CN110220804B - 一种压剪试验机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压剪试验机，包括机构架和剪切板，机构架上设置有竖向加载机构和用于向所述剪切板施加水平方向作用力的横向加载机构，横向加载机构包括并列布置的前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸，各剪切缸水平布置，且各剪切缸置于所述剪切板的同一侧。本发明可以实现以下多种模式的剪切力输出，中间剪切缸单独输出；前剪切缸、后剪切缸共同输出，中间剪切缸不工作；前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸共同输出，从而实现最大输出剪切力的可变，以覆盖更加广范围的剪切力试验。

Description

一种压剪试验机

技术领域

本发明涉及用于对橡胶支座进行压剪试验的压剪试验机。

背景技术

现有的液压压剪试验机如图1所示，该压剪试验机包括竖向加载机构和剪切加载机构，竖向加载机构包括竖向加载支架，竖向加载支架包括底座、立柱5和横梁4，在底座上设置有竖向加载缸6，剪切加载机构包括沿左右方向布置的导轨1，导轨上导向移动装配有加载小车2，加载小车2上设置有水平加载缸，水平加载缸上连接有剪切板9，水平加载缸与剪切板的传力路径上设置有用于检测剪切力的测力传感器10。

当需要对橡胶支座进行抗剪切力试验时，将两个橡胶支座8分别置于剪切板9的上下板面与横梁4和下压板7之间，竖向加载缸对橡胶支座施加竖向加载力以模拟桥重，加载小车的反力部3顶抵在横梁上并以横梁为反力架，通过水平加载缸对剪切板施加拉力，剪切板对上下侧的两个橡胶支座进行剪切，以模拟地震环境中的橡胶支座所承受到桥梁的剪切作用力。现有的这种压剪试验机存在的问题在于：水平加载缸所能够输出的最大剪切力是确定的，如果选择最大输出力较大的水平加载缸，就无法完成一些低剪切力的剪切试验，如果选择最大输出力较小的水平加载缸，就无法完成一些剪切力需求较大的剪切试验，要想覆盖较大的剪切力试验范围，筒仓需要准备至少两台不同吨位水平加载缸的压剪试验机，步进占地面积较大，也大大增加了厂家的试验成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种最大输出剪切力可变的压剪试验机。

为解决上述技术问题，本发明中的技术方案如下：

一种压剪试验机，包括机构架和剪切板，机构架上设置有竖向加载机构和用于向所述剪切板施加水平方向作用力的横向加载机构，横向加载机构包括并列布置的前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸，各剪切缸水平布置，且各剪切缸置于所述剪切板的同一侧。

中间剪切缸处于剪切板左右方向上的中部，前剪切缸、后剪切缸对称布置于中间剪切缸的左右两侧。

前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸的最大输出力相同。

前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸的最大输出力为300吨。

横向加载机构包括相对所述机构架固定的横向加载机构支架，前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸的活塞杆通过第一铰接结构与所述剪切板相连，前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸通过第二铰接结构与所述横向加载机构支架相连，第一铰接结构、第二铰接结构均具有轴线沿上下方向延伸的铰接轴线。

第一铰接结构包括固定于剪切板上的剪切板连接板，第一铰接结构还包括固定于对应剪切缸的活塞杆上的位于剪切板连接板上下两侧的上连接板和下连接板，上、下连接板之间的间距大于剪切板连接板的高度，第一铰接结构还包括穿装于剪切板连接板与上连接板、下连接板之间的连接销轴。

前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸为双出杆油缸。

前剪切缸、后剪切缸为双出杆油缸，前剪切缸、后剪切缸的活塞杆远离第一铰接结构的一端通过铰接连杆相连。

前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸设置于同一安装座上，横向加载机构支架上设置有调整所述安装座高度的剪切缸升降机构。

本发明的有益效果为：本发明可以实现以下多种模式的剪切力输出，中间剪切缸单独输出；前剪切缸、后剪切缸共同输出，中间剪切缸不工作；前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸共同输出，中间剪切缸单独输出时，提供一个最大输出剪切力，且中间剪切缸处于中间，可以有效保证剪切板受力的稳定性；前剪切缸、后剪切缸共同输出时，两个剪切缸也可以保证剪切板受力的稳定性，当然三个剪切缸一起共同输出时也可以保证剪切板受力的稳定性。通过选择不同的剪切缸工作，从而实现最大输出剪切力的可变，以覆盖更加广范围的剪切力试验。

