CN111504797B - 一种小径材拉压强度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种小径材拉压强度测量装置，涉及测量装置技术领域，它包括方钢板和四棱台形钢桁架，方钢板底端固定连接四棱台形钢桁架，方钢板上钻有钻孔a、钻孔b和钻孔c，钻孔a一端焊接圆形钢套筒，圆形钢套筒两侧对称设有可调位置小滑轮***和金属吊钩a，所述的钻孔b通过螺栓和螺母与端板固定连接，端板中心处垂直焊接有承载圆钢杆，承载圆钢杆外套有圆形固定套筒，圆形固定套筒通过螺栓和螺母与承载圆钢杆连接，圆形固定套筒外壁通过承载悬臂版与承载圆钢板a连接，承载圆钢板a上设有金属吊钩b，承载圆钢杆一侧设有抗压强度测量机构或者抗拉强度测量机构。本小径材拉压强度测量装置进行抗拉强度和抗压强度试验，为准确分选小径材提供理论依据。

Description

一种小径材拉压强度测量装置

技术领域：

本发明涉及测量装置技术领域，具体涉及一种小径材拉压强度测量装置。

背景技术：

小径材（如竹条、木条等）在日常生活中常常用于工艺品、座椅等的编织或用于全国大学生结构设计竞赛结构模型制作。这些小径材由毛竹或木材制作而成，必然含有竹节、木节及顺纹或横纹等材质分布不均等现象，为了使这些材料更好发挥其力学性能，通过试验方法对材料加以鉴别尤为重要。

精密的测量方法需要有电液伺服试验机，市面上的多是大吨位的试验机，不适于测量低强度的小径材材料。对于小量程的精密试验机价格较昂贵，且须有专业的试验人员操作，不便于普通用户或本科生测量小直径材料的强度。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种小径材拉压强度测量装置，它进行抗拉强度和抗压强度试验，为准确分选小径材提供理论依据。

本发明采用的技术方案为：一种小径材拉压强度测量装置，包括方钢板和四棱台形钢桁架，方钢板底端固定连接四棱台形钢桁架，方钢板上钻有钻孔a、钻孔b和钻孔c，钻孔a一端焊接圆形钢套筒，圆形钢套筒两侧对称设有可调位置小滑轮***和金属吊钩a，所述的钻孔b通过螺栓和螺母与端板固定连接，端板中心处垂直焊接有承载圆钢杆，承载圆钢杆外壁与倾斜状的钢斜圆杆的一端连接，钢斜圆杆的另一端焊接连接板，连接板通过螺栓和螺母与钻孔c连接，承载圆钢杆外套有圆形固定套筒，圆形固定套筒通过螺栓与承载圆钢杆连接，圆形固定套筒外壁通过承载悬臂版与承载圆钢板a连接，承载圆钢板a上设有金属吊钩b，所述的承载圆钢杆一侧设有抗压强度测量机构或者抗拉强度测量机构。

所述的抗压强度测量结构包括受压试件、传力圆钢杆和大滑轮***，传力圆钢杆一端穿过圆形钢套筒与承载圆钢板b连接，传力圆钢杆另一端与带有的内螺纹套筒一端对心焊接，带有的内螺纹套筒另一端与承载圆钢板c连接，承载圆钢板c与大滑轮***连接。

所述的承载圆钢板a与承载圆钢板b之间放置受压试件，大滑轮***下方设有传力钢横梁，传力钢横梁一侧通过挂钩与传力钢导线d一端连接，传力钢导线d另一端分别穿过可调位置小滑轮***、大滑轮***和可调位置小滑轮***通过挂钩与传力钢横梁另一侧连接，传力钢横梁两侧边缘均通过安全绳a与方钢板上的金属吊钩a连接，传力钢横梁底端穿过圆形钢套管与加载托盘***连接，加载托盘***上放置砝码。

所述的抗拉强度测量机构包括受拉试件、两个圆形套筒和半月形夹板，两个圆形套筒上下分布且之间通过安全绳b和挂钩连接，两个圆形套筒内均放置两块半月形夹板，两块半月形夹板均通过螺栓与圆形套筒连接，上部的圆形套筒的顶部两侧均通过传力钢导线a与承载圆钢板a上设有金属吊钩b连接。

所述的两块半月形夹板内分别穿过受拉试件的两端，下部的圆形套筒底部两侧分别与传力钢导线b的两端连接，传力钢导线b上悬挂有传力钢导线c，传力钢导线c底端悬挂加载托盘***，加载托盘***上放置砝码。

