CN103234834B - 一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置 - Google Patents

Abstract

一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置，它涉及一种材料低温性能试验加载装置，以解决现有加载装置存在试件安装速率较慢、采用滑道方式进行加载，有一定阻力，影响试验精度的问题，它包括油槽、承载板、传动单元、支撑滑动单元和加载单元；所述传动单元包括电机、减速机、第一伞齿轮、第二伞齿轮、传动轴、固定架和传递件；支撑滑动单元包括滑轨、滑板、连接组件和过渡板；加载单元包括压力传感器、移动加载平台、固定加载平台和两套卡具；固定架安装在设置在油槽的底端面上的承载板上，滑板安装在滑轨上且滑板能在滑轨上滑动，电机的输出端与减速机的输入端连接，第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合。本发明用于道路灌缝材料低温性能试验用。

Description

一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置

技术领域

本发明涉及一种材料低温性能试验加载装置，具体涉及一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置，属于路面养护技术领域。

背景技术

目前，市场上出售的灌缝材料种类繁多、质量参差不齐，往往不能达到预期的养护效果，有些灌缝材料在使用后的第一个冬季就失效了，重复的灌缝工作带来了巨大的养护工作量和经济损失。所以，开发一套评价灌缝材料低温性能以及灌缝材料与缝壁粘附性能的设备是至关重要的。此前，经文献检索，中国专利号为200910072201.1的发明专利提出了一种道路灌缝材料低温性能测定仪，但是，试验中发现原有的加载***存在一些问题：(1)、试件安装速度较慢，开启温控箱时导致了环境温度的大幅升高，重新降温需要时间较长；(2)、每次只能测试一个试件，测试平行试件时需要重复试验，工作效率低；(3)、采用滑道的方式进行加载时，会产生一定的阻力，影响试验精度；(4)、加载装置暴漏于环境箱内，容易产生锈蚀；因此，本发明将灌缝材料保留原有的温控单元和数据采集单元，对加载***进行重新发明设计。

发明内容

本发明的目的是为解决现有加载装置存在试件安装速率较慢、采用滑道方式进行加载，有一定阻力，影响试验精度的问题，进而提供一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置包括油槽、承载板、传动单元、支撑滑动单元和加载单元；

所述传动单元包括电机、减速机、第一伞齿轮、第二伞齿轮、传动轴、固定架和传递件；

支撑滑动单元包括滑轨、滑板、连接组件和过渡板；

加载单元包括压力传感器、移动加载平台、固定加载平台和两套卡具；

固定架安装在设置在油槽的底端面上的承载板上，承载板上安装有滑轨，滑板安装在滑轨上且滑板能在滑轨上滑动，移动加载平台用于安装试件的一端，固定加载平台用于安装试件的另一端；

固定加载平台与固定架连接，移动加载平台通过连接组件与滑板连接，固定加载平台和移动加载平台上各上安装有一套卡具，两套卡具正对设置，每套卡具包括活动板、固定板、扳手、柱体、四根螺旋弹簧和四个顶柱，每套卡具中的活动板和固定板并列设置，活动板和固定板之间穿设有四个顶柱，四个顶住与活动板固定连接，四个顶柱能在固定板上滑动，每个顶柱的与移动加载平台上的试件相邻的一端设置有凸起，每个顶柱的与固定加载平台上的试件相邻的一端设置有凸起，位于凸起与固动板之间的顶柱上套设有一个螺旋弹簧，扳手的一端和与滑板连接的移动加载平台转动连接，固定板与活动板之间设置有与扳手连接的柱体，扳手的旋转能带动柱体旋转，柱体的旋转能带动活动板水平往复移动；

