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(shí)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于產(chǎn)品在高載荷、高速度下的動(dòng)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(guó)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(duì)場(chǎng)地要求高，在操控自動(dòng)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(duì)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(shí)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(tái)、豎向驅(qū)動(dòng)油缸和水平驅(qū)動(dòng)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(gè)并且它們左右對(duì)稱分布在所述豎向框架結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，每個(gè)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(tái)和豎向驅(qū)動(dòng)油缸；

所述水平驅(qū)動(dòng)油缸一端與所述移動(dòng)臺(tái)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(dòng)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(tái)下表面保持接觸；

所述工作臺(tái)包括自下而上依次設(shè)置主工作臺(tái)、下滑板、聚四氟乙烯耐磨板、上滑板、移動(dòng)臺(tái)以及上連接板，其中所述主工作臺(tái)位于豎向驅(qū)動(dòng)油缸上方并與所述豎向驅(qū)動(dòng)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(tái)上方并與所述主工作臺(tái)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(chǔ)脂槽并填充有硅脂；所述移動(dòng)臺(tái)位于所述上滑板上方并與所述上滑板固定連接，所述移動(dòng)臺(tái)兩端分別鉸接一所述水平驅(qū)動(dòng)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(tái)的上方，以用于與所述工作臺(tái)配合實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)油缸和水平驅(qū)動(dòng)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(dòng)軌道和移動(dòng)小車，所述移動(dòng)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(dòng)小車安裝在所述移動(dòng)軌道上并且其能通過所述移動(dòng)臺(tái)頂起以上下運(yùn)動(dòng)。

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(dòng)油缸。

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

優(yōu)選地，每個(gè)所述水平驅(qū)動(dòng)油缸和豎向驅(qū)動(dòng)油缸上均裝有伺服控制閥，以用于控制液壓油的流量，每個(gè)所述水平驅(qū)動(dòng)油缸和豎向驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)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(dòng)下，試驗(yàn)平臺(tái)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(dòng)油缸，合理改善水平作動(dòng)器的重力分布，即使在水平驅(qū)動(dòng)油缸高速作動(dòng)時(shí)，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(tái)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(dòng)油缸；8-主工作臺(tái)；9-下滑板；10-聚四氟乙烯耐磨板；11-上滑板；12-移動(dòng)臺(tái)；13-上連接板；14-鉸接孔；15-水平驅(qū)動(dòng)油缸；16-預(yù)應(yīng)力棒；17-預(yù)埋鋼板；18-移動(dòng)軌道；19-移動(dòng)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(duì)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(gè)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?qǐng)D1-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(tái)、豎向驅(qū)動(dòng)油缸15、水平驅(qū)動(dòng)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(shí)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(duì)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(tái)空間和放置豎向驅(qū)動(dòng)油缸7。

參照?qǐng)D3，所述工作臺(tái)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(tái)8、下滑板9、聚四氟乙烯耐磨板10、上滑板11、移動(dòng)臺(tái)12以及上連接板13，其中所述主工作臺(tái)8位于豎向驅(qū)動(dòng)油缸7的上方；所述下滑板9位于主工作臺(tái)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(chǔ)脂槽并填充硅脂，該設(shè)計(jì)有利于減小相對(duì)滑動(dòng)過程中的摩擦力，同時(shí)聚四氟乙烯耐磨板10能夠承受較大的豎向載荷；所述移動(dòng)臺(tái)12位于所述上滑板11上方，并通過螺栓鎖緊，移動(dòng)臺(tái)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(dòng)油缸15鉸接；為了便于試驗(yàn)平臺(tái)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(dòng)軌道18及移動(dòng)小車19，所述移動(dòng)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(dòng)小車19安裝在所述移動(dòng)軌道18上并且其通過所述移動(dòng)臺(tái)12承接以上下移動(dòng)。

所述豎向驅(qū)動(dòng)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(tái)8下表面接觸；兩個(gè)所述水平驅(qū)動(dòng)油缸15一端分別與所述移動(dòng)臺(tái)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?qǐng)D4所示，為了保證高速試驗(yàn)過程中，水平驅(qū)動(dòng)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(dòng)油缸15，在配重塊23的重力作用下，水平驅(qū)動(dòng)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(dòng)油缸15與移動(dòng)臺(tái)12鉸接處隨著移動(dòng)臺(tái)12的運(yùn)動(dòng)會(huì)上下移動(dòng)，配重塊23能夠利用重力在導(dǎo)軌24上同步上下移動(dòng)，從而合理調(diào)節(jié)鋼絲繩21伸出長(zhǎng)度，使得承載鞍22可以平穩(wěn)的托起水平驅(qū)動(dòng)油缸，為了減小震動(dòng)，承載鞍22上面還可放置橡膠減震墊片25。

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

所述每個(gè)水平驅(qū)動(dòng)油缸15和豎向驅(qū)動(dòng)油缸7都裝有伺服控制閥26，以便控制液壓油的流量，每個(gè)油缸都裝有位移傳感器和力傳感器，以便實(shí)時(shí)監(jiān)控作動(dòng)器位移和受力，所述位移傳感器的運(yùn)動(dòng)方向與驅(qū)動(dòng)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(gè)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(dòng)油缸7、水平驅(qū)動(dòng)油缸15之間通過液壓管道32聯(lián)通。

當(dāng)所述豎向驅(qū)動(dòng)油缸7作動(dòng)時(shí)，會(huì)頂起整個(gè)工作臺(tái)，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(dòng)油缸15作動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)上的移動(dòng)臺(tái)12利用上滑動(dòng)板11和下滑動(dòng)板9之間的相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生位移，即可進(jìn)行剪切試驗(yàn)；與此同時(shí)，利用蓄能器組存儲(chǔ)的液壓能，短時(shí)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(dòng)油缸相連，水平驅(qū)動(dòng)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(dòng)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)。