定點(diǎn)。有利的，所述拉力傳感器70保持豎直定位且測(cè)量豎直方向上的拉力；所述吊索60的所述一端之間設(shè)置有連接桿62，以平衡吊索60的橫向分力。如圖2中所示，底座吊件12除了上述的三個(gè)吊點(diǎn)之外，還可以包括基本上位于拉伸工件100的正下方的吊點(diǎn)124。實(shí)際上，如果不存在對(duì)拉伸吊件的復(fù)雜的拉伸要求，可以僅僅設(shè)置吊點(diǎn)124。除了包括吊點(diǎn)124之外，底座吊件還可以包括另外的兩個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)吊點(diǎn)。
[0048]可以直接將拉力傳感器設(shè)置在與所述橫梁吊件32相連的吊索上或者設(shè)置在與所述底座吊件12相連的吊索上。[0049]拉力傳感器可以為任何市售的大噸位拉力傳感器，例如，該拉力傳感器可以測(cè)量數(shù)十噸到數(shù)百噸的拉力。除了市售的拉力傳感器，可以使用如下結(jié)構(gòu)的拉力傳感器70。該拉力傳感器70通過測(cè)量受到的壓力來測(cè)量受到的拉力。
[0050]如圖8-9中所示，所述拉力傳感器70包括:第一吊耳件72，第一吊耳件的一端設(shè)置有第一吊耳721、另一端設(shè)置有容納凹部722 ;固定件74，所述固定件74固定在所述第一吊耳件的另一端上以覆蓋所述容納凹部722，固定件74上設(shè)置有開口 741 ;拉力桿76 ;第二吊耳件78，第二吊耳件的一端設(shè)置有第二吊耳781、另一端連接到拉力桿76的一端，拉力桿76的另一端通過所述開口延伸到所述容納凹部722內(nèi)，所述拉力桿76的另一端設(shè)置有直徑擴(kuò)大部761 ;壓力傳感件79，在所述容納凹部722內(nèi)套設(shè)在所述拉力桿76上，且被限制在所述直徑擴(kuò)大部761與所述固定件74的形成所述開口 741的壁之間，其中:第一吊耳件72與所述第二吊耳件78之間承受的拉力產(chǎn)生所述直徑擴(kuò)大部761對(duì)所述壓力傳感件79的擠壓，完成拉力與壓力之間的轉(zhuǎn)換。
[0051]固定件74可以是施力螺母，從而固定件74可以螺紋連接在第一吊耳件72上。不過，固定件74也可以在壓力傳感件79以及拉力桿76已經(jīng)置于該容納凹槽72內(nèi)之后，可以采用焊接、銷接等其他方式固定在第一吊耳件72上。這里的壓力傳感件79類似于上文中提到的壓力傳感器50。
[0052]在頂升橫梁30的過程中，防止橫梁30錯(cuò)位和偏載是非常重要的。為此，根據(jù)本發(fā)明的拉伸試驗(yàn)裝置還可以包括橫梁限位系統(tǒng)，所述橫梁限位系統(tǒng)包括:第一限位組件，與所述立柱20中的至少一個(gè)接合以防止所述橫梁30沿所述橫梁的縱向方向相對(duì)于立柱移動(dòng)；第二限位組件，與所述立柱20中的至少一個(gè)接合以防止所述橫梁30在垂直于所述橫梁30的頂升方向的平面中垂直于所述橫梁30的縱向方向相對(duì)于立柱20移動(dòng)。簡(jiǎn)而言之,第一限位組件防止橫梁30相對(duì)于立柱20在圖7a中沿方向X(對(duì)應(yīng)于橫梁的縱向方向)移動(dòng)，而第二限位組件防止橫梁30相對(duì)于立柱20在圖7a中沿方向Y移動(dòng)?？梢允褂霉潭ㄓ跈M梁外的(例如固定在立柱上的)“]”形導(dǎo)槽和固定在橫梁上的滑塊配合、利用導(dǎo)槽限制滑塊的移動(dòng)方向的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)橫梁30的移動(dòng)方向的限制，具體的，立柱上沿立柱豎直方向的“]”形導(dǎo)槽的兩個(gè)短邊可以防止橫梁沿Y方向過度移動(dòng)，而在兩個(gè)導(dǎo)槽配合的情況下，“]”形導(dǎo)槽的底邊則可以防止橫梁沿X方向過度移動(dòng)。
[0053]圖7中專門示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的橫梁限位系統(tǒng)，其中圖7a為橫梁30的側(cè)視圖，該橫梁30上設(shè)置有橫梁限位系統(tǒng)，圖7b為圖7a中的A-A方向的視圖，僅示出了安裝在橫梁側(cè)面上的第一限位組件82的一部分(左部分)，而圖7c為圖7a中的B-B方向的視圖，僅示出了安裝在橫梁側(cè)面上的第二限位組件84 (右側(cè))。
