一種對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，包括主機(jī)機(jī)械部分、水平剪切部分、垂向加載部分、轉(zhuǎn)角加載部分、運(yùn)送小車、直線導(dǎo)軌裝置、環(huán)境箱、測(cè)控部分和液壓部分，水平剪切部分水平伺服作動(dòng)器水平懸掛，與主機(jī)機(jī)械部分自平衡立柱內(nèi)側(cè)滑槽鉸接，對(duì)待測(cè)試支座提供水平向加載；垂向加載部分垂向伺服作動(dòng)器上端固定于主機(jī)機(jī)械部分上橫梁，下端連接移動(dòng)橫梁，對(duì)待測(cè)試支座提供垂向加載；轉(zhuǎn)角加載部分平行于垂向加載部分，固定在主機(jī)機(jī)械部分上橫梁外側(cè)，完成轉(zhuǎn)角試驗(yàn)；運(yùn)送小車安裝在主機(jī)機(jī)械部分的運(yùn)送軌道上，直線導(dǎo)軌裝置安裝在主機(jī)機(jī)械部分承載立柱內(nèi)側(cè)；測(cè)控部分和液壓部分均分別與水平剪切部分、垂向加載部分和轉(zhuǎn)角加載部分相連。
【專利說明】一種對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，主要涉及公路橋梁、鐵路橋梁、房屋建筑等建設(shè)中減隔震支座和普通支座力學(xué)性能測(cè)試，可完成壓縮試驗(yàn)、轉(zhuǎn)角試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、剪切性能相關(guān)性試驗(yàn)、摩擦系數(shù)試驗(yàn)以及一些小型構(gòu)件的力學(xué)試驗(yàn)等。
【背景技術(shù)】
[0002]近二十年來，用于橋梁減振的結(jié)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，在國際上迅速發(fā)展并被廣泛接受的結(jié)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)包括液體粘滯阻尼器、金屬摩擦擺和鉛芯橡膠支座等。我國已完成或者正在建設(shè)的大型橋梁，為了達(dá)到減少橋梁各種振動(dòng)的影響，也紛紛采用減隔震支座設(shè)計(jì)，如蘇通大橋引橋、港珠澳大橋等。但由于國內(nèi)單位的支座檢測(cè)設(shè)備僅能滿足支座靜態(tài)力學(xué)性能測(cè)試，無法進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試，在一定程度上忽視了減隔震支座在地震作用下發(fā)揮功效的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性。由于國內(nèi)支座測(cè)試技術(shù)的滯后，這已嚴(yán)重阻礙了減隔震支座的發(fā)展與工程應(yīng)用。
[0003]為了保證支座產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)此類產(chǎn)品提出嚴(yán)格的產(chǎn)品性能測(cè)試要求很有必要，這是檢驗(yàn)產(chǎn)品是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量及耐久性的重要手段，是消能減震工程最為重要的環(huán)節(jié)之一。
[0004]目前，歐美國家的規(guī)范和指南中建議減隔震支座性能測(cè)試除了需要進(jìn)行豎向承載力、水平位移量、轉(zhuǎn)動(dòng)能力、摩擦特性等靜力測(cè)試外，尚需要進(jìn)行不同設(shè)計(jì)地震位移下的動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)、豎向隔震動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)等。但我國現(xiàn)有的支座試驗(yàn)機(jī)還不能全面、系統(tǒng)地滿足測(cè)試要求。
