專利名稱：一種混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑行業中的一種測試儀器，具體而言是一種混凝土或砂漿自動抗沖擊測試試驗儀，屬于機械裝置領域。
背景技術：
混凝土或砂漿的抗沖擊性能是指在反復沖擊荷載作用下，混凝土或砂漿吸收動能的能力，是衡量混凝土或砂漿力學性能的重要指標之一，同時也是進行混凝土工程設計及施工的一個重要參考依據。目前國際上比較通用的抗沖擊試驗方法主要有爆炸試驗、射彈試驗、卻貝擺錘沖擊試驗和落錘沖擊試驗，國內主要依據的是中國工程建設協會標準中推薦的“CECS13-2009纖維混凝土試驗方法”進行試驗檢測。該試驗方法采用的是落錘式沖擊試驗,其使用的沖擊設備主要由沖擊架、直徑63mm鋼質沖擊球、重量4kg_20kg沖擊落錘三部分組成的自制沖擊試驗儀，其中落錘高度為400mm-2000mm可調。現有的混凝土或砂漿落錘式沖擊試驗儀多依據“ CECS13-2009纖維混凝土試驗方法”中給出的試驗參數自行設計或采用如江蘇省水利科學研究所申請的混凝土抗沖擊測試儀，其有關技術內容在其專利中均有記載，名稱為“混凝土抗沖擊測試儀”(ZL200620070501.8)，其具體結構多由試件底座、立柱、落錘底座、落錘組成，通過手動把手或手提落錘自由落體沖擊試件的方法來測試混凝土或砂漿沖擊次數。上述方案存在的缺陷主要表現在:首先，通過手提落錘的方法無法保證每次落錘的高度完全符合“CECS13-2009纖維混凝土試驗方法”中要求的高度值；其次，一般混凝土或砂漿的抗沖擊次數均在200次以上，對于強度高的混凝土或砂漿試塊其抗沖擊次數甚至在1000次以上，且標準中指出該試驗離散型很大，其一組試驗的試件數為6個，因此，通過手動提起落錘或手動控制的方法操作極為費時費力。

發明內容
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本發明提供了一種混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀，解決了上述背景技術中的不足，該沖擊實驗儀結構簡單，使用方便，能夠自動控制重錘的起落，并且高度定位精確。實現本發明上述目的所采用的技術方案為:一種混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀，至少包括底座和支架，所述的支架由立柱和橫梁組成，立柱至少設有兩根且固定安裝于底座上，橫梁位于立柱的頂端，所述的底座上設有向上凸起的定位板，底座上設有固定于定位板之間的試樣座，所述的試樣座的內部為開口向上的中空的腔室，腔室內用于放置混凝土或砂漿試樣；試樣座的上方放置有重錘，重錘與試樣座之間設有硬質鋼球，重錘的頂部設有朝上凸起的呈三角狀的重錘柄；支架上設有重錘升放裝置以及控制系統，所述的重錘升放裝置包括吊鉤、配重桿、擋輪以及氣缸，氣缸固定安裝于橫梁上且氣缸的活塞桿朝向下方，活塞桿的運動方向與立柱平行，吊鉤安裝于活塞桿的底端，所述的吊鉤由相互閉攏的且鉸接在活塞桿底端的兩半鉤體組成，配重桿上設有一凸輪，凸輪鉸接在活塞桿的底端且位于兩半鉤體之間，配重桿通過凸輪安裝于活塞桿的底端并且能夠隨活塞桿一起上下運動，當配重桿的一端向上或向下旋轉時能帶動凸輪轉動，從而將兩半鉤體撐開；檔輪固定安裝于橫梁上且朝向下方，擋輪的底端位于配重桿的運動軌跡上；所述的控制系統包括PLC控制器、電磁閥及空氣換向閥，其中空氣換向閥與氣缸的氣管連接，用于調節氣缸上的活塞桿的運行方向；PLC控制器和電磁閥均與氣缸連接，用于控制氣缸上的活塞桿的行程大小以及運行方向。所述的試樣座的頂部設有硬質鋼球定位圈，用于限定硬質鋼球的位置。所述的擋輪由檔桿及位于檔桿底端的滾輪組成，檔桿通過螺桿及螺帽與橫梁連接，檔桿在橫梁上的位置可調節。所述的控制系統中還設有空氣調壓閥，空氣調壓閥與氣缸連接，用于控制氣缸上的活塞桿的運行速度。本發明提供的混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀與現有技術相比有以下優點，由于采用氣缸代替人工提升，節省了人力并且大大提高了測試效率；同時實驗儀中采用的重錘升放裝置能夠對重錘的高度進行精確調節，從而確保每次的有效沖擊高度相同，避免了手提落錘的高度 偏差；同時，底座上設有的定位板以及試樣座上設置的硬質鋼球定位圈能夠保證重錘每次都砸落在鋼球上，從而確保了測試的精確性。立柱上設置的擋輪在與配重桿相接觸時，由于滾輪的存在，將擋輪與配重桿之間滑動摩擦變成滾動摩擦，因此兩者之間的摩擦力極小，從而使配重桿的轉動不受到摩擦力的影響，轉動靈敏、快捷。將本發明中還采用了控制系統，能夠自動控制氣缸的行程大小、換向及運行速度，從而能夠實現自動化控制。


