CN105223078B - 一种保护型隔振器五联蠕变试验机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保护型隔振器五联蠕变试验机，包括试验机框架、砝码组、钢丝与滑轮传动***、装夹架、位移测量***、数据采集及传输***，通过调整加载的砝码数量，施加重力载荷，重力载荷通过钢丝绳和滑轮组传导至保护型隔振器上。采用电机拉动滑动滑轮实现加载和卸载，电机施加的载荷作为滑轮组的动态支点而不直接作用于测试试样。通过对隔振器不同方向布置，实现4种不同的加载方向从而可以同时测试其中任意加载方向下的蠕变变形。采用拉线式传感器进行四个角点的变形测量，从而得到精确的数据。本发明可根据试验需求同时测试多个试样，进行不同载荷加载的蠕变测试试验，提高了试验效率和精度，节省试验成本和时间。

Description

一种保护型隔振器五联蠕变试验机

技术领域

本发明涉及一种蠕变试验机，尤其涉及一种保护型隔振器五联蠕变试验机。

背景技术

蠕变是指在一定的温度下，当构件内的应力大于某一数值时，外力不增加而构件变形随时间缓慢增加的现象。在国外舰船橡胶隔振器标准中，明确规定了橡胶隔振器蠕变特性的性能要求，国内对这方面研究尚较为少见。

在美军标MIL-M-17185《舰船用隔振器及其试验方法》中，是这样描述室温下蠕变试验方法的：任意选定一基准面，一般取支撑面的顶面或底面，测量隔振器的高度。对隔振器施加额定载荷，1小时后测量其从无载状态开始的变形，在随后的6小时中，每隔1小时测量一次变形和周围空气温度，然后间隔24小时测量1次，至少进行10天。施载1小时与试验结束时的变形之差即为蠕变。在各种结构的橡胶隔振器美军标中，针对不同的结构，其蠕变试验方法略有不同。测试时间有的为14天，有的为96小时，有的蠕变试验与疲劳试验结合起来一起进行，即在蠕变试验期间加入10万次的疲劳试验等等。

隔振器的相对刚度较小，在安装后会产生蠕变变形，这些蠕变变形需要在设计使用时进行修正，常规的电液伺服式蠕变实验机采用的加载方式是实时修正位移变形测量而施加的渐近变载荷，不能够满足保护型隔振器的蠕变测量需求，因此需要研发重力式恒定载荷加载测试设备。

保护型隔振器的蠕变实验周期有时长达30天，如采用单个试样实验，则完成5个试样的一组实验周期将长达半年。因此，需要同时进行多个试样的实验测试。

发明内容

本发明的目的是为了可以同时进行多组不同加载方式的蠕变试验，缩短实验时间同时提高精度，最大程度的满足实际需求而提供一种保护型隔振器五联蠕变试验机。

本发明的目的是这样实现的：包括由底板、顶板和设置在底板与顶板之间的十个第一定杆和十二个第二定杆，每个第一定杆上均设置有砝码组，且相邻两个砝码组为一对且相邻两个砝码组之间安装有承载板，第二定杆两两为一组平行设置，每组第二定杆上设置有装夹架，两个端部的装夹架分别设置有一面凹槽，中间的装夹架设置有两面凹槽，每两个装夹架之间通过凹槽安装有位移采集装置，所述位移采集装置由下至上依次设置传感器底板、拉线传感器、拉压卡板、隔振器和拉线式传感器盖板，所述底板上还设置有五个电动葫芦，且五个电动葫芦分别设置在两组第二定杆之间，所述顶板上设置有五个固定滑轮组，每个固定滑轮组的左右两端分别设置有左固定滑轮和右固定滑轮，每个电动葫芦的自带钢丝绳与中间动滑轮组的下滑轮连接，每个承载板上固连有钢丝绳，所述钢丝绳的端部依次绕过对应的左固定滑轮、固定滑轮组中的第一滑轮、中间动滑轮组的上滑轮、固定滑轮组的第二滑轮、右固定滑轮后穿过拉压式传感器盖板与隔振器连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.每个砝码组包括三个100kg的砝码和五个20kg的砝码。

