木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備，屬于木材強(qiáng)度等級(jí)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有木材動(dòng)態(tài)彈性模量檢測(cè)技術(shù)存在檢測(cè)誤差，并且木材的各向異性會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大誤差值的問(wèn)題。檢測(cè)設(shè)備的機(jī)架上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有至少六組支承輥，兩組主支承輥位于機(jī)架的中間部分，至少四組輔助支承輥分列在主支承輥的兩側(cè)，壓頭框架設(shè)置在機(jī)架上，偏心輥壓頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在壓頭框架上，機(jī)架內(nèi)設(shè)置有氣壓缸和傳感器。本實(shí)用新型用于木材動(dòng)態(tài)彈性模量檢測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種木材動(dòng)態(tài)彈性模量檢測(cè)設(shè)備及方法，屬于木材強(qiáng)度等級(jí)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在北美、歐洲等地方國(guó)家對(duì)木材彈性模量檢測(cè)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于木材的安全強(qiáng)度分級(jí)。在中國(guó)對(duì)木材分級(jí)尚處于初級(jí)起步階段。
[0003]木材的彈性模量檢測(cè)是一種無(wú)損檢測(cè)，將木材分為適宜的等級(jí)。通過(guò)足尺無(wú)損測(cè)試建立木材剛度與強(qiáng)度的相互關(guān)系。從而可以直接通過(guò)無(wú)損測(cè)量木材的剛度，推測(cè)出該木材的強(qiáng)度，然后依據(jù)設(shè)定的等級(jí)強(qiáng)度值和剛度設(shè)計(jì)值將規(guī)格材劃分為不同的等級(jí)。
[0004]現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備的具體原理是用中點(diǎn)施壓的方法，由機(jī)械設(shè)備壓頭對(duì)木材有效部分中點(diǎn)加壓，通過(guò)傳感器測(cè)量作用于木材的壓力差值和木材的彈性變形，計(jì)算出木材的彈性模量，由彈性模量確定木材的強(qiáng)度級(jí)別。
[0005]常規(guī)彈性模量無(wú)損檢測(cè)采用同心壓輥?zhàn)鰤侯^。木材變形壓力由氣壓缸提供。在彈性變形內(nèi)，同心壓輥對(duì)木材施力。設(shè)定一個(gè)固定的變形量值(通常為5mm)，木材連續(xù)傳動(dòng)，由傳感器測(cè)出壓力變化曲線(xiàn)。代入彈性模量計(jì)算公式，可以求出彈性模量的變化曲線(xiàn)，再計(jì)算平均值。
[_6] E= Jb(^-A2)
[0007]式中:
[0008]1:被測(cè)木材試件的有效長(zhǎng)度(跨距1200mm)；
[0009]d:被測(cè)木材試件厚度(mm)；
[0010]b:被測(cè)木材試件寬度(mm)；
[0011]f:被測(cè)木材試件受載荷值(N)；
[0012]Δ:被測(cè)木材試件變形量(mm)。
[0013]常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法方便、簡(jiǎn)潔，能夠快速求出彈性模量值，但是有很大的缺陷。在理想狀態(tài)下，這種方法并沒(méi)有錯(cuò)誤。這種方法設(shè)置初始型變量為0，對(duì)應(yīng)壓力也為O。彈性模量計(jì)算公式就簡(jiǎn)化為:
[0014]E = -!-f
JbA"
[0015]式中:
[0016]1:被測(cè)木材試件的有效長(zhǎng)度(跨距1200mm)；
[0017]d:被測(cè)木材試件厚度(mm)；
[0018]b:被測(cè)木材試件寬度(mm)；
[0019]f:被測(cè)木材試件受載荷值(N)；
[0020]Δ:被測(cè)木材試件變形量(mm)。
[0021]在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，由于木材表面較為粗糙，在初始變形量為O的位置，初始?jí)毫Σ灰欢镺?；蛘?，在初始?jí)毫镺的位置，不一定是初始變形量為O的位置。這就造成檢測(cè)誤差。并且木材的各向異性會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大其誤差值。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0022]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有木材動(dòng)態(tài)彈性模量檢測(cè)技術(shù)存在檢測(cè)誤差，并且木材的各向異性會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大誤差值的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備，其操作便捷，能夠?qū)嶋H應(yīng)用的木材安全等級(jí)分級(jí)；為改進(jìn)木材彈性模量的檢測(cè)、安全等級(jí)分級(jí)提供有效的理論依據(jù)。
