本實(shí)用新型屬于壓剪試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多功能壓剪試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著減隔震技術(shù)的高速發(fā)展，其越來越多的應(yīng)用于超高層、大跨度建筑及橋梁領(lǐng)域，該類產(chǎn)品通常需要進(jìn)行大型足尺原型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。同時，國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對于產(chǎn)品在高載荷、高速度下的動態(tài)試驗(yàn)提出了更加苛刻的要求。因此，基于大型結(jié)構(gòu)模型的試驗(yàn)研究和高性能試驗(yàn)設(shè)備的需求日益凸顯。

目前國內(nèi)的大型剪切試驗(yàn)機(jī)，雖然已具備大載荷負(fù)載能力，但大部分功能較為單一，一般只能施加靜態(tài)力進(jìn)行單向剪切試驗(yàn)，缺乏高速剪切試驗(yàn)的能力，且試驗(yàn)設(shè)備體積龐大，操作使用復(fù)雜，對場地要求高，在操控自動化、智能化方面較為欠缺，無法達(dá)到高精度和高穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于高速大載荷的多功能壓剪試驗(yàn)機(jī)，其能夠?qū)崿F(xiàn)高載荷、高速度條件下高精度、高穩(wěn)定性的試驗(yàn)，同時減小試驗(yàn)機(jī)體積、降低機(jī)器成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供了一種應(yīng)用于高速大載荷的多功能壓剪試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，包括主框架結(jié)構(gòu)、工作臺、豎向驅(qū)動油缸和水平驅(qū)動油缸，其中，

所述主框架結(jié)構(gòu)包括相互垂直的水平框架結(jié)構(gòu)和豎向框架結(jié)構(gòu)并且它們通過混凝土澆筑為一體，所述水平框架結(jié)構(gòu)有兩個并且它們左右對稱分布在所述豎向框架結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，每個所述水平框架結(jié)構(gòu)均包括兩塊混凝土墻和將兩塊所述混凝土墻連接在一起的鋼橫梁，每塊所述混凝土墻均豎直設(shè)置；所述豎向框架結(jié)構(gòu)整體呈“回”字形，所述豎向框架結(jié)構(gòu)的中部設(shè)有預(yù)留孔，以用于容納放置工作臺和豎向驅(qū)動油缸；

所述水平驅(qū)動油缸一端與所述移動臺通過鉸接相連，另一端與所述水平框架結(jié)構(gòu)上鋼橫梁鉸接相連；所述豎向驅(qū)動油缸的一端與所述豎向框架結(jié)構(gòu)底部固定連接，另一端與所述主工作臺下表面保持接觸；

所述工作臺包括自下而上依次設(shè)置主工作臺、下滑板、聚四氟乙烯耐磨板、上滑板、移動臺以及上連接板，其中所述主工作臺位于豎向驅(qū)動油缸上方并與所述豎向驅(qū)動油缸固定連接，以用于承載豎向載荷；所述下滑板位于所述主工作臺上方并與所述主工作臺固定連接；所述聚四氟乙烯耐磨板位于上滑板和下滑板之間，所述聚四氟乙烯耐磨板的表面設(shè)置有儲脂槽并填充有硅脂；所述移動臺位于所述上滑板上方并與所述上滑板固定連接，所述移動臺兩端分別鉸接一所述水平驅(qū)動油缸；所述上連接板固定在所述豎向框架結(jié)構(gòu)在預(yù)留孔處的內(nèi)壁上并且位于所述工作臺的上方，以用于與所述工作臺配合實(shí)現(xiàn)對試件的壓緊和固定。

優(yōu)選地，所述多功能壓剪試驗(yàn)機(jī)還包括一系列蓄能器組，每組所述蓄能器組包括高壓壓力容器、膠囊、氣閥和球閥，所述膠囊裝在所述高壓壓力容器的殼體內(nèi)并且其內(nèi)充有惰性氣體；所述氣閥裝在所述高壓壓力容器頂端，以供給所述膠囊充氣；所述球閥裝在所述高壓壓力容器底端，以用于液壓油的充排；所述蓄能器組的球閥通過液壓管道分別與所述豎向驅(qū)動油缸和水平驅(qū)動油缸連接。

優(yōu)選地，所述主框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有預(yù)應(yīng)力棒，以用于承載豎直方向和水平方向的載荷及減小試驗(yàn)過程中主框架結(jié)構(gòu)的變形。

優(yōu)選地，所述豎向框架結(jié)構(gòu)在預(yù)留孔處的內(nèi)壁上設(shè)置有預(yù)埋鋼板。

優(yōu)選地，所述豎向框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有移動軌道和移動小車，所述移動軌道設(shè)置于所述豎向框架結(jié)構(gòu)在預(yù)留孔處的內(nèi)壁上并通過所述預(yù)埋鋼板固定；所述移動小車安裝在所述移動軌道上并且其能通過所述移動臺頂起以上下運(yùn)動。