[0005]國內(nèi)支座性能測(cè)試系統(tǒng)存在以下幾個(gè)主要方面困境或缺陷:第一，目前只能進(jìn)行支座的靜態(tài)壓剪試驗(yàn)，無法進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)。水平伺服作動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載時(shí)，需要垂向伺服作動(dòng)器也處于伺服隨動(dòng)的控制狀態(tài)。第二，支座性能測(cè)試系統(tǒng)自身剛度不高或者側(cè)向承載機(jī)構(gòu)摩擦力較大時(shí)，在大噸位伺服作動(dòng)器作用下導(dǎo)致機(jī)身受力變形或者移動(dòng)橫梁受力較大，產(chǎn)生附加荷載；另外，水平伺服作動(dòng)器進(jìn)行剪切試驗(yàn)時(shí)有摩擦力過大影響試驗(yàn)精度的現(xiàn)象，造成了誤差影響檢測(cè)結(jié)果。第三，國內(nèi)的支座性能測(cè)試系統(tǒng)皆未設(shè)置環(huán)境控制功能，無法真實(shí)模擬實(shí)際工程所處環(huán)境條件下的支座靜動(dòng)力性能，難以保證支座工作性能、耐久性及安全性。第四，垂向大噸位作動(dòng)器上下運(yùn)動(dòng)時(shí)由于密封結(jié)構(gòu)的特性，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)向裝置以及作動(dòng)器發(fā)生旋轉(zhuǎn)，增加試件扭矩；另外，豎向加載時(shí)會(huì)產(chǎn)生的橫向側(cè)向力過大會(huì)使得設(shè)備發(fā)生偏擺，影響試驗(yàn)精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006](一)要解決的技術(shù)間題
[0007]為了克服上述現(xiàn)行技術(shù)存在的缺陷以及根據(jù)目前橋梁建設(shè)的需要，本實(shí)用新型提出了一種對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置。模擬實(shí)際工程環(huán)境條件下進(jìn)行大噸位水平向動(dòng)態(tài)快速加載試驗(yàn)，可進(jìn)行單剪、雙剪、轉(zhuǎn)角、極限抗壓以及動(dòng)態(tài)性能等試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)大噸位高精度動(dòng)態(tài)加載支座力學(xué)性能檢測(cè)，保證支座靜動(dòng)力測(cè)試的精度。
[0008]( 二)技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，該裝置包括主機(jī)機(jī)械部分1、水平剪切部分2、垂向加載部分3、轉(zhuǎn)角加載部分4、運(yùn)送小車5、直線導(dǎo)軌裝置6、環(huán)境箱、測(cè)控部分和液壓部分，其中:水平剪切部分2、垂向加載部分3、轉(zhuǎn)角加載部分4安裝在主機(jī)機(jī)械部分1，構(gòu)成加載主體；水平伺服作動(dòng)器201水平懸掛，與主機(jī)機(jī)械部分I自平衡立柱103內(nèi)側(cè)滑槽鉸接，對(duì)待測(cè)試支座7提供水平向加載；垂向加載部分3垂向伺服作動(dòng)器301上端固定于主機(jī)機(jī)械部分I上橫梁102，下端連接移動(dòng)橫梁303，對(duì)待測(cè)試支座7提供垂向加載；轉(zhuǎn)角加載部分4平行于垂向加載部分3，并固定在主機(jī)機(jī)械部分I上橫梁102外側(cè)，以完成轉(zhuǎn)角試驗(yàn)；運(yùn)送小車5安裝在主機(jī)機(jī)械部分I的運(yùn)送軌道上，直線導(dǎo)軌裝置6安裝在主機(jī)機(jī)械部分I承載立柱101內(nèi)側(cè)；環(huán)境箱為單獨(dú)配置，模擬待測(cè)試支座7所處的真實(shí)環(huán)境；測(cè)控部分和液壓部分均分別與水平剪切部分2、垂向加載部分3和轉(zhuǎn)角加載部分4相連。
[0010]上述方案中，所述主機(jī)機(jī)械部分I包括承載立柱101、上橫梁102、自平衡立柱103、連接橫梁104以及底座105，其中，底座105固定于地面；承載立柱101底部固定在底座105，上部與上橫梁102固定；自平衡立柱103底部安裝在底座105 ;連接橫梁104與底座105平行，分別與自平衡立柱103和承載立柱101連接。所述承載立柱101、上橫梁102、自平衡立柱103、連接橫梁104以及底座105構(gòu)成自反力平衡系統(tǒng)，垂向加載部分3垂向伺服作動(dòng)器301和轉(zhuǎn)角加載部分4三角托架402安裝于上橫梁102，垂向伺服作動(dòng)器301與上橫梁102之間的連接較強(qiáng)，不允許垂向伺服作動(dòng)器301發(fā)生位移；水平伺服作動(dòng)器201安裝在承載立柱101和自平衡立柱103中間，通過兩個(gè)豎向油缸202實(shí)現(xiàn)水平伺服作動(dòng)器201的升降。
