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一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體在受到拉力負(fù)載情況下的抗沖擊能力，包括：頂梁；底座；立柱，其設(shè)置在頂梁和底座之間，用于支撐頂梁和底座；懸吊裝置，其設(shè)置在頂梁上，用于固定桿狀連接體的一端；張拉預(yù)緊裝置，其設(shè)置在底座上，用于固定桿狀連接體的另一端，并且為桿狀連接體提供拉力負(fù)載；承重托盤，其用于為桿狀連接體提供著力點；重錘，其用于向承重托盤施加沖擊力。通過本發(fā)明進(jìn)行負(fù)載沖擊實驗，將更加符合現(xiàn)場使用實際規(guī)律，真實測試出桿狀連接體受到復(fù)合應(yīng)力情況下承受沖擊能力，給現(xiàn)場施工提供真實準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測試受到拉力負(fù)載的桿體或繩索體受到瞬間沖擊時的承載能力的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)是國內(nèi)外全新實驗方法，同時符合礦井現(xiàn)場沖擊產(chǎn)品實驗性倉泛。
[0003]負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)就是在原有沖擊實驗系統(tǒng)上加上加載設(shè)備，使得沖擊實驗符合現(xiàn)場實際。礦井現(xiàn)場的錨桿或錨索支護(hù)產(chǎn)品(桿體試驗品)在受到?jīng)_擊載荷時，并不是向現(xiàn)有沖擊實驗，錨桿或錨索等桿體試驗品是空載荷的(即不受到拉力載荷)，一般現(xiàn)場錨桿或錨索等桿體試驗品受有10-20噸預(yù)緊力或巷道支護(hù)的巖石壓力。在實際應(yīng)用中受負(fù)載的錨桿或錨索抗沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空載錨桿或錨索的抗沖擊能力。導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)場應(yīng)用不符合，現(xiàn)急需改進(jìn)實驗系統(tǒng)，使得實驗系統(tǒng)符合現(xiàn)場應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)及其使用方法，用于測試桿狀連接體在受到拉力負(fù)載情況下的抗沖擊能力，解決現(xiàn)有技術(shù)不能在桿狀連接體受到拉力負(fù)載情況下測試抗沖擊能力的問題。
[0005]本發(fā)明基本思想是:在重錘沖擊試驗機底座安裝張拉預(yù)緊裝置，用于對桿狀連接體施加預(yù)定拉力，將錨桿或錨索等桿狀連接體試驗試樣在未受沖擊時，施加預(yù)緊力，使得試樣受到與現(xiàn)場應(yīng)用相同載荷(即錨桿或錨索先受到10-20噸預(yù)緊拉力)；這樣再測試這個受拉力負(fù)載的錨桿或錨索等桿狀連接體試驗試樣所承受沖擊載荷，將更符合現(xiàn)場實際情況。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體在受到拉力負(fù)載情況下的抗沖擊能力，包括:頂梁；底座；立柱，其設(shè)置在頂梁和底座之間，用于支撐頂梁和底座；懸吊裝置，其設(shè)置在頂梁上，用于固定桿狀連接體的一端；張拉預(yù)緊裝置，其設(shè)置在底座上，用于固定桿狀連接體的另一端，并且為桿狀連接體提供拉力負(fù)載；承重托盤，其用于為桿狀連接體提供著力點；重錘，其用于向承重托盤施加沖擊力。
[0008]在優(yōu)選的方案中，頂梁、立柱和底座形成負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)框架；重錘依靠重力沿桿狀連接體的延伸方向向承重托盤施加沖擊力。
[0009]在優(yōu)選的方案中，桿狀連接體為錨桿、錨索、桿材或繩索。
[0010]在優(yōu)選的方案中，張拉預(yù)緊裝置為具有中空腔結(jié)構(gòu)液壓千斤頂，包括:液壓缸，錐形鎖緊裝置，連接支承座以及與連接支承座連接的壁部；連接支承座和壁部形成所述中空腔結(jié)構(gòu)，錐形鎖緊裝置與液壓缸連接并且延伸到所述中空腔結(jié)構(gòu)中，錐形鎖緊裝置包括允許桿狀連接體穿過的空腔；張拉預(yù)緊裝置在處于鎖緊狀態(tài)時，握持桿狀連接體，并且向桿狀連接體提供拉力負(fù)載。