附图说明

图1是本发明的现有技术的结构示意图；

图2是本发明的实施例1的结构示意图；

图3是图2中横梁与左立柱组、中立柱组、右立柱组和施压板的配合示意图；

图4是图3中横向加载机构与剪切板的配合示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本发明的实施例2的结构示意图；

图7是本发明的实施例3的结构示意图。

具体实施方式

一种压剪试验机的实施例1如图2~5所示：包括机构架和水平布置的剪切板32，机构架包括底座26，底座26上设置有左右对称布置的左立柱组2、中立柱组4和右立柱组1，左立柱组2、中立柱组4和右立柱组1均包括两个前后间隔布置的立柱3。压力试验机还包括导向移动装配于各立柱上的横梁9，横梁为一个整体的板形结构，横梁9与左立柱组2、右立柱组1的对应立柱之间设置有用于调整横梁高度的横梁高度调节机构11。

横梁9上于左立柱组和中立柱组之间固定有竖向布置的左工作缸12，横梁9上于中立柱组与右立柱组之间固定有竖向布置的右工作缸27，也就是说，在各工作缸单独工作时，每个工作缸均对应四个立柱实现反力，同时两个工作的缸的反力还共用中立柱组的两个立柱。本实施例中，左工作缸12、右工作缸27均为最大输出压力为3000吨的液压缸。左工作缸的活塞杆上铰接有左传力板23，右工作缸27的活塞杆上铰接有右传力板21，左传力板、右传力板的铰接轴线沿前后方向延伸设置，左传力板构成左工作缸的动力输出端，右传力板构成右工作缸的动力输出端。压力试验机还包括用于可拆连接于左工作缸、右工作缸的动力输出端的施压板22，本实施例中，施压板22通过竖向布置的连接螺栓20连接于左传力板23和右传力板21的下端。

横梁高度调节机构11包括设置于左立柱组、右立柱组的对应立柱上的用于横梁爬升的锁齿18，横梁高度调节机构还包括上抱卡6和下抱卡，下抱卡包括沿上下方向导向移动装配于对应立柱上的下抱卡支座16，下抱卡支座16上开设有实现与对应立柱导向移动配合的抱卡导向孔，下抱卡支座上沿左右方向导向移动装配有用于与锁齿18配合的下抱卡锁块17，下抱卡锁块17的上下两端固定有轴线沿左右方向延伸的下抱卡导向杆15，下抱卡支座上开设有通过与下抱卡导向杆15导向移动配合而实现对下抱卡锁块导向的导向杆导向孔，下抱卡锁块17与下抱卡支座16之间设置有向下抱卡锁块施加朝向对应锁齿方向作用力的下抱卡锁紧弹簧14，下抱卡锁紧弹簧14套设于对应的下抱卡导向杆15上，下抱卡支座16上还设置有水平布置的与下抱卡锁块17传动相连以向下抱卡锁块输出左右方向作用力的下抱卡液压缸13。上抱卡6包括固定于横梁上的上抱卡支座，上抱卡支座上沿左右方向导向移动装配有用于与锁齿配合的上抱卡锁块8，上抱卡锁块8与上抱卡支座之间设置有向上抱卡锁块施加朝向对应锁齿方向作用力的上抱卡锁紧弹簧5，上抱卡支座上设置有水平布置的与上抱卡锁块传动相连以向上抱卡锁块输出左右方向作用力的上抱卡液压缸7。下抱卡支座与上抱卡支座（或横梁之间）设置有竖向布置的顶升液压缸10。上抱卡锁块、下抱卡锁块均为具有多个齿的竖向布置的齿板结构。