电机的输出轴竖向设置，电机的输出端与减速机的输入端连接，减速机4的输出端安装有第一伞齿轮，第二伞齿轮安装在传动轴上，第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合，传动轴与固定架转动连接，传动轴的一端具有螺纹，传递件安装在传动轴的一端且二者螺纹连接，传递件的端部安装有压力传感器，位于压力传感器和连接组件之间的移动加载平台的下端面上连接有一个过渡板，压力传感器的感应端指向过渡板。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计合理，本发明装置通过卡具上的扳手旋转带动柱体转动，可实现活动板的水平往复运动，进而带动顶住水平运动，从而实现对试件的顶靠，试件的安装时间缩短，安装速率提高，安装时间相比现有加载***的时间20分钟缩短了50％～80％；本发明的装置通过滑板和滑轨的运动方式，试件性能试验加载时，移动加载平台移动完成拉伸，卡具起固定作用，运行稳定可靠，运行阻力相比现有的阻力10～15牛顿减少到了3～5牛顿，拉伸速率控制精确，大大的提高了灌缝材料低温性能试验的精度，相比现有的加载***的拉伸速率的精度5％～10％提高了30％～50％；利用本发明的加载装置进行加载试验最多可允许三组平行试验，试验效率高；试件装卸方便，快捷，避免扰动的产生；使用时，在油槽内加装低温润滑油，有效避免了支撑滑动单元和传动单元的部件的锈蚀，且减少设备运行时的摩擦阻力；利用本发明的加载装置，借助温控单元和数据采集单元，对灌缝材料的应变、位移采集准确，干扰少，且拉伸方式节省能源，无噪音。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图，图2是图1的右视结构示意图，图3是图1的左视结构示意图，图4是图1的俯视结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置包括油槽1、承载板2、传动单元、支撑滑动单元和加载单元；

所述传动单元包括电机3、减速机4、第一伞齿轮5、第二伞齿轮6、传动轴7、固定架8和传递件9；

支撑滑动单元包括滑轨10、滑板11、连接组件12和过渡板13；

加载单元包括压力传感器16、移动加载平台14、固定加载平台19和两套卡具15；

固定架8安装在设置在油槽1的底端面上的承载板2上，承载板2上安装有滑轨10，滑板11安装在滑轨10上且滑板11能在滑轨10上滑动，移动加载平台14用于安装试件18的一端，固定加载平台19用于安装试件18的另一端；

固定加载平台19与固定架8连接，移动加载平台14通过连接组件12与滑板11连接，固定加载平台19和移动加载平台14上各上安装有一套卡具15，两套卡具15正对设置，每套卡具15包括活动板15-1、固定板15-2、扳手15-3、柱体15-4、四根螺旋弹簧15-5和四个顶柱15-6，每套卡具15中的活动板15-1和固定板15-2并列设置，活动板15-1和固定板15-2之间穿设有四个顶柱15-6，四个顶住15-6与活动板15-1固定连接，四个顶柱15-6能在固定板15-2上滑动，每个顶柱15-6的与移动加载平台14上的试件相邻的一端设置有凸起15-7，每个顶柱15-6的与固定加载平台19上的试件相邻的一端设置有凸起15-7，位于凸起15-7与固动板15-2之间的顶柱15-6上套设有一个螺旋弹簧15-5，扳手15-3的一端和与滑板11连接的移动加载平台14转动连接，固定板15-2与活动板15-1之间设置有与扳手15-3连接的柱体15-4，扳手15-3的旋转能带动柱体15-4旋转，柱体15-4的旋转能带动活动板15-1水平往复移动；

电机3的输出轴竖向设置，电机3的输出端与减速机4的输入端连接，减速机4的输出端安装有第一伞齿轮5，第二伞齿轮6安装在传动轴7上，第一伞齿轮5与第二伞齿轮6啮合，传动轴7与固定架8转动连接，传动轴7的一端具有螺纹，传递件9安装在传动轴7的一端且二者螺纹连接，传递件9的端部安装有压力传感器16，位于压力传感器16和连接组件12之间的移动加载平台14的下端面上连接有一个过渡板13，压力传感器16的感应端指向过渡板13。