[0011]上述方案中，所述水平剪切部分2包括水平伺服作動(dòng)器201、豎向油缸202、剪切板203和下墊板204，其中，水平伺服作動(dòng)器201安裝在自平衡立柱103滑槽內(nèi)，上方設(shè)置兩個(gè)豎向油缸202，并通過豎向油缸202舉升調(diào)整水平伺服作動(dòng)器201高度，兩個(gè)豎向油缸202下端與水平伺服作動(dòng)器201通過螺栓錨固，上端安裝在連接橫梁104上，剪切板203和下墊板204安置在運(yùn)送小車上；剪切板203通過作動(dòng)器端頭與作動(dòng)器螺栓固定。
[0012]上述方案中，所述垂向加載部分3包括垂向伺服作動(dòng)器301、作動(dòng)器同步機(jī)構(gòu)302和移動(dòng)橫梁303，其中，作動(dòng)器同步機(jī)構(gòu)302安裝在垂向伺服作動(dòng)器301，垂向伺服作動(dòng)器301上端與上橫梁102連接，下端與移動(dòng)橫梁303連接。所述垂向加載部分3采用多缸并聯(lián)技術(shù)，通過控制多個(gè)電液伺服閥的同步性來保證加載時(shí)每個(gè)作動(dòng)器都保持同步。
[0013]上述方案中，所述轉(zhuǎn)角加載部分4包括轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器401和三角托架402，其中，三角托架402安裝在主機(jī)機(jī)械部分I上橫梁102外側(cè)，轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器401上端固定在三角托架402上，下端通過作動(dòng)器端頭與剪切板203連接形成轉(zhuǎn)角加載部分。
[0014]上述方案中，所述運(yùn)送小車5包括設(shè)置在底座105上的軌道，驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的電機(jī)以及四個(gè)升降油缸，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)將運(yùn)送小車?yán)M(jìn)和推出加載區(qū)域，利用升降油缸便于待測(cè)試支座7的安裝，提高試驗(yàn)效率和精度，節(jié)省安裝時(shí)間。
[0015]上述方案中，所述直線導(dǎo)軌裝置6包括帶有凹槽的導(dǎo)軌以及可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦的滑塊，滑塊內(nèi)部的滾珠回路保證平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及其剛性。所述直線導(dǎo)軌裝置6通過法蘭連接在承載立柱101內(nèi)側(cè)，移動(dòng)橫梁303側(cè)向安裝在直線導(dǎo)軌滑槽上內(nèi)。[0016]上述方案中，所述環(huán)境箱通過外置加熱器、制冷器、噴霧器或噴水器，模擬夏天高溫、冬季低溫或雨雪環(huán)境，在環(huán)境箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器、濕度傳感器、雨雪傳感器，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)境箱內(nèi)的溫度、濕度、雨雪量進(jìn)行控制和記錄。
[0017]上述方案中，所述測(cè)控部分包括控制微機(jī)、伺服控制器、轉(zhuǎn)換板、電液伺服控制柜和測(cè)量儀器，通過控制微機(jī)實(shí)現(xiàn)加載指令設(shè)定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告生成的全自動(dòng)控制，通過控制微機(jī)中的測(cè)控軟件向伺服控制器發(fā)出加/卸載指令控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)量儀器及時(shí)反饋力/位移信號(hào)到伺服控制器，保證實(shí)驗(yàn)的精確完成。
[0018]上述方案中，所述液壓部分包括高低壓蓄能器、分油器以及管路系統(tǒng)，為加載部分提供油壓產(chǎn)生動(dòng)力。所述液壓部分是通過管路系統(tǒng)將高低壓蓄能器和分油器連通并與水平伺服作動(dòng)器201、垂向伺服作動(dòng)器301及轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器401連接以提供加載動(dòng)力。
[0019](三)有益效果
[0020]本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，與現(xiàn)有的支座性能試驗(yàn)機(jī)相比較，除具有普通支座試驗(yàn)機(jī)的功能外，還具有突出的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步，主要表現(xiàn)在:
[0021]1、高速動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)。本實(shí)用新型不僅能進(jìn)行常規(guī)的支座靜態(tài)加載試驗(yàn)，還能夠正確、全面地檢測(cè)支座的動(dòng)態(tài)性能，為我國支座尤其是減隔震支座的研發(fā)、生產(chǎn)和檢測(cè)提供重要支撐。
[0022]2、模擬實(shí)際的工程環(huán)境。本實(shí)用新型裝置配備了環(huán)境箱，可以較為準(zhǔn)確模擬支座實(shí)際工作環(huán)境，如夏天高溫、冬季低溫、雨雪等不利環(huán)境。開展實(shí)際環(huán)境條件下支座靜動(dòng)力性能試驗(yàn)，并獲得與工程環(huán)境條件匹配的支座力學(xué)性能綜合指標(biāo)，有利于建立基于全壽命的支座性能評(píng)價(jià)體系。
[0023]3、多臺(tái)電液伺服作動(dòng)器并聯(lián)加載技術(shù)。本實(shí)用新型能滿足作動(dòng)器動(dòng)態(tài)高速加載的大流量需求，降低了加工、裝配與維修難度，極大地減少了泄漏的風(fēng)險(xiǎn)；另外導(dǎo)向裝置采用棍棒滾動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，可以保證檢測(cè)出的試驗(yàn)曲線不需修正也可滿足實(shí)驗(yàn)精度要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置的主視圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置的俯視圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置的左視圖；
[0027]圖4為本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置的主機(jī)機(jī)械部分的不意圖；
[0028]圖5為本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置的三個(gè)加載部分的不意圖；
[0029]圖6為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的單剪試驗(yàn)加載的示意圖；
[0030]圖7為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的雙剪試驗(yàn)加載的示意圖；
[0031]圖8為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)角試驗(yàn)加載的示意圖；
[0032]圖9為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行控制的示意圖。
[0033]圖中:1 一主機(jī)機(jī)械部分；2—水平剪切部分；3—垂向加載部分；4一轉(zhuǎn)角加載部分；5—運(yùn)送小車；6—直線導(dǎo)軌裝置；7—待測(cè)試支座；101—承載立柱；102 —上橫梁；103—自平衡立柱；104—連接橫梁；105—底座；201—水平伺服作動(dòng)器；202—豎向油缸；203—到切板；204—下墊板；301—垂向伺服作動(dòng)器；302—作動(dòng)器同步機(jī)構(gòu)；303—移動(dòng)橫梁；401—轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器；402—三角托架。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0035]如圖1?圖3所示，本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置包括主機(jī)機(jī)械部分1、水平剪切部分2、垂向加載部分3、轉(zhuǎn)角加載部分4、運(yùn)送小車5、直線導(dǎo)軌裝置6、環(huán)境箱、測(cè)控部分和液壓部分。水平剪切部分2、垂向加載部分3、轉(zhuǎn)角加載部分4安裝在主機(jī)機(jī)械部分I構(gòu)成加載主體。水平伺服作動(dòng)器201水平懸掛，與主機(jī)機(jī)械部分I自平衡立柱103內(nèi)側(cè)滑槽鉸接，對(duì)待測(cè)試支座7提供水平向加載；垂向加載部分3垂向伺服作動(dòng)器301上端固定于主機(jī)機(jī)械部分I上橫梁102，下端連接移動(dòng)橫梁303，對(duì)待測(cè)試支座7提供垂向加載；轉(zhuǎn)角加載部分4平行于垂向加載部分3，并固定在主機(jī)機(jī)械部分I上橫梁102外側(cè)，用以完成轉(zhuǎn)角試驗(yàn)；運(yùn)送小車5安裝在主機(jī)機(jī)械部分I的運(yùn)送軌道上，直線導(dǎo)軌裝置6安裝在主機(jī)機(jī)械部分I承載立柱101內(nèi)側(cè)；環(huán)境箱為單獨(dú)配置，模擬待測(cè)試支座7所處的真實(shí)環(huán)境；測(cè)控部分和液壓部分均分別與水平剪切部分2、垂向加載部分3和轉(zhuǎn)角加載部分4相連。