優(yōu)選地，多功能壓剪試驗(yàn)機(jī)還包括油缸懸掛系統(tǒng)，所述油缸懸掛系統(tǒng)包括懸掛梁、鋼絲繩、承載鞍、配重塊和導(dǎo)軌，其中所述懸掛梁固定在所述水平框架結(jié)構(gòu)的兩塊混凝土墻的頂部并且這兩塊混凝土墻位于所述豎向框架結(jié)構(gòu)的同一側(cè)，并且在所述懸掛梁上固定有一組導(dǎo)軌和配重塊，所述導(dǎo)軌豎直設(shè)置，所述配重塊安裝在所述導(dǎo)軌上，所述鋼絲繩兩端鋼索索節(jié)分別連接兩側(cè)配重塊，鋼絲繩通過所述承載鞍托起所述水平驅(qū)動油缸。

優(yōu)選地，所述水平驅(qū)動油缸放置于工作臺兩側(cè)并且其數(shù)量可為2個或4個，所述豎向驅(qū)動油缸的數(shù)量為4個或6個。

優(yōu)選地，每個所述水平驅(qū)動油缸和豎向驅(qū)動油缸上均裝有伺服控制閥，以用于控制液壓油的流量，每個所述水平驅(qū)動油缸和豎向驅(qū)動油缸上均裝有位移傳感器和力傳感器。

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

1)本實(shí)用新型的多功能壓剪試驗(yàn)機(jī)能夠進(jìn)行各種工況下的靜壓力、動壓力、剪切力試驗(yàn)，并引入蓄能器組能進(jìn)行大載荷下的高速試驗(yàn)，具備有結(jié)構(gòu)合理、功能多樣的特點(diǎn)。

2)本實(shí)用新型的主框架結(jié)構(gòu)采用混凝土結(jié)構(gòu)，節(jié)省了試驗(yàn)機(jī)立體空間，節(jié)約了成本，同時該結(jié)構(gòu)在高載荷下能減小試驗(yàn)機(jī)主體框架變形，減小了試驗(yàn)誤差。

3)本實(shí)用新型采用涂覆有硅脂的聚四氟乙烯耐磨板，在減小試驗(yàn)機(jī)摩擦力的前提下，能保證即使在高速運(yùn)動下，試驗(yàn)平臺具有穩(wěn)定性。

4)本實(shí)用新型采用新型懸掛系統(tǒng)托置水平驅(qū)動油缸，合理改善水平作動器的重力分布，即使在水平驅(qū)動油缸高速作動時，也能通過配重塊位置的調(diào)節(jié)，保持油缸的穩(wěn)定，從而提高了試驗(yàn)的精度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型試驗(yàn)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

圖2是本實(shí)用新型試驗(yàn)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)斷面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型試驗(yàn)機(jī)的工作臺斷面示意圖；

圖4是本實(shí)用新型試驗(yàn)機(jī)懸掛系統(tǒng)斷面示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，圖中：1-水平框架結(jié)構(gòu)；2-豎向框架結(jié)構(gòu)；3-水平混凝土墻I；4-水平混凝土墻II；5-鋼橫梁I；6-鋼橫梁II；7-豎向驅(qū)動油缸；8-主工作臺；9-下滑板；10-聚四氟乙烯耐磨板；11-上滑板；12-移動臺；13-上連接板；14-鉸接孔；15-水平驅(qū)動油缸；16-預(yù)應(yīng)力棒；17-預(yù)埋鋼板；18-移動軌道；19-移動小車；20-懸掛梁；21-鋼絲繩；22-承載鞍；23-配重塊；24-導(dǎo)軌；25-減震墊片；26-伺服控制閥；27-蓄能器組；28-高壓壓力容器；29-膠囊；30-氣閥；31-球閥；32-液壓管道。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

參照圖1-圖4，一種應(yīng)用于高速大載荷的多功能壓剪試驗(yàn)機(jī)，其主要組成模塊包括有主框架結(jié)構(gòu)、工作臺、豎向驅(qū)動油缸15、水平驅(qū)動油缸7和蓄能器組27。

所述主框架結(jié)構(gòu)包括水平框架結(jié)構(gòu)1、豎向框架結(jié)構(gòu)2，所述水平框架結(jié)構(gòu)1和豎向框架結(jié)構(gòu)2相互垂直，由混凝土澆筑為一體，混凝土內(nèi)部還預(yù)制了高張力預(yù)應(yīng)力棒16，保證了試驗(yàn)機(jī)整體的穩(wěn)定性，并能減小大載荷受力時試驗(yàn)機(jī)框架的變形；所述水平框架結(jié)構(gòu)分兩部分，左右對稱分布在豎向框架結(jié)構(gòu)兩側(cè)，分別由兩面水平混凝土墻I 3和水平混凝土墻II 4與兩端的鋼橫梁I 5和鋼橫梁II 6連接而成；所述豎直混凝土框架呈“回”字形，中間部分留有預(yù)留孔用作工作臺空間和放置豎向驅(qū)動油缸7。