本实施方式在使用时，可在油槽内加入低温润滑油，以保证油槽内的部件不产生锈蚀。本实施的装置用于道路灌缝材料低温性能测试时，可一次选择三组装置进行平行试验。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述连接组件12包括两个连接板12-1，两个连接板12-1均呈L形，其中一个连接板12-1的水平段与滑板11可拆卸连接，其中一个连接板12-1的垂直段与另一个连接板12-1的垂直段可拆卸连接，另一个连接板12-1的水平段与相应的移动加载平台14可拆卸连接。如此设置，连接安装方便，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括挡柱17，挡柱17竖向设置，挡柱17安装在与滑板11连接的平台14的下端面上，传递件9位于过渡板13和挡柱17之间。如此设置，便于阻挡传递件回退。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的柱体15-4为轴承。如此设置，使用方便可靠，满足实际需要。其它与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式其中一个连接板12-1的水平段与滑板11通过螺栓可拆卸连接，其中一个连接板12-1的垂直段与另一个连接板12-1的垂直段通过螺栓可拆卸连接，另一个连接板12-1的水平段与相应的移动加载平台14通过螺栓可拆卸连接。如此设置，连接安装方便，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式二相同。

工作过程

结合图1～图4说明本发明，本发明可借助使用编制程序界面控制，通过控制伺服电机间歇运动时间实现速度控制。结合设备原理图，利用连接组件通过螺栓的固定组成，在油槽底部安装有承载板，滑轨用螺丝锚固于承载板上，滑块可以沿着滑轨***。设备运行过程中，伺服电机通过减速器调节转速，并将转动经第一伞齿轮和第二伞齿轮传至转动轴，在传动轴的另一端固定有安放了应力传感器的加载平台。在试验中，传动轴的传动带动应力传感器推动加平台运动，并采集应力信号，移动加载平台底部有嵌于滑轨的滑板，可以保证加载平台在传动轴的作用下，沿滑轨方向***，以完成灌缝材料拉伸功能。

在试验过程中，设备上布置的传感器(位移传感器的一端固定在移动加载平台上，另一端固定在静止加载台，在试验过程中，随着移动加载平台运动，位移传感器也被拉伸，记录并输出位移信号)，会实时采集试验参数，并将采集的参数信号传输到与设备相连的计算机上，通过程序分析，计算机在程序控制界面上可以自动绘制应力—应变曲线，并显示当前温度与湿度情况，实验准备时可以设定传感器采集频率，这会对数据采集精度以及最终数据量产生影响。试验时可以根据不同的试件尺寸，选择不同的起始点，设备设有应力以及位移的清零程序，可以保证试验不受起始位置以及设备阻力的影响。在低温箱内装配有三组低温拉伸仪，可以实现试件的平行试验。三组低温拉伸仪可分别独立工作，每组低温拉伸仪均配有温度传感器以及湿度传感器。

所述的温控箱质形状为长立方体，其上有一个玻璃窗口，可以看见控温箱内部情况，具体尺寸以及三维效果见设计平面图。为了实现温控以及测定仪实体的整体安装，温控箱一面采用抽拉式开口，并采用有效的密封处理，密封效果良好。独立面板与箱体之间紧密连接在一起。同时，温控箱在一侧开有直径约8cm的圆孔，可以方便各传感器传输线排至控制箱，温控箱后侧是温控设施。

下面结合控制具体说明使用过程，

1、根据测试条件，选择相应的夹具并设定好所需试验尺寸按设计尺寸组装待用，并将灌缝材料加热到厂家推荐温度保持1小时，至自由流动状态；2、将流动状态灌缝材料均匀灌注进模具凹槽，并尽量避免气泡的产生，静置15分钟，待灌缝材料冷却后，使用热刮刀脱模；3、将制备好的灌缝材料置于温控箱内进行保温，待达到设定温度后，静置2小时以上，使试件内部温度与环境温度平衡；4、设置采集频率、拉伸速率、最大拉伸距离等试验参数，并调整试验初始位置，待一切就绪后，点击运行按钮开始试验；5、待灌缝材料材料发生破坏或试验拉伸达到设定距离时，停止试验。

Claims (5)