[0054]如圖7a、7b中所示，所述第一限位組件82包括:安裝在橫梁30上的至少一對(duì)第一滾輪單元822，每一對(duì)第一滾輪單元822的兩個(gè)第一滾輪822a分別接合兩個(gè)立柱20上的或者固定在兩個(gè)立柱20上的沿所述橫梁30的縱向方向(X方向)彼此兩對(duì)的兩個(gè)表面20al，且第一滾輪822a的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于所述橫梁30的縱向方向。在圖7a中僅僅示出了設(shè)置在橫梁30的一側(cè)的一對(duì)第一滾輪單元822，但是，從圖7b中可知，橫梁30的另一側(cè)也設(shè)置了一對(duì)第一滾輪單元822。一對(duì)第一滾輪822a分別接合兩個(gè)立柱20的相對(duì)的表面20al而限定橫梁30沿X方向移動(dòng)。
[0055]如圖7a、7c中所示，所述第二限位組件84包括:安裝在橫梁30上的至少一對(duì)第二滾輪單元842，每一對(duì)第二滾輪單元842的兩個(gè)第二滾輪842a分別接合兩個(gè)立柱20上的或者固定在兩個(gè)立柱20上的分別面對(duì)所述橫梁的兩個(gè)側(cè)面的兩個(gè)表面20a2，且第二滾輪842a的旋轉(zhuǎn)軸線平行于所述橫梁30的縱向方向。在圖7c中示出了設(shè)置在橫梁30 —端的兩側(cè)的一對(duì)第二滾輪單元842，但是，從圖7a中可知，橫梁30的另一端也設(shè)置了一對(duì)第二滾輪單元842。如圖7c中所示,一對(duì)第二滾輪842a分別接合面對(duì)所述橫梁30的兩個(gè)側(cè)面的兩個(gè)表面20a2而限定橫梁30沿Y方向移動(dòng)。如圖7c中示出的，表面20a2由固定在立柱20上的三腳架構(gòu)成的表面提供，不過，如有必要，第二滾輪842a也可以直接與立柱20接合，例如在圖7c中與構(gòu)成立柱20的工字鋼的端緣20a3接合。
[0056]如圖7a_7c中所示，所述至少一對(duì)第一滾輪單元822包括兩對(duì)第一滾輪單元，其中一對(duì)第一滾輪單元822設(shè)置在橫梁30的一側(cè)，而另一對(duì)第一滾輪單元822設(shè)置在橫梁30的另一側(cè)；和/或所述至少一對(duì)第二滾輪單元842包括兩對(duì)第二滾輪單元，其中一對(duì)第二滾輪單元842靠近一個(gè)立柱設(shè)置，而另一對(duì)第二滾輪單元842靠近另一個(gè)立柱設(shè)置。
[0057]雖然沒有示出，但是，拉伸試驗(yàn)裝置還可包括:檢測(cè)所述橫梁30在垂直于豎直方向的平面內(nèi)的偏移的第一偏移傳感器和第二偏移傳感器，其中所述第一偏移傳感器檢測(cè)所述橫梁30沿所述橫梁的縱向方向(X方向)的偏移，所述第二偏移傳感器檢測(cè)所述橫梁沿垂直于所述橫梁的縱向方向的方向(Y方向)的偏移。有利的，拉伸試驗(yàn)裝置還可包括報(bào)警器，在第一偏移傳感器和第二偏移傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)中的一個(gè)超出預(yù)定閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警。基于該警報(bào)，下面提到的控制單元可以停止驅(qū)動(dòng)加載裝置40頂升橫梁30。
[0058]如圖2-3中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置還包括提升輔助系統(tǒng)，其用于將拉伸工件100吊裝到所述橫梁吊件32的下方以輔助將拉伸工件100吊裝到橫梁吊件32上，所述提升輔助系統(tǒng)包括電動(dòng)葫蘆120以及固定在所述立柱20上且垂直于所述橫梁30的側(cè)面延伸的導(dǎo)軌130，所述電動(dòng)葫蘆120適于沿所述導(dǎo)軌130移動(dòng)。通過電動(dòng)葫蘆120，可以將拉伸工件100從拉伸試驗(yàn)裝置的門形框架之外“接住”，然后將“接住”的拉伸工件100移動(dòng)到橫梁吊件32的正下方，這可以極大地提高了操作效率。該提升輔助系統(tǒng)還可以包括操作平臺(tái)140。
[0059]為了防止橫梁30在頂升過程中偏移或錯(cuò)位，有利的，在執(zhí)行拉伸之前，該橫梁吊件的豎直拉力線大致穿過所述矩形的中心，換言之，如圖5中所示，橫梁吊件的吊點(diǎn)在圖5中大致位于矩形的中心。