參照圖3，所述工作臺位于豎向混凝土框架結(jié)構(gòu)2的內(nèi)部，組成部分包括主工作臺8、下滑板9、聚四氟乙烯耐磨板10、上滑板11、移動臺12以及上連接板13，其中所述主工作臺8位于豎向驅(qū)動油缸7的上方；所述下滑板9位于主工作臺8上部，并通過螺栓與其鎖緊；所述聚四氟乙烯耐磨板10位于上滑板11與下滑板9中間，所述氟乙烯耐磨板10表面設(shè)置有儲脂槽并填充硅脂，該設(shè)計(jì)有利于減小相對滑動過程中的摩擦力，同時聚四氟乙烯耐磨板10能夠承受較大的豎向載荷；所述移動臺12位于所述上滑板11上方，并通過螺栓鎖緊，移動臺12兩端均設(shè)計(jì)有鉸接孔14，以用于與兩端的水平驅(qū)動油缸15鉸接；為了便于試驗(yàn)平臺快速的輸送大尺寸、大重量試驗(yàn)樣品，在豎向混凝土框架結(jié)構(gòu)2上還有移動軌道18及移動小車19，所述移動軌道18設(shè)置于所述豎向框架結(jié)構(gòu)2在預(yù)留孔處的內(nèi)壁上并通過所述預(yù)埋鋼板固定，所述移動小車19安裝在所述移動軌道18上并且其通過所述移動臺12承接以上下移動。

所述豎向驅(qū)動油缸7的一端與所述豎向混凝土框架1底部固定連接，另一端與所述主工作臺8下表面接觸；兩個所述水平驅(qū)動油缸15一端分別與所述移動臺12通過鉸接相連，另一端與所述水平框架結(jié)構(gòu)1上的鋼橫梁I 5和鋼橫梁II 6相連；參照圖4所示，為了保證高速試驗(yàn)過程中，水平驅(qū)動油缸15的平衡穩(wěn)定，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有油缸懸掛系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，利用一懸掛梁20固定在水平框架結(jié)構(gòu)1的水平混凝土墻I 3和水平混凝土墻II 4之間，并在懸掛梁20兩側(cè)混凝土墻外側(cè)各固定有一組導(dǎo)軌24及配重塊23，將鋼絲繩21兩端鋼索分別連接兩側(cè)配重塊23，鋼絲繩中間利用承載鞍22托起水平驅(qū)動油缸15，在配重塊23的重力作用下，水平驅(qū)動油缸15被承載鞍22托起而處于平穩(wěn)狀態(tài)，在高速試驗(yàn)過程中，水平驅(qū)動油缸15與移動臺12鉸接處隨著移動臺12的運(yùn)動會上下移動，配重塊23能夠利用重力在導(dǎo)軌24上同步上下移動，從而合理調(diào)節(jié)鋼絲繩21伸出長度，使得承載鞍22可以平穩(wěn)的托起水平驅(qū)動油缸，為了減小震動，承載鞍22上面還可放置橡膠減震墊片25。

所述水平驅(qū)動油缸15放置于工作臺兩側(cè)，數(shù)量可以為2個或4個；所述豎向驅(qū)動油缸7的數(shù)量可以為4個或6個；其數(shù)量根據(jù)油缸所能驅(qū)動載荷大小決定。

所述每個水平驅(qū)動油缸15和豎向驅(qū)動油缸7都裝有伺服控制閥26，以便控制液壓油的流量，每個油缸都裝有位移傳感器和力傳感器，以便實(shí)時監(jiān)控作動器位移和受力，所述位移傳感器的運(yùn)動方向與驅(qū)動油缸的軸線方向平行。

所述蓄能器組27包括高壓壓力容器28、膠囊29、氣閥30、球閥31，所述膠囊29裝在所述高壓壓力容器28的殼體中，內(nèi)充惰性氣體，所述氣閥30裝在壓力容器頂端，所述球閥31裝在壓力容器底端，蓄能器組的個數(shù)可以為多組，以便滿足高速試驗(yàn)的容量與流量需求；所述蓄能器組27與豎向驅(qū)動油缸7、水平驅(qū)動油缸15之間通過液壓管道32聯(lián)通。

當(dāng)所述豎向驅(qū)動油缸7作動時，會頂起整個工作臺，直至試驗(yàn)樣品與上連接板13接觸，豎向混凝土框架承受豎向載荷，即可進(jìn)行大載荷靜壓試驗(yàn)；當(dāng)所述水平驅(qū)動油缸15作動時，工作臺上的移動臺12利用上滑動板11和下滑動板9之間的相對滑動產(chǎn)生位移，即可進(jìn)行剪切試驗(yàn)；與此同時，利用蓄能器組存儲的液壓能，短時間內(nèi)將高壓壓力容器28里的液壓油快速釋放出，并通過液壓管道與驅(qū)動油缸相連，水平驅(qū)動油缸7利用伺服控制閥26精準(zhǔn)控制流量和流速，能實(shí)現(xiàn)高速動載試驗(yàn)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。