一種用于混凝土的電磁式自動(dòng)沖擊試驗(yàn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種電磁式混凝土抗沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土抗沖擊性能評(píng)價(jià)是混凝土耐久性及抗裂性的重要指標(biāo)，它是通過一定高度的反復(fù)沖擊混凝土試塊，使混凝土試塊吸收動(dòng)能進(jìn)而導(dǎo)致混凝土試塊的破壞。該指標(biāo)的檢測(cè)主要采用“CECS13-2009纖維混凝土試驗(yàn)方法”，一般情況下采用直徑150_、厚度為6mm±3mm的圓餅試件。落錘重量為4kg~20kg，落錘高度為400mm~2000mm，沖擊球直徑63mm。
[0003]目前的混凝土沖擊試驗(yàn)儀主要由底座、支架、鋼球、重錘及重錘升降裝置組成。其主要有以下幾個(gè)類型:
(1)通過手動(dòng)把手或手提落錘自由落體沖擊的方式；
(2)以氣缸或液壓油缸提供動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)重錘的提升及下落，實(shí)現(xiàn)了抗沖擊試驗(yàn)的自動(dòng)化操作；
(3)以電機(jī)和鋼絲繩帶動(dòng)落錘直接沖擊混凝土試件；
但是上述混凝土沖擊試驗(yàn)機(jī)還存在許多不足。主要為:
(I)通過手動(dòng)把手或手提落錘自由落體沖擊的方式不能保證每次沖擊高度的一致性，需要人工手動(dòng)進(jìn)行提升，其過程極為費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0004](2)以液壓系統(tǒng)或氣缸為提升裝在很大程度上提高了重錘上升及下落過程的穩(wěn)定性，但是其沖擊過程周期太長。
[0005](3)以吊繩6提升落錘的沖擊裝置其提升過程容易受吊繩6的影響，從而影響其下落高度的一致性，落錘在下落過程中與導(dǎo)向桿之間存在摩擦力的影響進(jìn)而影響沖擊速度。
[0006](4)底部鋼球固定造成試件廢料清理比較麻煩，容易耽誤時(shí)間及引起廢料清理不徹底。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，沖擊快速，沖擊精度高、無需人工配屬的全自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)構(gòu)。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種混凝土用的電磁式自動(dòng)沖擊試驗(yàn)儀，包括架體和分別固定在架體上的自動(dòng)升降系統(tǒng)、沖擊系統(tǒng)、混凝土定位快速除渣系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)，自動(dòng)升降系統(tǒng)與與沖擊系統(tǒng)連接，沖動(dòng)系統(tǒng)與混凝土定位快速除渣系統(tǒng)連接，綜合控制系統(tǒng)分別與自動(dòng)升降系統(tǒng)、沖擊系統(tǒng)連接。
[0009]所述架體包括底板、設(shè)置在底板上的立柱和設(shè)置在立柱上方的頂板，用于固定設(shè)備的各子系統(tǒng)并保證其子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0010]所述自動(dòng)升降系統(tǒng)包括減速電機(jī)、電機(jī)座、電機(jī)卷軸、卷軸筒及吊繩，減速電機(jī)通過電機(jī)座固定于頂板上，帶動(dòng)其前端卷軸及卷軸上的套筒，吊繩一端與卷軸連接，另一端穿過沖擊系統(tǒng)的定位斗笠，與沖擊系統(tǒng)的電磁鐵連接，為電磁鐵的升、降提供動(dòng)力，并通過減速電機(jī)減小電磁鐵的慣性力。
[0011]所述沖擊系統(tǒng)包括定位斗笠、延時(shí)觸碰換相開關(guān)及計(jì)數(shù)器、電磁鐵、落球、傳動(dòng)裝置，定位斗笠通過螺栓固定于立柱上，并通過調(diào)整螺栓定位的高度來確定沖擊高度，定位斗笠上方為緩沖觸碰開關(guān)及接觸式計(jì)數(shù)器，用于減緩電磁鐵在上升過程中的慣性力，同時(shí)記錄電磁鐵的沖擊次數(shù)，落球設(shè)置在傳動(dòng)裝置上方，傳動(dòng)裝置下方與混凝土試塊接觸，電磁鐵位于吊繩下方，其下方為大圓、小圓及其公切線組成的輪廓邊緣旋轉(zhuǎn)切除而成。當(dāng)電磁鐵下降時(shí)其下部曲面與落球接觸，并使落球向定電磁鐵的中心移動(dòng)，直至電磁鐵下部曲面與落球球面重合，電磁鐵上升時(shí)，其頂部的錐面與上方定位斗笠的錐面重合，定位斗笠的錐面頂端、傳動(dòng)裝置半球面的頂點(diǎn)在同一豎直軸線內(nèi)。
[0012]所述傳動(dòng)裝置為直徑為160mm的圓餅狀，圓餅厚度為20mm，其側(cè)面光滑，下表面為半球體，半球體的直徑為63mm，在傳動(dòng)裝置上表面的邊緣1mm處向圓餅中心處有一定角度的傾角，且到其中心區(qū)域傾角逐漸過渡到水平。