[0011]在優(yōu)選的方案中，錐形鎖緊裝置包括:彈簧座，與彈簧座連接的連接外套，一端設(shè)置在彈簧座內(nèi)的推力彈簧以及與推力彈簧另一端連接的錐形夾片；推力彈簧在松弛狀態(tài)下推動錐形夾片，錐形夾片卡在連接外套上，同時向桿狀連接體提供軸向拉力負(fù)載。
[0012]在優(yōu)選的方案中，所述的負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)還包括與壁部連接的活塞，液壓缸包括第一液壓腔和第二液壓腔，第一液壓腔和第二液壓腔能夠使活塞向相反的兩個方向來回運動。
[0013]在優(yōu)選的方案中，承重托盤上設(shè)置有用于檢測受力大小的應(yīng)變片或壓力傳感器。
[0014]在優(yōu)選的方案中，懸吊裝置上設(shè)置有用于檢測受力大小的應(yīng)變片或拉力傳感器。
[0015]一種上述負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟:
[0016]I)將桿狀連接體一端固定在懸吊裝置上，另一端固定在張拉預(yù)緊裝置上；
[0017]2)將承重托盤設(shè)置在桿狀連接體并且鎖定承重托盤；
[0018]3)通過張拉預(yù)緊裝置向桿狀連接體提供拉力負(fù)載；
[0019]4)釋放重錘，使重錘落在承重托盤上向承重托盤施加沖擊力；
[0020]5)檢測桿狀連接體的狀態(tài)。
[0021]在優(yōu)選方案中，在懸吊裝置和承重托盤上設(shè)置有應(yīng)變片，在步驟5后執(zhí)行步驟6:
[0022]6)觀測懸吊裝置和承重托盤上的應(yīng)變片轉(zhuǎn)化出的力學(xué)性質(zhì)曲線分析桿狀連接體在復(fù)合應(yīng)力情況下抗沖擊性。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:
[0024]通過本發(fā)明進(jìn)行負(fù)載沖擊實驗，將更加符合現(xiàn)場使用實際規(guī)律，真實測試出桿狀連接體受到復(fù)合應(yīng)力情況下承受沖擊能力，給現(xiàn)場施工提供真實準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實施例的負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1所示張拉預(yù)緊裝置在松弛狀態(tài)下的示意圖；
[0028]圖3為圖2所示張拉預(yù)緊裝置在鎖緊狀態(tài)下的示意圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明:
[0030]頂梁101、立柱102、底座103、懸吊裝置104、張拉預(yù)緊裝置105、重錘106、桿狀連接體107、承重托盤108、連接支承座201、液壓缸202、錐形鎖緊裝置203、壁部204、錐形夾片301、推力彈簧302、連接外套303、活塞304、彈簧座305、第一液壓腔306和第二液壓腔307。

【具體實施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]參見圖1至圖3本實施例提供一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體107在受到拉力負(fù)載情況下的抗沖擊能力，包括:頂梁101 ;底座103 ;立柱102，其設(shè)置在頂梁101和底座103之間，用于支撐頂梁101和底座103 ;懸吊裝置104，其設(shè)置在頂梁101上，用于固定桿狀連接體107的一端；張拉預(yù)緊裝置105，其設(shè)置在底座103上，用于固定桿狀連接體107的另一端，并且為桿狀連接體107提供拉力負(fù)載；承重托盤108，其用于為桿狀連接體107提供著力點；重錘106，其用于向承重托盤108施加沖擊力。優(yōu)選的，桿狀連接體107為錨桿、錨索、桿材或繩索。
[0033]可以通過改變重錘106的重量或相對承重托盤108的高度來改變沖擊力大小。通過判斷桿狀連接體107是否破損、斷裂等狀態(tài)來檢驗桿狀連接體107的沖擊力承受能力，由于這種檢驗是在桿狀連接體107受到拉力負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行的，所以結(jié)果將更加符合實際，更為準(zhǔn)確。優(yōu)選的，承重托盤108上設(shè)置有用于檢測受力大小的應(yīng)變片或壓力傳感器；懸吊裝置上設(shè)置有用于檢測受力大小的應(yīng)變片或拉力傳感器。可以通過應(yīng)變片形變測量來檢驗桿狀連接體107受力情況和沖擊情況。