所述的传力钢导线d、安全绳a传力钢导线a、传力钢导线b、安全绳b、传力钢导线c为油丝绳。

所述的钢斜圆杆两端倒角后焊接于连接板和承载圆钢杆上，钢斜圆杆与承载圆钢杆的夹角为30°。

本发明的有益效果是：在缺乏高精度电液伺服试验机的情况下，发明小径材拉压强度测量装置，有利于分选小径材材料，使其充分发挥其材料的力学性能，对于合理的使用小径材有重要的指导意义，社会经济效益显著。

附图说明：

图1是本发明方钢板正面结构图；

图2是本发明方钢板底面结构图；

图3是本发明承载圆钢杆结构图；

图4是本发明抗压强度测量机构结构图；

图5是本发明抗拉强度测量机构图；

图6是本发明半月形夹板结构图；

图7是本发明抗压强度测量时结构图；

图8是本发明抗拉强度测量时结构图。

具体实施方式：

参照各图，一种小径材拉压强度测量装置，包括方钢板1和四棱台形钢桁架8，方钢板1底端固定连接四棱台形钢桁架8，方钢板1上钻有钻孔a2、钻孔b3和钻孔c4，钻孔a2一端焊接圆形钢套筒5，圆形钢套筒5两侧对称设有可调位置小滑轮***6和金属吊钩a7，所述的钻孔b3通过螺栓11和螺母12与端板9固定连接，端板9中心处垂直焊接有承载圆钢杆10，承载圆钢杆10外壁与倾斜状的钢斜圆杆14的一端连接，钢斜圆杆14的另一端焊接连接板13，连接板13通过螺栓11和螺母12与钻孔c4连接，承载圆钢杆10外套有圆形固定套筒17，圆形固定套筒17通过螺栓11与承载圆钢杆10连接，圆形固定套筒17外壁通过承载悬臂版16与承载圆钢板a15连接，承载圆钢板a15上设有金属吊钩b36，所述的承载圆钢杆10一侧设有抗压强度测量机构或者抗拉强度测量机构。所述的抗压强度测量结构包括受压试件24、传力圆钢杆18和大滑轮***19，传力圆钢杆18未带螺纹端穿过圆形钢套筒5与承载圆钢板b34焊接，传力圆钢杆18另带螺纹端与带有的内螺纹套筒20一端连接，带有的内螺纹套筒20另一端与承载圆钢板c35一圆表面对心焊接，承载圆钢板c35另一圆表面与大滑轮***19居中焊接。所述的承载圆钢板a15与承载圆钢板b34之间放置受压试件24，大滑轮***19下方设有传力钢横梁22，传力钢横梁22一侧通过挂钩与传力钢导线d21一端连接，传力钢导线d21另一端分别穿过可调位置小滑轮***6、大滑轮***19和可调位置小滑轮***6通过挂钩与传力钢横梁22另一侧连接，传力钢横梁22两侧边缘均通过安全绳a23与方钢板1上的金属吊钩a7连接，传力钢横梁22底端穿过圆形钢套管5与加载托盘***25连接，加载托盘***25上放置砝码26。所述的抗拉强度测量机构包括受拉试件29、两个圆形套筒27和半月形夹板28，两个圆形套筒27上下分布且之间通过安全绳b32和挂钩连接，两个圆形套筒27内均放置两块半月形夹板28，两块半月形夹板28均通过螺栓11与圆形套筒27连接，上部的圆形套筒27的顶部两侧均通过传力钢导线a30与承载圆钢板a15上设有金属吊钩b36连接。两块半月形夹板28内分别穿过受拉试件29的两端，下部的圆形套筒27底部两侧分别与传力钢导线b31的两端连接，传力钢导线b31上悬挂有传力钢导线c33，传力钢导线c33底端悬挂加载托盘***25，加载托盘***25放置砝码26。所述的传力钢导线d21、安全绳a23、传力钢导线a30、传力钢导线b31、安全绳b32、传力钢导线c33为油丝绳。所述的钢斜圆杆14两端倒角后焊接于连接板13和承载圆钢杆10上，钢斜圆杆14与承载圆钢杆10的夹角为30°。