横梁高度调节机构的具体工作过程如下：当不需要进行试验时，此时横梁不受左工作缸、右工作缸的竖向反作用力，顶升液压缸10、上抱卡液压缸7和下抱卡液压缸13均不工作，在上抱卡锁紧弹簧的作用下，上抱卡锁块8与锁齿18锁紧，实现对横梁高度位置的固定，在下抱卡锁紧弹簧的作用下，下抱卡锁块17与锁齿锁紧，实现对下抱卡高度位置的固定。当需要调整横梁的位置时，下抱卡液压缸向下抱卡锁块施加朝向对应锁齿的作用力，下抱卡锁块在下抱卡液压缸的作用下与锁齿锁紧，上抱卡液压缸向上抱卡施加朝远离对应锁齿方向的作用力，上抱卡锁块与锁齿脱开，顶升液压缸向上顶升上抱卡支座，横梁可以向上移动调整，随后上抱卡液压缸向上抱卡锁块施加朝向对应锁齿方向的作用力，上抱卡锁块与锁齿锁紧实现横梁的位置固定；下抱卡液压缸向下抱卡施加朝远离对应锁齿方向的作用力，下抱卡锁块与锁齿脱离，顶升液压缸缩回，则可以带动下抱卡朝上步进式行走，如此循环可以实现横梁一步一步的调整高度。当需要进行压剪试验时，上抱卡锁块在上抱卡液压缸的作用下与锁齿锁紧，因此可以承担较大的竖向作用力。

压力试验机还包括水平布置的剪切板32和用于向剪切板施加水平方向作用力的横向加载机构，横向加载机构包括固定于底座上的横向加载机构支架，加载机构支架上设置有剪切缸升降机构，剪切缸升降机构为一个升降缸43，升降缸的活塞杆上固定有安装座42，横向加载机构包括由前至后顺序并列布置的前剪切缸28、中间剪切缸29和后剪切缸30，本实施例中，前剪切缸28、中间剪切缸29和后剪切缸30为最大输出力300吨的液压缸，且中间剪切缸处于剪切板32前后方向上的中部，前剪切缸、后剪切缸对称布置于中间剪切缸的左右两侧。前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸均为双出杆油缸，前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸的活塞杆39通过第一铰接结构与剪切板32相连，前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸通过第二铰接结构与横向加载机构支架的安装座相连，第一铰接结构、第二铰接结构均具有轴线沿上下方向延伸的铰接轴线。在本实施例中，第一铰接结构包括固定于剪切板32上的剪切板连接板38，第一铰接结构还包括固定于对应剪切缸的活塞杆上的位于剪切板连接板上下两侧的上连接板36和下连接板37，上、下连接板之间的间距大于剪切板连接板的高度，第一铰接结构还包括穿装于剪切板连接板与上连接板、下连接板之间的连接销轴35，连接销轴35可以由下至上取出。

第二铰接结构包括固定于对应剪切缸的缸体上的转动轴线沿上下方向延伸的转动轴40，安装座上设置有供对应转动轴防脱安装的转动轴座41，在本发明的其它实施例中，第二铰接结构也可以是球铰结构。

本实施例中压力试验机可以对橡胶支座完成双剪试验，双剪试验是指在剪切板32的上下两侧均有橡胶支座31，下侧的橡胶支座31置于工作台33上，左工作缸、右工作缸通过施压板22对上侧的橡胶支座31施压竖向加载力，以模拟桥重，当需要300吨及以下吨位剪切力输出时，只需中间剪切缸动作，前剪切缸、后剪切缸不工作，随动即可，当然也可拔掉前剪切缸、后剪切缸与剪切板之间的连接销轴，此状态下既可以实现动态剪切试验也可以实现静态剪切试验；当需要300-600吨剪切力输出时，中间剪切缸不工作，可以拔掉中间剪切缸与剪切板之间的连接销轴，前剪切缸、后剪切缸同步动作，以对剪切板产生作用力；当需要600-900吨剪切力输出时，三个剪切缸均工作。当然本实施例中的横向加载机构还可以进行水平扭转剪切试验，中间剪切缸不工作，前剪切缸、后剪切缸中一个剪切缸对剪切板施加拉力，一个剪切缸对剪切板施加推力，可以实现剪切板对橡胶支座扭转剪切，从而模拟特殊地震环境下的橡胶支座的受力。在本发明的其它实施例中，前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸还可以是单杆输出的液压缸；前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸的最大输出力也可以不一致，前剪切缸、中间剪切缸、后剪切缸的最大输出力也可以不是300吨，比如说根据需要进行设置。