[0036]如圖4所示，主機(jī)機(jī)械部分I包括承載立柱101、上橫梁102、自平衡立柱103、連接橫梁104以及底座105，且承載立柱101、上橫梁102、自平衡立柱103、連接橫梁104以及底座105構(gòu)成自反力平衡系統(tǒng)。底座105固定于地面；承載立柱101底部固定在底座105，上部與上橫梁102連接；自平衡立柱103底部固定于底座105 ;連接橫梁104與底座105平行，分別與承載立柱101和自平衡立柱103連接。
[0037]圖5示出了本實(shí)用新型提供的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置的三個(gè)加載部分的示意圖，其中:
[0038]水平剪切部分2包括水平伺服作動(dòng)器201、豎向油缸202、剪切板203和下墊板204。水平伺服作動(dòng)器201安裝在自平衡立柱103滑槽內(nèi)，上方設(shè)置兩個(gè)豎向油缸202，通過豎向油缸202舉升調(diào)整水平伺服作動(dòng)器201高度，兩個(gè)豎向油缸202下端與水平伺服作動(dòng)器201通過螺栓錨固，上端安裝在連接橫梁104上，剪切板203和下墊板204安置在運(yùn)送小車上。
[0039]垂向加載部分3包括垂向伺服作動(dòng)器301、作動(dòng)器同步機(jī)構(gòu)302和移動(dòng)橫梁303。垂向加載部分3采用多缸并聯(lián)技術(shù)，通過控制多個(gè)電液伺服閥的同步性來保證加載時(shí)每個(gè)作動(dòng)器都保持同步。作動(dòng)器同步機(jī)構(gòu)302安裝在垂向伺服作動(dòng)器301上，垂向伺服作動(dòng)器301上端與上橫梁102固定連接，下端與移動(dòng)橫梁303螺栓連接。
[0040]轉(zhuǎn)角加載部分4包括轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器401和三角托架402。三角托架402安裝在主機(jī)機(jī)械部分I上橫梁102外端，轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器401上端固定在三角托架402上，下端通過作動(dòng)器端頭與剪切板203連接形成轉(zhuǎn)角加載部分。
[0041]水平剪切部分2、垂向加載部分3和轉(zhuǎn)角加載部分4三個(gè)加載部分配合使用能夠進(jìn)行支座試驗(yàn)以及一些小型構(gòu)件的加載試驗(yàn)。水平伺服作動(dòng)器201安裝在承載立柱101和自平衡立柱103中間，通過兩個(gè)豎向油缸202實(shí)現(xiàn)水平伺服作動(dòng)器201的升降。垂向伺服作動(dòng)器301安裝在上橫梁102上，要求垂向伺服作動(dòng)器301與上橫梁102之間的連接較強(qiáng)，防止垂向伺服作動(dòng)器301發(fā)生位移。
[0042]運(yùn)送小車5包括設(shè)置在底座105上的軌道，驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的電機(jī)以及四個(gè)升降油缸等。通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)將運(yùn)送小車?yán)M(jìn)和推出加載區(qū)域，利用升降油缸便于待測(cè)試支座7的安裝，提高試驗(yàn)效率和精度，節(jié)省安裝時(shí)間。
[0043]直線導(dǎo)軌裝置6包括帶有凹槽的導(dǎo)軌以及可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦的滑塊，滑塊內(nèi)部的滾珠回路保證了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及其剛性，使其具有極低的摩擦力、較好的導(dǎo)向性。直線導(dǎo)軌裝置6通過法蘭連接在承載立柱101內(nèi)側(cè)，移動(dòng)橫梁303側(cè)向安裝在直線導(dǎo)軌裝置6滑槽內(nèi)。