用钻床在方钢板1上完成钻孔a2、钻孔b3和钻孔c4；圆形钢套筒5的内径与钻孔a2直径相同，确保钻孔a2圆心与圆形钢套筒5圆心重合时，将圆形钢套筒5焊接于方钢板1上；方钢板1焊有圆形钢套筒5一侧，经过圆形钢套筒5圆心并平行于方钢板1近边的直线上，圆形钢套筒5两侧分别焊接可调位置小滑轮***6和金属吊钩7；将焊接圆形钢套筒5、可调位置小滑轮***6和金属吊钩7的方钢板1面朝下，且经过圆形钢套筒5圆心并平行于方钢板1近边侧与四棱台形钢桁架8的无腹杆面重合，水平放置方钢板1并与四棱台形钢桁架8的小截面端四根竖向腹杆焊接；用钻床在端板9上制作钻孔b3；将带有钻孔b3的端板9的一侧与承载圆钢杆10的一端对心焊接；用螺栓11和螺母12将端板9和承载圆钢杆10的整体，经过钻孔3与方钢板1连接；用钻床在连接板13上制作钻孔c4；将连接板13用螺栓11和螺母12固定于方钢板1上，且保证带有钻孔c4的连接板13靠近钻孔c4边与带有钻孔c4的方钢板1靠近钻孔c4边平行；将钢斜圆杆14两端倒角后，焊接于连接板13和承载圆钢杆10上，并保证与承载圆钢杆10的夹角为30°；经第一块承载圆钢板a15的一条直径的两端侧面上各焊接一个金属吊钩b36，且钩口朝外，两个金属吊钩b36共面及钩头同向，将承载圆钢板a15凸出金属吊钩b36的对面与承载悬臂板16缺口紧密接触，保证承载圆钢板a15上的两个金属吊钩b36的连线与承载悬臂板16的最大面垂直后，将承载圆钢板a15与承载悬臂板16居中焊接；圆形固定套筒17的内径略大于承载圆钢杆10外径，可在承载圆钢杆10上滑动，在圆形固定套筒17侧面的一条母线上距圆形固定套筒17一端面3/10和7/10母线长度处分别做带螺纹的钻孔c4，保证承载悬臂板16上的承载圆钢板a15面与圆形固定套筒17端面平行时，经带有带螺纹的钻孔4的共面母线与承载悬臂板16居中焊接；将圆形固定套筒17和承载圆钢板15金属吊钩b36的整体与承载圆钢杆10通过螺栓11连接。

实施例一，小径材抗压强度测量时：

参照图4和图7，精密加工传力圆钢杆18、确保在润滑油作用下传力圆钢杆18可在钻孔a2和圆形钢套筒5自由移动；将承载圆钢板b34与传力圆钢杆18的未带螺纹端对心焊接，并将传力圆钢杆18的螺纹端沿方钢板1的钻孔a2和圆形钢套筒5穿过；将承载圆钢板c35的一侧圆形表面与大滑轮***19居中焊接，另一侧圆形表面与带有的内螺纹的套筒20对心焊接；将承载圆钢板c35、大滑轮***19和带有的内螺纹的套筒20的整体通过带有的内螺纹的套筒20与传力圆钢杆18的螺纹端旋拧连接；调整可调位置小滑轮***6、大滑轮***19的滑轮共面并使抗压强度测量装置传力钢导线d21的四段长度均垂直于地面，根据抗压强度测量装置传力钢导线d21挂钩端的位置，确定传力钢横梁22挂钩的焊接位置，并将两个钩头朝外且共面的金属吊钩对称居中焊接于传力钢横梁22的上表面，并与抗压强度测量装置传力钢导线d21挂钩相连，传力钢横梁22的下表面中点焊接一个金属吊钩；用抗压强度测量装置安全绳a23连接方钢板1与传力钢横梁22上表面的金属吊钩；竖直对中安装受压试件24于第一块承载圆钢板a15与承载圆钢板b34之间，将加载托盘***25挂在传力钢横梁22的下表面的金属吊钩上，逐步施加砝码26进行加载试验，小径材受压破坏时，砝码26加传力钢横梁22重量减去承载圆钢板b34、承载圆钢板c35、传力圆钢杆18、大滑轮***19和带有的内螺纹的套筒20的重量后除以受压试件截面积即可得受压试件24抗压强度。