当需要进行5000吨、6000吨竖向加载力时，将待试验工件置于施压22板的下侧，左工作缸、右工作缸同时动作，可以实现最大6000吨压力的输出，比如完成橡胶支座31的抗压试验；当然两个工作缸也可以不同步动作，使得施压板产生一个倾斜角度，此时可以完成对橡胶支座的转角试验。在需要进行1000吨、2000吨压力试验时，拆掉施压板，单个工作缸同步动作即可以完成压力试验。两组立柱结构，增加了该试验机的整体抗扭转能力，两个低吨位的工作缸共同实现高吨位工作压力输出，可以很方便的解决缸径、作用力和液压***压力问题，既可以选择超高压也可以选择常规高压；两个工作缸可以实现将一台设备多台使用的目的，大大提高了设备的利用率和生产率。在本发明的其它实施例中：两个工作缸的最大输出压力也可以不同。

一种压剪试验机的实施例2如图6所示：实施例2与实施例1不同的是，该实施例中进行单剪试验，单剪试验是指只对一个橡胶支座31进行剪切试验，剪切板下侧支撑于具有滚珠的支撑座50上，竖向加载缸通过上压板对橡胶支座施加竖向加载力，此时由于支撑座的高度变化，因此需要调整横向加载机构的高度来与剪切板匹配。

一种压剪试验机的实施例3如图7所示：实施例3与实施例1不同的是，前剪切缸、后剪切缸的活塞杆远离第一铰接结构的一端通过铰接连杆相连，铰接连杆的一端与前剪切缸的活塞杆铰接相连，铰接连杆的另外一端与后剪切缸的活塞杆铰接相连，铰接连杆、前剪切缸、后剪切缸和剪切板一起构成了一个平行四边形连杆机构，此连接方式是一种对扭转剪切的优化，在该方案下，前剪切缸或后剪切缸单独动作可以实现一个小吨位输出力的扭转剪切试验，前剪切缸、后剪切缸同时朝相反方向动作，可以实现一个大吨位输出力的扭转剪切试验。

Claims (6)

1.一种压剪试验机，包括机构架和剪切板，机构架上设置有竖向加载机构和用于向所述剪切板施加水平方向作用力的横向加载机构，其特征在于：横向加载机构包括并列布置的前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸，各剪切缸水平布置，且各剪切缸置于所述剪切板的同一侧，横向加载机构包括相对所述机构架固定的横向加载机构支架，前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸的活塞杆通过第一铰接结构与所述剪切板相连，前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸通过第二铰接结构与所述横向加载机构支架相连，第一铰接结构、第二铰接结构均具有轴线沿上下方向延伸的铰接轴线，前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸为双出杆油缸，前剪切缸和后剪切缸的活塞杆远离第一铰接结构的一端通过铰接连杆相连，铰接连杆的一端与前剪切缸的活塞杆铰接相连，铰接连杆的另外一端与后剪切缸的活塞杆铰接相连，铰接连杆、前剪切缸、后剪切缸和剪切板一起构成了一个平行四边形连杆机构。

2.根据权利要求1所述的压剪试验机，其特征在于：中间剪切缸处于剪切板左右方向上的中部，前剪切缸、后剪切缸对称布置于中间剪切缸的左右两侧。

3.根据权利要求1所述的压剪试验机，其特征在于：前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸的最大输出力相同。

4.根据权利要求3所述的压剪试验机，其特征在于：前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸的最大输出力为300吨。

5.根据权利要求1所述的压剪试验机，其特征在于：第一铰接结构包括固定于剪切板上的剪切板连接板，第一铰接结构还包括固定于对应剪切缸的活塞杆上的位于剪切板连接板上下两侧的上连接板和下连接板，上、下连接板之间的间距大于剪切板连接板的高度，第一铰接结构还包括穿装于剪切板连接板与上连接板和下连接板之间的连接销轴。

6.根据权利要求1所述的压剪试验机，其特征在于：前剪切缸、中间剪切缸和后剪切缸设置于同一安装座上，横向加载机构支架上设置有调整所述安装座高度的剪切缸升降机构。