[0044]環(huán)境箱通過外置加熱器、制冷器、噴霧器、噴水器等，模擬夏天高溫、冬季低溫、雨雪等環(huán)境，在環(huán)境箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器、濕度傳感器、雨雪傳感器，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)境箱內(nèi)的溫度、濕度、雨雪量等進(jìn)行控制和記錄。在支座達(dá)到實(shí)際工作環(huán)境一定時(shí)間后，將其放置在靜動(dòng)力多功能測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)際環(huán)境下的靜動(dòng)力測(cè)試。
[0045]測(cè)控部分包括控制微機(jī)、伺服控制器、轉(zhuǎn)換板、電液伺服控制柜和測(cè)量儀器等。通過控制微機(jī)可實(shí)現(xiàn)加載指令設(shè)定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告生成等全自動(dòng)控制。通過控制微機(jī)中的測(cè)控軟件向伺服控制器發(fā)出加/卸載指令控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)量儀器及時(shí)反饋力/位移信號(hào)到伺服控制器，保證實(shí)驗(yàn)的精確完成。
[0046]液壓部分包括高低壓蓄能器、分油器以及管路系統(tǒng)等，主要是為加載系統(tǒng)提供油壓產(chǎn)生動(dòng)力。通過管路系統(tǒng)將高低壓蓄能器和分油器連通并與水平伺服作動(dòng)器201、垂向伺服作動(dòng)器301及轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器401連接以提供加載動(dòng)力。
[0047]圖6為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的單剪試驗(yàn)加載的示意圖，上料過程說明如下:
[0048]a.用電機(jī)將運(yùn)送小車推出，在下墊板204上安裝試件，用運(yùn)送小車將其拉至至限位塊。
[0049]b.通過升舉作動(dòng)器將運(yùn)送小車落在水平滾動(dòng)裝置上并固定，將下墊板204與水平伺服作動(dòng)器201端頭連接。
[0050]c.通過豎向作動(dòng)器以及滑槽將水平伺服作動(dòng)器201升到對(duì)應(yīng)高度后再與水平伺服作動(dòng)器201端頭連接。
[0051]圖7為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的雙剪試驗(yàn)加載的示意圖，上料過程說明如下:
[0052]a.用電機(jī)將運(yùn)送小車推出，在下墊板204上安裝試件，并將試件上方與剪切板203連接；
[0053]b.將第二個(gè)試件下部與剪切板203連接，用運(yùn)送小車將其移動(dòng)至限位塊，將水平滾動(dòng)裝置固定。
[0054]c.通過升舉作動(dòng)器將運(yùn)送小車落在水平滾動(dòng)裝置上并固定，將剪切板203與水平伺服作動(dòng)器201端頭連接。
[0055]d.通過豎向油缸202將水平伺服作動(dòng)器201調(diào)整到特定高度后再與剪切板203端頭連接。
[0056]圖8為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)角試驗(yàn)加載的示意圖，按照一定的速率將預(yù)壓力P加到一定值后，用轉(zhuǎn)角加載作動(dòng)器提升剪切板203至指定的力F，保持一定時(shí)間后通過傳感器得出數(shù)據(jù)。
[0057]圖9為依照本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行控制的示意圖，來自信號(hào)源發(fā)出信號(hào)給伺服控制器，通過D/A轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換后經(jīng)過放大器進(jìn)行信號(hào)功率放大，并通過作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器實(shí)現(xiàn)加載，通過力傳感器或者位移傳感器將加載情況通過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為反饋信號(hào)給伺服控制器，伺服控制器將來自信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行處理后重新發(fā)出信號(hào)來控制整個(gè)加載系統(tǒng)。本實(shí)用新型轉(zhuǎn)角加載部分與水平加載部分共用電液伺服控制輸出通道，系統(tǒng)設(shè)置了兩路控制通道。