[0023]本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0024]本實(shí)用新型的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備包括機(jī)架、至少四個(gè)輔助支承輥、至少兩個(gè)主支承輥、壓頭框架、偏心輥壓頭、氣壓缸和傳感器；
[0025]所述機(jī)架上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有至少六組支承輥，其中包括至少四組輔助支承輥和兩組主支承輥，兩組主支承輥位于機(jī)架的中間部分，兩組主支承輥以機(jī)架的中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，至少四組輔助支承輥分列在主支承輥的兩側(cè)，所述壓頭框架設(shè)置在機(jī)架上，壓頭框架的中心線(xiàn)與機(jī)架的中心線(xiàn)重合，所述偏心輥壓頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在壓頭框架上，機(jī)架內(nèi)設(shè)置有氣壓缸和傳感器，氣壓缸的中心線(xiàn)與機(jī)架的中心線(xiàn)重合。
[0026]優(yōu)選的:所述的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備還包括兩個(gè)側(cè)立板、升降橫梁、兩個(gè)絲杠、兩個(gè)絲杠支撐板、兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪、兩個(gè)從動(dòng)錐齒輪和齒輪軸；齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架的下部，齒輪軸上安裝有兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪，兩個(gè)絲杠布置在壓頭框架的前后兩側(cè)，絲杠與絲杠支撐板轉(zhuǎn)動(dòng)安裝，絲杠支撐板與機(jī)架連接，絲杠的下端安裝有從動(dòng)錐齒輪，主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪嚙合，絲杠的上端與側(cè)立板螺紋連接，升降橫梁上設(shè)有壓頭框架過(guò)孔，升降橫梁中部固定在氣壓缸上，升降橫梁的端部與側(cè)立板的下端連接，側(cè)立板的上端與偏心輥壓頭的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)密封連接。如此設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了壓頭框架兩側(cè)的高度同步可調(diào)，操作簡(jiǎn)潔方便。
[0027]優(yōu)選的:所述支承輥由熱軋無(wú)縫鋼管制成。熱軋結(jié)構(gòu)無(wú)縫鋼管經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，且能夠滿(mǎn)足本實(shí)驗(yàn)最大載荷3噸的力。
[0028]優(yōu)選的:所述兩組主支承輥的中心距為1200mm。木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法中規(guī)定梁試件跨度與高度比值宜取18，試驗(yàn)中所用木材試件高度大多都大于40mm，所以，取值1200mm。。
[0029]優(yōu)選的:所述偏心輥壓頭的偏心距為5mm。在彈性變形范圍內(nèi)取值，不會(huì)發(fā)生斷裂即可(5mm大小適中，能夠完成此實(shí)驗(yàn))。
[0030]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:
[0031]本實(shí)用新型的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備，壓頭采用偏心結(jié)構(gòu)，先對(duì)木材施加一個(gè)預(yù)壓力，使木材產(chǎn)生一個(gè)微小的彈性變形。通過(guò)偏心輥壓頭的旋轉(zhuǎn)對(duì)木材進(jìn)行檢測(cè)。壓力差值取最大值與最小值的差值，這樣變形量就等于偏心壓輥的偏心距，消除了檢測(cè)誤差，避免了木材的各向異性對(duì)誤差值的影響。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備的主視圖；
[0033]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0034]圖中:1_機(jī)架；2_輔助支承棍；3_主支承棍；4_側(cè)立板；5_主動(dòng)錐齒輪；6_從動(dòng)錐齒輪；7_壓頭框架；8_偏心輥壓頭；9_齒輪軸；11-升降橫梁；12-氣壓缸；14-傳感器；34-絲杠；37_絲杠支撐板。

【具體實(shí)施方式】
[0035]【具體實(shí)施方式】:結(jié)合圖1和圖2進(jìn)行說(shuō)明，本實(shí)施方式的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備包括:
[0036]機(jī)架1、至少四個(gè)輔助支承輥2、至少兩個(gè)主支承輥3、壓頭框架7、偏心輥壓頭8、氣壓缸12和傳感器14 ；
[0037]所述機(jī)架I上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有至少六組支承輥，其中包括至少四組輔助支承輥2和兩組主支承輥3，兩組主支承輥3位于機(jī)架I的中間部分，兩組主支承輥3以機(jī)架I的中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，至少四組輔助支承輥2分列在主支承輥3的兩側(cè)，所述壓頭框架7設(shè)置在機(jī)架I上，壓頭框架7的中心線(xiàn)與機(jī)架I的中心線(xiàn)重合，所述偏心輥壓頭8轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在壓頭框架7上，機(jī)架I內(nèi)設(shè)置有氣壓缸12和傳感器14，氣壓缸12的中心線(xiàn)與機(jī)架I的中心線(xiàn)重合。