2.每个第一定杆上还设置有用于卡住砝码组的45°坡角。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开的保护型隔振器五联蠕变试验机操作简单、易于实现、成本低廉，利用控制砝码的重量来保持加载载荷，根据实际需要实现法向拉伸、法向压缩、测向拉伸(X方向)、侧向拉伸(Y方向)。用拉线传感器来保证蠕变位移量的测量，这种同五联蠕变试验机适用于将材料置于室温中进行测试，且蠕变测试试验一般设计试验周期较长，采用同种加载，分组试验的方法，提高了试验效率，节约了试验的成本和时间，满足了实际需求。

附图说明

图1为本发明等轴侧示意图；

图2为本发明的载荷来源示意图；

图3为本发明的砝码组群、定杆以及装夹架结构示意图；

图4为本发明的顶板上的固定滑轮分布图；

图5为本发明的中间动滑轮的位置示意图；

图6为本发明的位移采集装置示意图；

图7为本发明的位移采集装置连接图；

图8为本发明的隔振器法向拉伸图；

图9为本发明的隔振器法向压缩图；

图10为本发明的隔振器侧向(X)拉伸图；

图11为本发明的隔振器侧向(Y)拉伸图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至11，本发明包括由底板5、顶板1和设置在5底板与顶板之间的十个第一定杆2和十二个第二定杆3，每个第一定杆2上均设置有砝码组，且相邻两个砝码组为一对且相邻两个砝码组之间安装有承载板12，第二定杆两两为一组平行设置，每组第二定杆上设置有装夹架4，两个端部的装夹架分别设置有一面凹槽，中间的装夹架设置有两面凹槽，每两个装夹架之间通过凹槽安装有位移采集装置11，所述位移采集装置11由下至上依次设置传感器底板18、拉线传感器19、拉压卡板20、隔振器21和拉线式传感器盖板22，拉压式传感器的拉线穿过拉压卡板和拉线式传感器盖板22连接，所述拉压卡板的四周均设置有与凹槽配合的卡扣，方便进行实验。所述底板上还设置有五个电动葫芦8，且五个电动葫芦分别设置在两组第二定杆之间，所述顶板上设置有五个固定滑轮组7，固定滑轮组7包括两个滑轮，分别是第一滑轮7-1和第二滑轮7-2，每个固定滑轮组7的左右两端分别设置有左固定滑轮6-1和右固定滑轮6-2，每个电动葫芦的自带钢丝绳与中间动滑轮组17的下滑轮17-1连接，每个承载板12上固连有钢丝绳10，所述钢丝绳的端部依次绕过对应的左固定滑轮6-1、固定滑轮组中的第一滑轮7-1、中间动滑轮组的上滑轮17-2、固定滑轮组的第二滑轮7-2、右固定滑轮6-2后穿过拉压式传感器盖板22与隔振器21连接，也即中间动滑轮组17也有两个滑轮，分别是上滑轮17-2和下滑轮17-1，钢丝绳10的端部是通过连接件与隔振器螺纹连接。

为实现上述目的，本发明公开了一种保护型隔振器五联蠕变试验机。保护型隔振器五联蠕变试验机由试验机框架、砝码组群、钢丝与滑轮传动***、装夹架、位移测量***、数据采集及传输***组成，因此需要发明内容如下：

所述试验机框架包括底板5，第一定杆2，第二定杆3，装夹架4，顶板1。对定杆的特殊说明，对于安装砝码组的定杆2，需要打45度坡角用来卡住砝码，以便于实现不同规格的砝码组合(不用的砝码可以卡在上面)。对于装夹架4，用螺栓将装夹架4固定在定杆3上，定杆3连接底板5与顶板1，按附图3安装成3组。中间装夹架16共4个需要开双面凹槽(用于左右同时作用)，定杆安装完成后进行框架调平，保证试验机固定平稳。

结合附图2、附图3说明所述砝码组群，所述砝码组群由5个砝码组构成。每个砝码组9包括3个100Kg砝14，5个20Kg砝码13、承载板12。砝码13和14与承载板12连接，承载板12与钢丝绳10连接。通过每组不同规格的砝码组合控制试验的加载量。砝码需要采用小吊机进行安装，注意，安装砝码前应先安装滑杆套15。