[0060]下面描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的控制系統(tǒng)。圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拉伸試驗(yàn)裝置的液壓同步控制系統(tǒng)原理圖。圖11為圖10中的液壓同步控制系統(tǒng)的強(qiáng)制進(jìn)油的結(jié)構(gòu)示意圖。所述控制系統(tǒng)用于控制所述兩組加載裝置中的加載裝置40，以調(diào)節(jié)每一個(gè)活塞桿44的行程，使得所述橫梁30以大致水平的方式被頂升。所述控制系統(tǒng)可控制進(jìn)入液壓缸42的液壓油的油壓、活塞桿44的頂升速度和頂升時(shí)間、進(jìn)入液壓缸42的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)橫梁30的頂升量。有利的，頂升量的控制精度不大于0.5_。更有利的，所述控制系統(tǒng)包括同步控制器94，所述同步控制器接收來自每一個(gè)位移傳感器92的信號(hào)以及每一個(gè)壓力傳感器50的信號(hào)，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入到選擇的液壓缸42內(nèi)的液壓油的油量和/或進(jìn)油方向，使得每一個(gè)活塞桿44的行程大致同步。
[0061]如圖10中所示，從主油泵96 (例如高壓柱塞泵)出來的液壓油經(jīng)過四個(gè)電磁切換閥98分別供給到四個(gè)液壓缸42，通過每一個(gè)電磁切換閥98的切換操作控制進(jìn)入到每一個(gè)液壓缸42的活塞43上方的油腔或下方的油腔以控制活塞桿44的下降或上升。
[0062]控制系統(tǒng)的同步控制器94可以同時(shí)控制多個(gè)加載裝置40同時(shí)頂升橫梁30。在活塞桿44之間的行程差值(其可以通過同步控制器中的計(jì)算器計(jì)算)在行程差閾值(其可以存儲(chǔ)在同步控制器94的存儲(chǔ)器中)范圍之內(nèi)和/或壓力傳感器50測(cè)得的壓力之間的差值(其可以通過同步控制器中的計(jì)算器計(jì)算)在壓力差閾值(其可以存儲(chǔ)在同步控制器94的存儲(chǔ)器中)范圍以內(nèi)的情況下，的同步控制器94可以直接同步控制所有加載裝置40，例如，同時(shí)向加載裝置40的液壓缸42的活塞43下方的油腔供給液壓油。在壓力差值超過壓力差閾值和/或行程差超過行程差閾值的情況下，控制系統(tǒng)可以分別單獨(dú)控制每一個(gè)活塞桿44，以調(diào)節(jié)每一個(gè)活塞桿44的行程或者是每一個(gè)活塞桿對(duì)應(yīng)的壓力傳感器所承載的壓力，也可以單獨(dú)調(diào)節(jié)其中的幾個(gè)加載裝置，同時(shí)保持其他加載裝置40的當(dāng)前操作。通過逐個(gè)調(diào)節(jié)或局部調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)加載裝置40之間的行程、承載力之間的大致均衡。
[0063]如圖10和11中所示，主油泵96的進(jìn)油側(cè)還設(shè)置有強(qiáng)制進(jìn)油泵99。利用該強(qiáng)制進(jìn)油泵99，使得主油泵96從負(fù)壓吸油轉(zhuǎn)換到強(qiáng)制進(jìn)油，從而大大提高了主油泵96的容積效率。在本發(fā)明中，利用變頻器改變主油泵96的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，有利于主油泵提供在300r/min-2000r/m范圍內(nèi)提供油泵轉(zhuǎn)速與油泵流量之間的線性關(guān)系，例如在主油泵壓力在70Mpa的情況下,提供流量從0.3L/min-l.2L/min之間的線性變化；另外,通過在圖10所述的同步控制中采用數(shù)字信號(hào)，避免了控制系統(tǒng)的信號(hào)干擾問題。
[0064]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變化。本發(fā)明的適用范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種拉伸試驗(yàn)裝置，包括: 水平底座，底座上設(shè)置有底座吊件，所述底座吊件適于連接到拉伸工件的一端； 豎直支撐于底座上的兩個(gè)立柱； 可移動(dòng)橫梁，由所述兩個(gè)立柱平行于所述底座支撐，橫梁上設(shè)置有橫梁吊件，所述橫梁吊件適于連接到所述拉伸工件的與所述一端相對(duì)的另一端，所述底座、所述立柱以及所述橫梁構(gòu)成立式龍門框架結(jié)構(gòu)； 兩組液壓驅(qū)動(dòng)的加載裝置，包括液壓油缸和活塞桿，用于相對(duì)于所述立柱的頂端利用活塞桿水平頂升所述橫梁以拉伸連接在所述底座吊件與所述橫梁吊件之間的拉伸工件；以及 多個(gè)壓力傳感器， 其中: 第一組加載裝置設(shè)置在一個(gè)立柱的頂端與橫梁的一端之間，而第二組加載裝置設(shè)置在另一個(gè)立柱的頂端與橫梁的另一端之間； 第一組加載裝置包括第一加載裝置和第二加載裝置，第二組加載裝置包括第三加載裝置和第四加載裝置，所述第一加載裝置、第二加載裝置、第三加載裝置以及第四加載裝置分別構(gòu)成矩形的四個(gè)角部； 所述壓力傳感器和對(duì)應(yīng)的加載裝置設(shè)置在對(duì)應(yīng)立柱的頂端與橫梁的對(duì)應(yīng)端之間。