[0038]進(jìn)一步:所述的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備還包括兩個(gè)側(cè)立板4、升降橫梁11、兩個(gè)絲杠34、兩個(gè)絲杠支撐板37、兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪5、兩個(gè)從動(dòng)錐齒輪6和齒輪軸9 ;齒輪軸9轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架I的下部，齒輪軸9上安裝有兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪5，兩個(gè)絲杠34布置在壓頭框架7的前后兩側(cè)，絲杠34與絲杠支撐板37轉(zhuǎn)動(dòng)安裝，絲杠支撐板37與機(jī)架
I連接，絲杠34的下端安裝有從動(dòng)錐齒輪6，主動(dòng)錐齒輪5與從動(dòng)錐齒輪6嚙合，絲杠34的上端與側(cè)立板4螺紋連接，升降橫梁11上設(shè)有壓頭框架過(guò)孔，升降橫梁11中部固定在氣壓缸12上，升降橫梁11的端部與側(cè)立板4的下端連接，側(cè)立板4的上端與偏心輥壓頭8的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)密封連接；所述支承輥由熱軋結(jié)構(gòu)無(wú)縫鋼管制成；所述兩組主支承輥3的中心距為1200mm ;所述偏心棍壓頭8的偏心距為5_。
[0039]本實(shí)施方式只是對(duì)本專(zhuān)利的示例性說(shuō)明，并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對(duì)其局部進(jìn)行改變，只要沒(méi)有超出本專(zhuān)利的精神實(shí)質(zhì)，都在本專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備，包括機(jī)架(I)、至少四個(gè)輔助支承輥(2)、至少兩個(gè)主支承輥(3)、壓頭框架(7)、偏心輥壓頭(8)、氣壓缸(12)和傳感器(14)； 其特征在于:所述機(jī)架(I)上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有至少六組支承輥，其中包括至少四組輔助支承輥(2)和兩組主支承輥(3)，兩組主支承輥(3)位于機(jī)架(I)的中間部分，兩組主支承輥(3)以機(jī)架(I)的中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，至少四組輔助支承輥(2)分列在主支承輥(3)的兩側(cè)，所述壓頭框架(7)設(shè)置在機(jī)架(I)上，壓頭框架(7)的中心線(xiàn)與機(jī)架(I)的中心線(xiàn)重合，所述偏心輥壓頭(8)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在壓頭框架(7)上，機(jī)架(I)內(nèi)設(shè)置有氣壓缸(12)和傳感器(14)，氣壓缸(12)的中心線(xiàn)與機(jī)架(I)的中心線(xiàn)重合，支承輥由熱軋無(wú)縫鋼管制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備，其特征在于:所述的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備還包括兩個(gè)側(cè)立板(4)、升降橫梁(11)、兩個(gè)絲杠(34)、兩個(gè)絲杠支撐板(37)、兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪(5)、兩個(gè)從動(dòng)錐齒輪(6)和齒輪軸(9);齒輪軸(9)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架(I)的下部，齒輪軸(9)上安裝有兩個(gè)主動(dòng)錐齒輪(5)，兩個(gè)絲杠(34)布置在壓頭框架(7)的前后兩側(cè)，絲杠(34)與絲杠支撐板(37)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝，絲杠支撐板(37)與機(jī)架(I)連接，絲杠(34)的下端安裝有從動(dòng)錐齒輪￠)，主動(dòng)錐齒輪(5)與從動(dòng)錐齒輪(6)嚙合，絲杠(34)的上端與側(cè)立板(4)螺紋連接，升降橫梁(11)上設(shè)有壓頭框架過(guò)孔，升降橫梁(11)中部固定在氣壓缸(12)上，升降橫梁(11)的端部與側(cè)立板(4)的下端連接，側(cè)立板(4)的上端與偏心輥壓頭(8)的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備，其特征在于:所述兩組主支承輥(3)的中心距為1200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的木材動(dòng)態(tài)彈性模量偏心壓輥檢測(cè)設(shè)備，其特征在于:所述偏心棍壓頭⑶的偏心距為5mm。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK203981504SQ201420436894
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】花軍, 雷明, 王子奇, 賈娜, 王宏棣 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué), 花軍, 王宏棣