1.一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置，其特征在于：所述加载装置包括油槽(1)、承载板(2)、传动单元、支撑滑动单元和加载单元；

所述传动单元包括电机(3)、减速机(4)、第一伞齿轮(5)、第二伞齿轮(6)、传动轴(7)、固定架(8)和传递件(9)；

支撑滑动单元包括滑轨(10)、滑板(11)、连接组件(12)和过渡板(13)；

加载单元包括压力传感器(16)、移动加载平台(14)、固定加载平台(19)和两套卡具(15)；

固定架(8)安装在设置在油槽(1)的底端面上的承载板(2)上，承载板(2)上安装有滑轨(10)，滑板(11)安装在滑轨(10)上且滑板(11)能在滑轨(10)上滑动，移动加载平台(14)用于安装试件(18)的一端，固定加载平台(19)用于安装试件(18)的另一端；

固定加载平台(19)与固定架(8)连接，移动加载平台(14)通过连接组件(12)与滑板(11)连接，固定加载平台(19)和移动加载平台(14)上各上安装有一套卡具(15)，两套卡具(15)正对设置，每套卡具(15)包括活动板(15-1)、固定板(15-2)、扳手(15-3)、柱体(15-4)、四根螺旋弹簧(15-5)和四个顶柱(15-6)，每套卡具(15)中的活动板(15-1)和固定板(15-2)并列设置，活动板(15-1)和固定板(15-2)之间穿设有四个顶柱(15-6)，四个顶住(15-6)与活动板(15-1)固定连接，四个顶柱(15-6)能在固定板(15-2)上滑动，每个顶柱(15-6)的与移动加载平台(14)上的试件相邻的一端设置有凸起(15-7)，每个顶柱(15-6)的与固定加载平台(19)上的试件相邻的一端设置有凸起(15-7)，位于凸起(15-7)与固动板(15-2)之间的顶柱(15-6)上套设有一个螺旋弹簧(15-5)，扳手(15-3)的一端和与滑板(11)连接的移动加载平台(14)转动连接，固定板(15-2)与活动板(15-1)之间设置有与扳手(15-3)连接的柱体(15-4)，扳手(15-3)的旋转能带动柱体(15-4)旋转，柱体(15-4)的旋转能带动活动板(15-1)水平往复移动；

电机(3)的输出轴竖向设置，电机(3)的输出端与减速机(4)的输入端连接，减速机(4)的输出端安装有第一伞齿轮(5)，第二伞齿轮(6)安装在传动轴(7)上，第一伞齿轮(5)与第二伞齿轮(6)啮合，传动轴(7)与固定架(8)转动连接，传动轴(7)的一端具有螺纹，传递件(9)安装在传动轴(7)的一端且二者螺纹连接，传递件(9)的端部安装有压力传感器(16)，位于压力传感器(16)和连接组件(12)之间的移动加载平台(14)的下端面上连接有一个过渡板(13)，压力传感器(16)的感应端指向过渡板(13)。

2.根据权利要求1所述的一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置，其特征在于：所述连接组件(12)包括两个连接板(12-1)，两个连接板(12-1)均呈L形，其中一个连接板(12-1)的水平段与滑板(11)可拆卸连接，其中一个连接板(12-1)的垂直段与另一个连接板(12-1)的垂直段可拆卸连接，另一个连接板(12-1)的水平段与相应的移动加载平台(14)可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置，其特征在于：所述装置还包括挡柱(17)，挡柱(17)竖向设置，挡柱(17)安装在移动加载平台(14)的下端面上，传递件(9)位于过渡板(13)和挡柱(17)之间。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置，其特征在于：所述的柱体(15-4)为轴承。

5.根据权利要求2所述的一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置，其特征在于：其中一个连接板(12-1)的水平段与滑板(11)通过螺栓可拆卸连接，其中一个连接板(12-1)的垂直段与另一个连接板(12-1)的垂直段通过螺栓可拆卸连接，另一个连接板(12-1)的水平段与相应的移动加载平台(14)通过螺栓可拆卸连接。