2.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 每一個(gè)壓力傳感器設(shè)置在對(duì)應(yīng)的加載裝置上方，活塞桿的端部設(shè)置有球面法蘭第一部分，與所述球面法蘭第一部分形成球面配合的球面法蘭第二部分布置在頂升板的一個(gè)表面上，所述頂升板的另一表面布置對(duì)應(yīng)的壓力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 頂升板的另一表面上設(shè)置有配合凹部； 所述壓力傳感器的主體的下端設(shè)置有配合突起，所述配合突起適于裝配在所述配合凹部中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述底座吊件包括三個(gè)吊點(diǎn)，所述三個(gè)吊點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形； 三個(gè)拉力傳感器的一端分別連接到三個(gè)吊點(diǎn)； 三個(gè)拉力連接器的另一端分別連接到三個(gè)吊索的一端，每一個(gè)吊索的另一端又連接到拉伸工件上的一個(gè)對(duì)應(yīng)的固定點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述拉力傳感器保持豎直定位且測(cè)量豎直方向上的拉力； 所述吊索的所述一端之間設(shè)置有連接桿，以平衡吊索的橫向分力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述拉力傳感器包括: 第一吊耳件，第一吊耳件的一端設(shè)置有第一吊耳、另一端設(shè)置有容納凹部； 固定件，所述固定件固定在所述第一吊耳件的另一端上以覆蓋所述容納凹部，固定件上設(shè)置有開口； 拉力桿；第二吊耳件，第二吊耳件的一端設(shè)置有第二吊耳、另一端連接到拉力桿的一端，拉力桿的另一端通過所述開口延伸到所述容納凹部?jī)?nèi)，所述拉力桿的另一端設(shè)置有直徑擴(kuò)大部；壓力傳感件，在所述容納凹部?jī)?nèi)套設(shè)在所述拉力桿上，且被限制在所述直徑擴(kuò)大部與所述固定件的形成所述開口的壁之間， 其中: 第一吊耳件與所述第二吊耳件之間承受的拉力產(chǎn)生所述直徑擴(kuò)大部對(duì)所述壓力傳感件的擠壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸試驗(yàn)裝置，還包括: 拉力傳感器，所述拉力傳感器設(shè)置在與所述橫梁吊件相連的吊索上或者設(shè)置在與所述底座吊件相連的吊索上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述拉力傳感器包括: 第一吊耳件，第一吊耳件的一端設(shè)置有第一吊耳、另一端設(shè)置有容納凹部； 固定件，所述固定件固定在所述第一吊耳件的另一端上以覆蓋所述容納凹部，固定件上設(shè)置有開口； 拉力桿； 第二吊耳件，第二吊耳件的一端設(shè)置有第二吊耳、另一端連接到拉力桿的一端，拉力桿的另一端通過所述開口延 伸到所述容納凹部?jī)?nèi)，所述拉力桿的另一端設(shè)置有直徑擴(kuò)大部；壓力傳感件，在所述容納凹部?jī)?nèi)套設(shè)在所述拉力桿上，且被限制在所述直徑擴(kuò)大部與所述固定件的形成所述開口的壁之間， 其中: 第一吊耳件與所述第二吊耳件之間承受的拉力產(chǎn)生所述直徑擴(kuò)大部對(duì)所述壓力傳感件的擠壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸試驗(yàn)裝置，還包括橫梁限位系統(tǒng)，所述橫梁限位系統(tǒng)包括: 第一限位組件，與所述立柱中的至少一個(gè)接合以防止所述橫梁沿所述橫梁的縱向方向相對(duì)于立柱移動(dòng)； 第二限位組件，與所述立柱中的至少一個(gè)接合以防止所述橫梁在垂直于所述橫梁的頂升方向的平面中垂直于所述橫梁的縱向方向相對(duì)于立柱移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述第一限位組件包括:安裝在橫梁上的至少一對(duì)第一滾輪單元，每一對(duì)第一滾輪單元的兩個(gè)第一滾輪分別接合兩個(gè)立柱上的或者固定在兩個(gè)立柱上的沿所述橫梁的縱向方向彼此兩對(duì)的兩個(gè)表面，且第一滾輪的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于所述橫梁的縱向方向； 