[0058]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，該裝置包括主機(jī)機(jī)械部分(I)、水平剪切部分(2)、垂向加載部分(3)、轉(zhuǎn)角加載部分(4)、運(yùn)送小車(5)、直線導(dǎo)軌裝置(6)、環(huán)境箱、測(cè)控部分和液壓部分,其中: 水平剪切部分(2)、垂向加載部分(3)、轉(zhuǎn)角加載部分(4)安裝在主機(jī)機(jī)械部分(I)構(gòu)成加載主體；水平剪切部分(2)水平伺服作動(dòng)器(201)水平懸掛，與主機(jī)機(jī)械部分(I)自平衡立柱(103)內(nèi)側(cè)滑槽鉸接，對(duì)待測(cè)試支座(7)提供水平向加載；垂向加載部分(3)垂向伺服作動(dòng)器(301)上端固定于主機(jī)機(jī)械部分(I)上橫梁(102)，下端連接移動(dòng)橫梁(303)，對(duì)待測(cè)試支座(7)提供垂向加載；轉(zhuǎn)角加載部分(4)與垂向加載部分(3)平行，三角托架(402)固定在主機(jī)機(jī)械部分(I)上橫梁(102)外側(cè)，以完成轉(zhuǎn)角試驗(yàn)； 運(yùn)送小車(5)安裝在主機(jī)機(jī)械部分(I)的運(yùn)送軌道上，直線導(dǎo)軌裝置(6)安裝在主機(jī)機(jī)械部分(I)承載立柱(101)內(nèi)側(cè)；環(huán)境箱為單獨(dú)配置，模擬待測(cè)試支座(7)所處的實(shí)際工程環(huán)境；測(cè)控部分和液壓部分均分別與水平剪切部分(2)、垂向加載部分(3)和轉(zhuǎn)角加載部分⑷相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述主機(jī)機(jī)械部分(I)包括承載立柱(101)、上橫梁(102)、自平衡立柱(103)、連接橫梁(104)以及底座(105)，其中，底座(105)固定于地面；承載立柱(101)底部固定在底座(105)，上部與上橫梁(102)固定；自平衡立柱(103)底部安裝在底座(105)右端；連接橫梁(104)與底座(105)平行，分別與自平衡立柱(103)和承載立柱(101)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述承載立柱(101)、上橫 梁(102)、自平衡立柱(103)、連接橫梁(104)以及底座(105)構(gòu)成自反力平衡系統(tǒng)，垂向加載部分(3)垂向伺服作動(dòng)器(301)和轉(zhuǎn)角加載部分(4)的三角托架(402)安裝于上橫梁(102)，垂向伺服作動(dòng)器(301)與上橫梁(102)之間的連接較強(qiáng)，不允許垂向伺服作動(dòng)器(301)發(fā)生位移；水平伺服作動(dòng)器(201)安裝在承載立柱(101)和自平衡立柱(103)中間，通過兩個(gè)豎向油缸(202)實(shí)現(xiàn)水平伺服作動(dòng)器(201)的升降。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述水平剪切部分(2)包括水平伺服作動(dòng)器(201)、豎向油缸(202)、剪切板(203)和下墊板(204)，其中，水平伺服作動(dòng)器(201)安裝在自平衡立柱(103)滑槽內(nèi)，上方設(shè)置兩個(gè)豎向油缸(202)，并通過豎向油缸(202)舉升調(diào)整水平伺服作動(dòng)器(201)高度，兩個(gè)豎向油缸(202)下端與水平伺服作動(dòng)器(201)通過螺栓錨固，上端安裝在連接橫梁(104)上；剪切板(203)和下墊板(204)安置在運(yùn)送小車上，剪切板(203)通過作動(dòng)器端頭與作動(dòng)器螺栓固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述垂向加載部分(3)包括垂向伺服作動(dòng)器(301)、作動(dòng)器同步機(jī)構(gòu)(302)和移動(dòng)橫梁(303)，其中，作動(dòng)器同步機(jī)構(gòu)(302)安裝在垂向伺服作動(dòng)器(301)上，垂向伺服作動(dòng)器(301)上端與上橫梁(102)固定連接，下端與移動(dòng)橫梁(303)螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述垂向加載部分(3)采用多缸并聯(lián)技術(shù)，通過控制多個(gè)電液伺服閥的同步性來保證加載時(shí)每個(gè)作動(dòng)器都保持同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