结合附图4、附图5说明所述滑轮组群，将固定滑轮(左固定滑轮6-1和右固定滑轮6-2)以及固定滑轮组7安装在顶板1上，固定滑轮组7横向排列5组，每组均由2个固定滑轮，1个固定滑轮组以及一个中间动滑轮组17构成。固定滑轮以及固定滑轮组7均用螺栓与顶板1连接，中间动滑轮组17上滑轮用钢丝绳与顶板上的固定滑轮和固定滑轮组7连接，中间滑轮下滑轮与电动葫芦连接(电动葫芦中自带钢丝绳，绕过动滑轮下段用钢丝夹锁住)。

结合附图2、3说明所述钢丝与滑轮传动***，该***由砝码组9、固定滑轮、固定滑轮组7、中间动滑轮组17、电动葫芦8构成。动滑轮采用钢丝绳型号为6×37-4.8-180，钢丝绳由电动葫芦带动从而进行载荷传递。

结合附图1、3、6、7说明所述位移采集装置，所述位移采集装置由拉线式传感器底板18、拉线式传感器19、拉压卡板20、隔振器21以及拉线式传感器盖板22构成。拉压卡板20与装夹架4以及装夹架16连接固定。隔振器21与拉压卡板20用螺丝连接固定。拉线式传感器19与拉压传感器底板18用螺丝连接固定，拉压传感器底板18与拉压卡板20用双螺纹螺栓23连接固定。拉线式传感器盖板22与隔振器21固定，隔振器21与钢丝绳连接。

保护型隔振器位移采集装置可以采用多种方式固定安装，结合附图8、9、10、11说明，拉压卡板20与装夹架4、中间装夹架16平行时可以实现隔振器的法向拉伸和法向压缩蠕变测量。当拉压卡板20与装夹架4、中间装夹架16垂直固定连接时可以实现隔振器的测向拉伸(X方向)、侧向拉伸(Y方向)的蠕变测量。说明，由于隔振器不是左右对称的，因而采用此测量机可以同时测量不同方向(X横向，Y纵向)的蠕变。也可同时测量拉伸和压缩情况下的蠕变从而达到精准测量。

参见图1至图11，保护型五联蠕变试验机，包括试验机框架，砝码组群，钢丝绳与滑轮传动***，装夹架，测量装置，数据采集装置将框架固定在地面上。

所述试验机框架与砝码组群连接。所述验机框架与钢丝绳与滑轮传动***连接。所述砝码组群、钢丝绳与滑轮传动***通过钢丝绳连接，钢丝绳与电动葫芦连接并且可以通过电动葫芦带动砝码进而控制加载和卸载。所述装夹架(4)包括拉压卡板(1个)、拉线式传感器盖板(1个)、盖板连接件(1个)、压缩加载架(1套)、接头等，连接保护型隔振器，实现4种不同形式的蠕变测量。所述位移测量***包括拉线式传感器(编码器)(4个)、直流稳压供电电路、AD模块采用高精度拉线式位移传感器测量四角的变形量，拉线式传感器与传感器底板采用M5螺丝连接，拉线与拉线盖板连接。拉线式位移传感器与安装底板固定方式。所述数据采集装置与测量装置连接，并记录全过程试验数据数据采集装置包括DSP***及程序、液晶屏及显示程序、USB驱动模块及文件***、时钟模块、数据采集***、计算机、UPS电源、实时显示软件。

本发明的目的在于针对现有的保护型隔振器蠕变测试技术的不足，提供一种保护型隔振器蠕变试验机，本蠕变试验机可以同时进行多组不同加载方式的蠕变试验，缩短实验时间同时提高精度，最大程度的满足实际需求。

为实现上述目的，本发明公开了一种保护型隔振器五联蠕变试验机。保护型隔振器五联蠕变试验机由试验机框架、砝码组群、钢丝与滑轮传动***、装夹架、位移测量***、数据采集及传输***组成，因此需要发明内容如下：