所述第二限位組件包括:安裝在橫梁上的至少一對(duì)第二滾輪單元，每一對(duì)第二滾輪單元的兩個(gè)第二滾輪分別接合兩個(gè)立柱上的或者固定在兩個(gè)立柱上的分別面對(duì)所述橫梁的兩個(gè)側(cè)面的兩個(gè)表面，且第二滾輪的旋轉(zhuǎn)軸線平行于所述橫梁的縱向方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述至少一對(duì)第一滾輪單元包括兩對(duì)第一滾輪單元，其中一對(duì)第一滾輪單元設(shè)置在橫梁的一側(cè)，而另一對(duì)第一滾輪單元設(shè)置在橫梁的另一側(cè)；和/或所述至少一對(duì)第二滾輪單元包括兩對(duì)第二滾輪單元，其中一對(duì)第二滾輪單元靠近一個(gè)立柱設(shè)置，而另一對(duì)第二滾輪單元靠近另一個(gè)立柱設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拉伸試驗(yàn)裝置，還包括: 檢測(cè)所述橫梁在垂直于豎直方向的平面內(nèi)的偏移的第一偏移傳感器和第二偏移傳感器，其中所述第一偏移傳感器檢測(cè)所述橫梁沿所述橫梁的縱向方向的偏移，所述第二偏移傳感器檢測(cè)所述橫梁沿垂直于所述橫梁的縱向方向的方向的偏移。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的拉伸試驗(yàn)裝置，還包括: 報(bào)警器，在第一偏移傳感器和第二偏移傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)中的一個(gè)超出預(yù)定閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸試驗(yàn)裝置，還包括: 提升輔助系統(tǒng)，用于將拉伸工件吊裝到所述橫梁吊件的下方以輔助將拉伸工件吊裝到橫梁吊件上，所述提升輔助系統(tǒng)包括電動(dòng)葫蘆以及固定在所述立柱上且垂直于所述橫梁的側(cè)面延伸的導(dǎo)軌，所述電動(dòng)葫蘆適于沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述橫梁吊件的豎直拉力線大致穿過所述矩形的中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的拉伸試驗(yàn)裝置，還包括: 多個(gè)位移傳感器，用于測(cè)量對(duì)應(yīng)活塞桿的行程。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的拉伸試驗(yàn)裝置，還包括: 控制系統(tǒng)，用于控制所述兩組加載裝置中的加載裝置，以調(diào)節(jié)每一個(gè)活塞桿的行程，使得所述橫梁以大致水平的方式被頂升。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述控制系統(tǒng)控制進(jìn)入液壓缸的液壓油的油壓、活塞桿的頂升速度和頂升時(shí)間、進(jìn)入液壓缸的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)橫梁的頂升量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 頂升量的控制精度不大于0.5mm。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的拉伸試驗(yàn)裝置，其中: 所述控制系統(tǒng)包括同步控制器，所述同步控制器接收來自每一個(gè)位移傳感器的信號(hào)以及每一個(gè)壓力傳感器的信號(hào)，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入到選擇的液壓缸內(nèi)的液壓油的油量和/或進(jìn)油方向，使得每一個(gè)活塞桿的行程大致同步。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK103884596SQ201210559025
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】王國(guó)彪, 楊中偉, 夏宏君, 樊永生, 劉茂平, 孫長(zhǎng)安, 吳偉, 何菲菲, 孫俊峰 申請(qǐng)人:國(guó)家核電技術(shù)有限公司, 山東核電設(shè)備制造有限公司