实施例二，小径材抗拉强度测量时：

参照图5、图6和图8，在圆形套筒27一端面取一直径，过直径两端点在侧面画出两条母线，在距端面分别为3/10和7/10母线长度处，每条母线各制作两个带有螺纹的钻孔c4；制作两个带有螺纹的钻孔c4的圆形套筒27，在一个经过带有螺纹的钻孔c4的圆形套筒27母线的一端焊接两个金属吊钩，并在另一个经过带有螺纹的钻孔c4的圆形套筒27母线的两端各焊接两个金属吊钩，金属吊钩钩头朝外，钩头同面；将一端焊有金属吊钩的圆形套筒27内放置两块半月形夹板28，在带有螺纹的钻孔c4处旋拧螺栓11，受拉试件29一端放置与两块月形夹板28中间，调整螺栓11，使两块月形夹板28夹紧受拉试件29的一端；将两端焊有金属吊钩的圆形套筒27内放置两块半月形夹板28，在带有螺纹的钻孔4处旋拧螺栓11，使两块半月形夹板28夹紧受拉试件29的另一端；用两根等长抗拉强度测量装置传力钢导线a30将承载圆钢板a15上的两个金属吊钩b36与一端焊有两个金属吊钩的圆形套筒27同侧相连，并保持一端焊有两个金属吊钩的圆形套筒27、受拉试件29和两端各焊有两个金属吊钩的圆形套筒27与方钢板1顶面垂直；将抗拉强度测量装置传力钢导线b31挂于两端各焊有两个金属吊钩的圆形套筒27的下端两个两个金属吊钩上；将抗压强度测量装置安全绳b32挂于承载圆钢板a15上的两个金属吊钩和两端各焊有两个金属吊钩的圆形套筒27的上端两个两个金属吊钩上；将抗拉强度测量装置传力钢导线c33的一端挂在抗拉强度测量装置传力钢导线b31上，另一端与加载托盘***25的挂钩相连，逐步施加砝码26进行加载试验，直到受拉试件29破坏，两端各焊有两个金属吊钩的圆形套筒27、抗拉强度测量装置传力钢导线b31，抗拉强度测量装置传力钢导线c33、加载托盘***25和砝码26的总量和除以受拉试件29的截面积，可得受拉试件29的抗拉强度。

所述方钢板1、圆形钢套筒5、可调位置小滑轮***6、金属吊钩7、四棱台形钢桁架8、端板9、承载圆钢杆10、螺栓11、螺母12、连接板13、钢斜圆杆14、承载圆钢板a15、承载圆钢板b34、承载圆钢板c35、承载悬臂板16、圆形固定套筒17、传力圆钢杆18、大滑轮***19、带有的内螺纹的套筒20、传力钢横梁22、加载托盘***25、砝码26、圆形套筒27以及半月形夹板28采用Q235级或Q345级钢材，方钢板1厚度为20mm。

所述抗压强度测量装置传力钢导线d21、抗压强度测量装置安全绳a23、抗拉强度测量装置传力钢导线a 30、抗拉强度测量装置传力钢导线b 31、抗压强度测量装置安全绳b32、抗拉强度测量装置传力钢导线c33为2至3mm油丝绳；

所述钻孔a2直径为21mm、钻孔b3和钻孔c4直径5～6mm，钻孔a2圆心和钻孔c3中点到方钢板1中心的距离均为50mm。

所述四棱台形钢桁架8高度为1250～1300mm。

所述端板9、连接板13均为6mm，且分别保证螺栓11通过钻孔4和钻孔3与方钢板1连接。

所述承载圆钢板a15、承载圆钢板b34、承载圆钢板c35和承载悬臂板16厚度均为10mm，承载圆钢板直径为80mm；

所述承载圆钢杆10直径为30mm高度为500mm，圆形固定套筒17内径为31mm壁厚为8～10mm，高度为100mm。

所述传力圆钢杆18直径与圆形钢套筒5内径均为20mm，传力圆钢杆18高为420～450mm，圆形钢套筒5高为200mm，传力圆钢杆18外表面与圆形钢套筒5内表面均需精细加工，在润滑油的作用下要保证传力元钢杆18可沿圆形钢套筒5内表面自由移动。

所述可调位置小滑轮***6、大滑轮***19应保证抗压强度测量装置传力钢导线21的四段平行。

所述带有的内螺纹的套筒20内径20mm，壁厚5～6mm，高度20mm。

所述圆形套筒27内径40mm壁厚6～8mm高80mm、半月形夹板28圆弧半径34mm，厚度12mm高度80mm。

所述圆形套筒27固定受拉试件29时，四根螺栓11漏在圆形套筒27外面应等长。

所述半月形夹板28的侧壁上均设有凹槽，凹槽个数为两个上下排布，凹槽与其对应的螺栓11配合连接，防止在进行抗拉强度测量时，受拉试件29受拉，半月形夹板28发生窜动。