所述试验机框架包括底板5，第一定杆2，第二定杆3，装夹架4，顶板1。对定杆的特殊说明，对于安装砝码组的定杆2，需要打45度坡角用来卡住砝码，以便于实现不同规格的砝码组合(不用的砝码可以卡在上面)。对于装夹架4，用螺栓将装夹架4固定在定杆3上，定杆3连接底板5与顶板1，按附图3安装成3组。中间装夹架16共4个需要开双面凹槽(用于左右同时作用)，定杆安装完成后进行框架调平，保证试验机固定平稳。

结合附图2、附图3说明所述砝码组群，所述砝码组群由5个砝码组构成。每个砝码组9包括3个100Kg砝码14，5个20Kg砝码13、承载板12。砝码13和14与承载板12连接，承载板12与钢丝绳10连接。通过每组不同规格的砝码组合控制试验的加载量。砝码需要采用小吊机进行安装，注意，安装砝码前应先安装滑杆套15。

结合附图4、附图5说明所述滑轮组群，将固定滑轮以及固定滑轮组7安装在顶板1上，横向排列5组，每组均由2个固定滑轮，1个固定滑轮组以及一个中间动滑轮组17构成。固定滑轮以及固定滑轮组7均用螺栓与顶板1连接，中间动滑轮组17上段用钢丝绳与顶板上的固定滑轮和固定滑轮组7连接，中间滑轮下段与电动葫芦连接(电动葫芦中自带钢丝绳，绕过动滑轮下段用钢丝夹锁住)。

结合附图2、3说明所述钢丝与滑轮传动***，该***由砝码组9、固定滑轮、固定滑轮组7、中间动滑轮组17、电动葫芦8构成。动滑轮采用钢丝绳型号为6×37-4.8-180，钢丝绳由电动葫芦带动从而进行载荷传递。

结合附图1、3、6、7说明所述位移采集装置，所述位移采集装置由拉线式传感器底板18、拉线式传感器19、拉压卡板20、隔振器21以及拉线式传感器盖板22构成。拉压卡板20与装夹架4以及装夹架16连接固定。隔振器21与拉压卡板20用螺丝连接固定。拉线式传感器19与拉压传感器底板18用螺丝连接固定，拉压传感器底板18与拉压卡板20用双螺纹螺栓23连接固定。拉线式传感器盖板22与隔振器21固定，隔振器21与钢丝绳连接。

保护型隔振器位移采集装置可以采用多种方式固定安装，结合附图8、9、10、11说明，拉压卡板20与装夹架4、中间装夹架16平行时可以实现隔振器的法向拉伸和法向压缩蠕变测量。当拉压卡板20与装夹架4、中间装夹架16垂直固定连接时可以实现隔振器的测向拉伸(X方向)、侧向拉伸(Y方向)的蠕变测量。说明，由于隔振器不是左右对称的，因而采用此测量机可以同时测量不同方向(X横向，Y纵向)的蠕变。也可同时测量拉伸和压缩情况下的蠕变从而达到精准测量。

本发明同时多级蠕变试验机在工作时，通过调整加载的砝码数量，施加重力载荷，重力载荷通过钢丝绳和滑轮组传导至保护型隔振器上。施加载荷时将不足200N的砝码至于定杆上部，并***砝码卡夹使之架于滑杆上半部，其重力不作用于钢丝绳上。需要加载的砝码通过插销与承载板连接，加载在钢丝绳上。载荷通过钢丝绳传导后始终作用方向为向上，通过不同的布置方式，实现4种不同的加载方向。采用电机(电动葫芦)拉动滑动滑轮实现加载和卸载，电机施加的载荷作为滑轮组的动态支点而不直接作用于测试试样。采用拉线式传感器进行四个角点的变形测量。试验全过程被测试件的变形位移由测量装置传给数据采集装置并存入U盘导出数据。