[0034]優(yōu)選的，頂梁101、立柱102和底座103形成負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)框架；重錘106依靠重力沿桿狀連接體107的延伸方向向承重托盤108施加沖擊力。
[0035]優(yōu)選的，張拉預(yù)緊裝置105為具有中空腔結(jié)構(gòu)液壓千斤頂，包括:液壓缸202，錐形鎖緊裝置203，連接支承座201以及與連接支承座201連接的壁部204 ;連接支承座201和壁部204形成中空腔結(jié)構(gòu)，錐形鎖緊裝置203與液壓缸202連接并且延伸到中空腔結(jié)構(gòu)中，錐形鎖緊裝置203包括允許桿狀連接體107穿過的空腔；張拉預(yù)緊裝置105在處于鎖緊狀態(tài)時，握持桿狀連接體107，并且向桿狀連接體107提供拉力負(fù)載。
[0036]具體的，錐形鎖緊裝置203包括:彈簧座305，與彈簧座305連接的連接外套303，一端設(shè)置在彈簧座305內(nèi)的推力彈簧302以及與推力彈簧302另一端連接的錐形夾片301 ；推力彈簧302在松弛狀態(tài)下推動錐形夾片301，錐形夾片301卡在連接外套303上，同時向桿狀連接體107提供軸向拉力負(fù)載。在松弛狀態(tài)下，連接支承座201上包括的凸起頂住錐形夾片301，使推力彈簧302壓縮，錐形夾片301與連接外套303分離，同時松開桿狀連接體107。桿狀連接體107通過彈簧302推力和液壓缸202拉力共同作用錐形夾片301鎖緊握持，拉力負(fù)載的大小可以由液壓缸202的第二液壓腔307液壓力來決定。
[0037]優(yōu)選的，本實施例還包括與壁部204連接的活塞304，液壓缸202包括第一液壓腔306和第二液壓腔307，第一液壓腔306和第二液壓腔307能夠使活塞304向相反的兩個方向來回運動。向第一液壓腔306注入壓力時，彈簧座305和液壓缸202上升，連接支承座201與底座103連接固定不動(活塞304也固定不動)，同時連接支承座201上的凸起壓緊推動錐形夾片301收縮，錐形夾片301推動彈簧302并沿連接外套303的內(nèi)部錐形腔收縮，達(dá)到接支承座201上的凸起推力作用錐形夾片301松開桿狀連接體107的效果；向第二液壓腔307注入壓力時，彈簧座305和液壓缸202下降，帶動彈簧座305和錐形鎖緊裝置203逐漸遠(yuǎn)離連接支承座201，使連接支承座201上的凸起和錐形夾片301分開，達(dá)到彈簧302推力和液壓缸202拉力共同作用錐形夾片301夾緊握持桿狀連接體107的效果。
[0038]本發(fā)明實施例還提供一種上述負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟:
[0039]I)將桿狀連接體107 —端固定在懸吊裝置104上，另一端固定在張拉預(yù)緊裝置105 上；
[0040]2)將承重托盤108設(shè)置在桿狀連接體107并且鎖定承重托盤108 ；
[0041]3)通過張拉預(yù)緊裝置105向桿狀連接體107提供拉力負(fù)載；
[0042]4)釋放重錘106，使重錘106落在承重托盤108上向承重托盤108施加沖擊力；
[0043]5)檢測桿狀連接體107的狀態(tài)。
[0044]在懸吊裝置104和承重托盤108上設(shè)置有應(yīng)變片時，還包括如下步驟:
[0045]6)觀測懸吊裝置104和承重托盤108上的應(yīng)變片轉(zhuǎn)化出的力學(xué)性質(zhì)曲線分析桿狀連接體107在復(fù)合應(yīng)力情況下抗沖擊性。