角加載部分(4)包括轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器(401)和三角托架(402)，其中，三角托架(402)安裝在主機(jī)機(jī)械部分(I)上橫梁(102)外側(cè)，轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器(401)上端固定于三角托架(402)，下端通過作動(dòng)器端頭與剪切板(203)連接形成轉(zhuǎn)角加載部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述運(yùn)送小車(5)包括設(shè)置在底座(105)上的軌道，驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的電機(jī)以及四個(gè)升降油缸，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)將運(yùn)送小車?yán)M(jìn)和推出加載區(qū)域，利用升降油缸便于待測(cè)試支座(7)的安裝，提高試驗(yàn)效率和精度，節(jié)省安裝時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述直線導(dǎo)軌裝置(6)包括帶有凹槽的導(dǎo)軌以及可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦的滑塊，滑塊內(nèi)部的滾珠回路保證平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及其剛性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述直線導(dǎo)軌裝置(6)通過法蘭連接在承載立柱(101)內(nèi)側(cè)，移動(dòng)橫梁(303)側(cè)向安裝在直線導(dǎo)軌裝置(6)滑槽內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述環(huán)境箱通過外置加熱器、制冷器、噴霧器或噴水器，模擬夏天高溫、冬季低溫或雨雪環(huán)境，在環(huán)境箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器、濕度傳感器、雨雪傳感器，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)境箱內(nèi)的溫度、濕度、雨雪量進(jìn)行控制和記錄。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述測(cè)控部分包括控制微機(jī)、伺服控制器、轉(zhuǎn)換板、電液伺服控制柜和測(cè)量儀器，通過控制微機(jī)實(shí)現(xiàn)加載指令設(shè)定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告生成的全自動(dòng)控制，通過控制微機(jī)中的測(cè)控軟件向伺服控制器發(fā)出加/卸載指令控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)量儀器及時(shí)反饋力/位移信號(hào)到伺服控制器，保證實(shí)驗(yàn)的精確完成。`
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述液壓部分包括高低壓蓄能器、分油器以及管路系統(tǒng)，為加載部分提供油壓產(chǎn)生動(dòng)力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的對(duì)支座進(jìn)行靜動(dòng)力多功能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述液壓部分是通過管路系統(tǒng)將高低壓蓄能器和分油器連通并與水平伺服作動(dòng)器(201)、垂向伺服作動(dòng)器(301)及轉(zhuǎn)角伺服作動(dòng)器(401)連接以提供加載動(dòng)力。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK203534808SQ201320602460
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】張喜剛, 劉高, 李貞新, 馮清海, 徐源慶, 黃李驥, 唐亮, 王毅 申請(qǐng)人:中交公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心有限公司