综上所述，本小径材拉压强度测量装置，在缺乏高精度电液伺服试验机的情况下，发明小径材拉压强度测量装置，有利于分选小径材材料，使其充分发挥其材料的力学性能，对于合理的使用小径材有重要的指导意义，社会经济效益显著。

Claims (3)

1.一种小径材拉压强度测量装置，其特征在于：包括方钢板（1）和四棱台形钢桁架（8），方钢板（1）底端固定连接四棱台形钢桁架（8），方钢板（1）上钻有钻孔a（2）、钻孔b（3）和钻孔c（4），钻孔a（2）一端焊接圆形钢套筒（5），圆形钢套筒（5）两侧对称设有可调位置小滑轮***（6）和金属吊钩a（7），所述的钻孔b（3）通过螺栓（11）和螺母（12）与端板（9）固定连接，端板（9）中心处垂直焊接有承载圆钢杆（10），承载圆钢杆（10）外壁与倾斜状的钢斜圆杆（14）的一端连接，钢斜圆杆（14）的另一端焊接连接板（13），连接板（13）通过螺栓（11）和螺母（12）与钻孔c（4）连接，承载圆钢杆（10）外套有圆形固定套筒（17），圆形固定套筒（17）通过螺栓（11）与承载圆钢杆（10）连接，圆形固定套筒（17）外壁通过承载悬臂版（16）与承载圆钢板a（15）连接，承载圆钢板a（15）上设有金属吊钩b（36），所述的承载圆钢杆（10）一侧设有抗压强度测量机构或者抗拉强度测量机构；所述的抗压强度测量机构包括受压试件（24）、传力圆钢杆（18）和大滑轮***（19），传力圆钢杆（18）一端穿过圆形钢套筒（5）与承载圆钢板b（34）连接，传力圆钢杆（18）另一端与带有的内螺纹套筒（20）一端对心焊接，带有的内螺纹套筒（20）另一端与承载圆钢板c（35）连接，承载圆钢板c（35）与大滑轮***（19）连接；所述的承载圆钢板a（15）与承载圆钢板b（34）之间放置受压试件（24），大滑轮***（19）下方设有传力钢横梁（22），传力钢横梁（22）一侧通过挂钩与传力钢导线d（21）一端连接，传力钢导线d（21）另一端分别穿过可调位置小滑轮***（6）、大滑轮***（19）和可调位置小滑轮***（6）通过挂钩与传力钢横梁（22）另一侧连接，传力钢横梁（22）两侧边缘均通过安全绳a（23）与方钢板（1）上的金属吊钩a（7）连接，传力钢横梁（22）底端穿过圆形钢套筒（5）与加载托盘***（25）连接，加载托盘***（25）上放置砝码（26）；所述的抗拉强度测量机构包括受拉试件（29）、两个圆形套筒（27）和半月形夹板（28），两个圆形套筒（27）上下分布且之间通过安全绳b（32）和挂钩连接，两个圆形套筒（27）内均放置两块半月形夹板（28），两块半月形夹板（28）均通过螺栓（11）与圆形套筒（27）连接，上部的圆形套筒（27）的顶部两侧均通过传力钢导线a（30）与承载圆钢板a（15）上设有金属吊钩b（36）连接；两块半月形夹板（28）内分别穿过受拉试件（29）的两端，下部的圆形套筒（27）底部两侧分别与传力钢导线b（31）的两端连接，传力钢导线b（31）上悬挂有传力钢导线c（33），传力钢导线c（33）底端悬挂加载托盘***（25），加载托盘***（25）上放置砝码（26）。

2.根据权利要求1所述的一种小径材拉压强度测量装置，其特征在于：所述的传力钢导线d（21）、安全绳a（23）、传力钢导线a（30）、传力钢导线b（31）、安全绳b（32）、传力钢导线c（33）为油丝绳。

3.根据权利要求1所述的一种小径材拉压强度测量装置，其特征在于：所述的钢斜圆杆（14）两端倒角后焊接于连接板（13）和承载圆钢杆（10）上，钢斜圆杆（14）与承载圆钢杆（10）的夹角为30°。

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