本发明包括试验机框架，砝码组群，钢丝绳与滑轮传动***，装夹架，测量装置，数据采集装置和试验台座。所述试验机框架与砝码组群连接。所述验机框架与钢丝绳与滑轮传动***连接。所述砝码组群、钢丝绳与滑轮传动***通过钢丝绳连接，钢丝绳与电动葫芦连接并且可以通过电动葫芦带动砝码进而控制加载和卸载。所述砝码组群分成五组，每组砝码由100Kg砝码3个、20Kg砝码5个、砝码卡夹2个、承载板及接头配件等组成，如附图4中所示。通过每组不同规格的砝码组合控制试验的加载量。所述钢丝绳与滑轮传动***包括五组，每组均由固定滑轮座(2套)、固定滑轮组座(1套)、中间滑轮组(1套)、6×37-7.4-180钢丝绳(20米)组成钢丝绳缠绕方式如附图2，通过钢丝绳与砝码组连接可以利用电动葫芦调整加载载荷；所述装夹架包括拉压卡板(1个)、拉线式传感器盖板(1个)、盖板连接件(1个)、压缩加载架(1套)、接头等，连接保护型隔振器，实现4种不同形式的蠕变测量。所述位移测量***包括拉线式传感器(编码器)(4个)、直流稳压供电电路、AD模块采用高精度拉线式位移传感器测量四角的变形量，拉线式传感器与传感器底板采用M5螺丝连接，拉线与拉线盖板连接。拉线式位移传感器与安装底板固定方式。所述数据采集装置与测量装置连接，并记录全过程试验数据数据采集装置包括DSP***及程序、液晶屏及显示程序、USB驱动模块及文件***、时钟模块、数据采集***、计算机、UPS电源、实时显示软件。试验机框架，砝码组，钢丝绳与滑轮传动***，装夹架，测量装置，数据采集装置均固定在一层的地面上。

本发明的保护型隔振器五联蠕变试验机由试验机框架、砝码组、钢丝与滑轮传动***、装夹架、位移测量***、数据采集及传输***组成。通过调整加载的砝码数量，施加重力载荷，重力载荷通过钢丝绳和滑轮组传导至保护型隔振器上。采用电机拉动滑动滑轮实现加载和卸载，电机施加的载荷作为滑轮组的动态支点而不直接作用于测试试样。通过对隔振器不同方向布置，实现4种不同的加载方向从而可以同时测试其中任意加载方向下的蠕变变形。采用拉线式传感器进行四个角点的变形测量，从而得到精确的数据。本发明可根据试验需求同时测试多个试样，进行不同载荷加载的蠕变测试试验，提高了试验效率和精度，节省试验成本和时间。适用于适用范围：《中华人民共和国船舶行业标准》(CB/T352 93)中的E型、EA型保护型隔振器。

Claims (3)

1.一种保护型隔振器五联蠕变试验机，其特征在于：包括由底板、顶板和设置在底板与顶板之间的十个第一定杆和十二个第二定杆，每个第一定杆上均设置有砝码组，且相邻两个砝码组为一对且相邻两个砝码组之间安装有承载板，第二定杆两两为一组平行设置，每组第二定杆上设置有装夹架，两个端部的装夹架分别设置有一面凹槽，中间的装夹架设置有两面凹槽，每两个装夹架之间通过凹槽安装有位移采集装置，所述位移采集装置由下至上依次设置传感器底板、拉线传感器、拉压卡板、隔振器和拉线式传感器盖板，所述拉压卡板***至对应的装夹架上的凹槽中并用卡扣固定或所述拉压卡板通过其四周设置的凹槽与装夹架上的凹槽的嵌入配合实现连接，所述底板上还设置有五个电动葫芦，且五个电动葫芦分别设置在两组第二定杆之间，所述顶板上设置有五个固定滑轮组，每个固定滑轮组的左右两端分别设置有左固定滑轮和右固定滑轮，每个电动葫芦的自带钢丝绳与中间动滑轮组的下滑轮连接，每个承载板上固连有钢丝绳，所述钢丝绳的端部依次绕过对应的左固定滑轮、固定滑轮组中的第一滑轮、中间动滑轮组的上滑轮、固定滑轮组的第二滑轮、右固定滑轮后穿过拉压式传感器盖板与隔振器连接。

2.根据权利要求1所述的一种保护型隔振器五联蠕变试验机，其特征在于：每个砝码组包括三个100kg的砝码和五个20kg的砝码。

3.根据权利要求1或2所述的一种保护型隔振器五联蠕变试验机，其特征在于：每个第一定杆上还设置有用于卡住砝码组的45°坡角。