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體(107)在受到拉力負(fù)載情況下的抗沖擊能力，其特征在于，包括:頂梁(101);底座(103);立柱(102)，其設(shè)置在頂梁(101)和底座(103)之間，用于支撐頂梁(101)和底座(103);懸吊裝置(104)，其設(shè)置在頂梁(101)上，用于固定桿狀連接體(107)的一端；張拉預(yù)緊裝置(105)，其設(shè)置在底座(103)上，用于固定桿狀連接體(107)的另一端，并且為桿狀連接體(107)提供拉力負(fù)載；承重托盤(108)，其用于為桿狀連接體(107)提供著力點；重錘(106)，其用于向承重托盤(108)施加沖擊力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，頂梁(101)、立柱(102)和底座(103)形成負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)框架；重錘(106)依靠重力沿桿狀連接體(107)的延伸方向向承重托盤(108)施加沖擊力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，桿狀連接體(107)為錨桿、錨索、桿材或繩索。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，張拉預(yù)緊裝置(105)為具有中空腔結(jié)構(gòu)液壓千斤頂，包括:液壓缸(202)，錐形鎖緊裝置(203)，連接支承座(201)以及與連接支承座(201)連接的壁部(204);連接支承座(201)和壁部(204)形成所述中空腔結(jié)構(gòu)，錐形鎖緊裝置(203)與液壓缸(202)連接并且延伸到所述中空腔結(jié)構(gòu)中，錐形鎖緊裝置(203)包括允許桿狀連接體(107)穿過的空腔；張拉預(yù)緊裝置(105)在處于鎖緊狀態(tài)時，握持桿狀連接體(107)，并且向桿狀連接體(107)提供拉力負(fù)載。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，錐形鎖緊裝置(203)包括:彈簧座(305)，與彈簧座(305)連接的連接外套(303)，一端設(shè)置在彈簧座(305)內(nèi)的推力彈簧(302)以及與推力彈簧(302)另一端連接的錐形夾片(301);推力彈簧(302)在松弛狀態(tài)下推動錐形夾片(301)，錐形夾片(301)卡在連接外套(303)上，同時向桿狀連接體(107)提供軸向拉力負(fù)載。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，還包括與壁部(204)連接的活塞(304)，液壓缸(202)包括第一液壓腔(306)和第二液壓腔(307)，第一液壓腔(306)和第二液壓腔(307)能夠使活塞(304)向相反的兩個方向來回運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，承重托盤(108)上設(shè)置有用于檢測受力大小的應(yīng)變片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，懸吊裝置(104)上設(shè)置有用于檢測受力大小的應(yīng)變片。
9.一種權(quán)利要求1-8中任一項所述的負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將桿狀連接體(107)—端固定在懸吊裝置(104)上，另一端固定在張拉預(yù)緊裝置(105)上； 2)將承重托盤(108)設(shè)置在桿狀連接體(107)并且鎖定承重托盤(108)； 3)通過張拉預(yù)緊裝置(105)向桿狀連接體(107)提供拉力負(fù)載； 4)釋放重錘(106)，使重錘(106)落在承重托盤(108)上向承重托盤(108)施加沖擊力； 5)檢測桿狀連接體(107)的狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的負(fù)載沖擊實驗系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在懸吊裝置(104)和承重托盤(108)上設(shè)置有應(yīng)變片，還包括如下步驟: 6)觀測懸吊裝置(104)和承重托盤(108)上的應(yīng)變片轉(zhuǎn)化出的力學(xué)性質(zhì)曲線分析桿狀連接體(107)在復(fù)合應(yīng)力情況下抗沖擊性。
【文檔編號】G01M7/08GK104236837SQ201410424421
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】黃自偉, 韓雪峰, 林超, 蓋磊, 張麗麗 申請人:尤洛卡（山東）深部地壓防治安全技術(shù)有限公司