[0013]所述混凝土定位快速除渣系統(tǒng)包括混凝土試塊定位板和凸耳，混凝土試塊定位板通過螺栓固定在立柱上，定位板可以沿立柱方向上下移動(dòng)，定位板上設(shè)置有四塊凸耳，凸耳結(jié)構(gòu)的上部厚度比結(jié)構(gòu)的下部厚度要大，其厚度增加部分的下表面與傳動(dòng)裝置接觸，其作用是用于固定傳動(dòng)裝置，并使荷載有效的傳遞到混凝土試件的中心部位。
[0014]所述綜合控制系統(tǒng)包括支撐板和控制器，控制器通過支撐板固定于立桿上，其作用主要是接收觸碰開關(guān)的接觸信息并記錄與顯示電磁鐵的沖擊次數(shù)；控制電機(jī)在上升與下降過程的加速與減速，緩和電磁鐵的慣性力對(duì)定位斗笠的沖擊；收集電磁鐵的上升與下降的高度信息以控制電磁鐵的通電與放電；通過沖擊高度、沖擊次數(shù)及落球質(zhì)量計(jì)算混凝土試件所承受的沖擊能量。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
1、并非使用電機(jī)或液壓缸直接帶動(dòng)重錘的升放，而是使用減速電機(jī)帶動(dòng)電磁鐵來控制落球提升與釋放的方式完成沖擊循環(huán)；
2、通過控制電磁鐵的通電與放電實(shí)現(xiàn)了抗沖擊試驗(yàn)的自動(dòng)化操作，增設(shè)了電磁鐵定位斗笠，進(jìn)一步提高了落球定位高度的準(zhǔn)確性及下落過程的穩(wěn)定性；
3、通過綜合控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制與計(jì)算，其操作方便、快速，提高了混凝土沖擊試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試速度；
4、通過可升降的底座定位系統(tǒng)輔助除渣，使得試件廢料的清理變得簡單快速；
綜上所述，本發(fā)明電磁式自動(dòng)沖擊試驗(yàn)儀，通過其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使電機(jī)的沖擊過程中沖擊錘結(jié)構(gòu)更為簡單，其落錘質(zhì)量更容易控制；在下落過程中避免了導(dǎo)軌與落球之間的摩擦力；避免鋼絲繩纏繞及落錘的慣性力導(dǎo)致其下落高度不統(tǒng)一，進(jìn)而導(dǎo)致沖擊能量受到影響；使得混凝土的廢渣清理更加簡便、徹底；無需人工配屬。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為電磁式自動(dòng)沖擊試驗(yàn)儀底座及傳動(dòng)裝置剖面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖及技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，一種混凝土用的電磁式自動(dòng)沖擊試驗(yàn)儀，包括架體結(jié)構(gòu)、自動(dòng)升降系統(tǒng)、沖擊系統(tǒng)、混凝土定位快速除渣系統(tǒng)及綜合控制系統(tǒng)構(gòu)成。
[0020]架體結(jié)構(gòu):架體結(jié)構(gòu)是沖擊裝置的主框架，用于固定設(shè)備的各子系統(tǒng)并保證其子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。主要包括頂板12、底板15及立桿13。其特點(diǎn)是立柱13位于底板15上，頂板12位于立柱13上方。
[0021]自動(dòng)升降系統(tǒng):自動(dòng)升降系統(tǒng)主要包括減速電機(jī)11、電機(jī)座19、電機(jī)卷軸10、卷軸筒8及吊繩6。其主要作用是為電磁鐵的提升與降落提供動(dòng)力，并通過減速電機(jī)減小電磁鐵的慣性力。減速電機(jī)11通過電機(jī)座19固定于頂板上帶動(dòng)其前端卷軸10及卷軸上的套筒8來控制鋼絲繩對(duì)電磁鐵的提升與下降。
[0022]沖擊系統(tǒng):沖擊系統(tǒng)包括定位斗笠7、延時(shí)觸碰換相開關(guān)及計(jì)數(shù)器9、電磁鐵5、落球4、傳動(dòng)裝置2。傳動(dòng)裝置2下方與混凝土試塊I接觸。傳動(dòng)裝置2是“CECS13-2009纖維混凝土試驗(yàn)方法”中介紹的方法中傳動(dòng)球的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)裝置2由直徑為160mm的圓餅形狀，圓餅的厚度為20mm，其側(cè)表面足夠光滑，其下表面為半球體，半球體的直徑為63mm。沖擊裝置2上表面的邊緣1mm處向圓餅中心處有一定角度的傾角，且到其中心區(qū)域傾角逐漸過渡到水平。其詳細(xì)結(jié)構(gòu)見附圖2。
[0023]電磁鐵5位于吊繩6下方，其下方為大圓、小圓及其公切線組成的輪廓邊緣旋轉(zhuǎn)切除而成。當(dāng)電磁鐵5下降時(shí)其下部曲面與落球4接觸，并使落球4向定電磁鐵的中心移動(dòng)，直至電磁鐵下部曲面與落球球面重合。電磁鐵5上升時(shí)，其頂部的錐面與上方定位斗笠7的錐面重合。定位斗笠7的錐面頂端、傳動(dòng)