圖1為本發明所提供的自動抗沖擊實驗儀的整體結構示意圖；圖2為圖1的側視圖；圖3為底座的結構不意圖；圖4為試樣座的結構示意圖；圖5為吊鉤的結構示意圖；圖6為控制系統原理圖；圖7為空氣調壓閥及空氣換向閥的示意圖；圖中:1-底座,2_試樣座,3_硬質鋼球,4_重銀,5_重銀柄,6_吊鉤,7_立柱,8_活塞桿，9-擋輪,10-橫梁，11-氣缸,12-配重桿，13-定位板,14-硬質鋼球定位圈，15-半鉤體，16-凸輪，17-滾輪。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做詳細具體的說明。本發明提供的自動抗沖擊實驗儀的整體結構如圖1和圖2所示，包括底座1、試樣座2、支架、重錘4以及重錘升放裝置，其中底座I的結構如圖3所示，底座I上朝上凸起有定位板13,試樣座2被固定于定位板13之間。試樣座2位于底座I上且用于盛放試樣，試樣座2的結構如圖4所示，所述的試樣座2的內部為開口朝上的中空的腔室，混凝土及砂漿的試樣放置于試樣座內，試樣座2的頂部設有硬質鋼球定位圈14，用于限定硬質鋼球3的位置。所述的支架固定于底座I上，支架由兩根立柱7和位于立柱7頂部的橫梁10組成，重錘4位于試樣座2的上方，重錘4和試樣座2之間設有硬質鋼球3，所述的硬質鋼球3與硬質鋼球定位圈14相接觸，防止硬質鋼球3滾動。重錘4的頂部設有朝上凸起的呈三角狀的重錘柄5。所述的重錘升放裝置包括吊鉤6、配重桿12、擋輪9以及氣缸11，氣缸11固定安裝于橫梁10上且氣缸11的活塞桿8朝向下方，活塞桿8的運動方向與立柱7平行，吊鉤6固定連接于活塞桿8的底端，吊鉤6的結構如圖5所示，所述的吊鉤6由相互閉攏的且鉸接在活塞桿8底端的兩半鉤體15組成。配重桿12上設有一凸輪16，凸輪16鉸接在活塞桿8的底端且位于兩半鉤體15之間，配重桿12通過凸輪16安裝于活塞桿8的底端并且能夠隨活塞桿8 —起上下運動，當配重桿12的一端向上或向下旋轉時能帶動凸輪16轉動，從而將兩半鉤體15撐開。檔輪9由檔桿及位于檔桿底端的滾輪17組成，檔桿通過螺桿及螺帽與橫梁10連接，檔桿朝向下方，檔桿在 橫梁上的位置可調節。滾輪17位于配重桿12的運動軌跡上。支架上還設有控制系統，控制系統原理圖如圖6所示，所述的控制系統包括PLC控制器、電磁閥、空氣調壓閥及空氣換向閥，其中空氣換向閥與氣缸的氣管連接，用于調節氣缸上的活塞桿的運行方向；空氣調壓閥與氣缸連接，用于控制氣缸上的活塞桿的運行速度，如圖7所示。PLC控制器和電磁閥均與氣缸連接，氣缸上活塞桿的行程大小可根據所需沖擊高度，通過PLC控制器和電磁閥來進行設置。本發明所提供的自動抗沖擊實驗儀的工作原理如下:當需要檢測混凝土或者砂漿的抗沖擊強度時，首先將混凝土或砂漿的試樣放入于試樣座內，然后將硬質鋼球放在試樣的上方并且將硬質鋼球定位圈套在硬質鋼球上。接著啟動氣缸，PLC控制器以及空氣換向閥控制活塞桿向下運動，活塞桿的底端設有的吊鉤隨活塞桿向下運動，由于吊鉤上的半鉤體在自然狀態下呈收攏狀態，因此當吊鉤向下運動至與重錘柄接觸時，吊鉤上的兩個半鉤體會將重錘柄卡在其中。然后空氣換向閥和PLC控制器控制活塞桿向上運動，活塞桿帶動吊鉤及重錘向上運動，當向上運動至配重桿與檔桿接觸時，配重桿受到檔桿的阻力，其一端會朝下旋轉，此時配重桿會帶動凸輪一起旋轉，而凸輪位于兩半鉤體之間，當凸輪旋轉時，會將兩半鉤體撐開，此時重錘會從吊鉤中脫落，向下撞擊到硬質鋼球上。一次撞擊完成后，控制系統控制活塞桿繼續向下運動，以此循環，對混凝土或砂漿試樣的抗沖擊強度進行自動化測試，因此能夠大大的節省人力并提高測試的效率。同時，由于檔桿在橫梁上的位置可進行調節，因此能夠確保每次重錘的降落高度相同，從而保證測量結果的精確性。
權利要求
1.一種混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀，至少包括底座和支架，其特征在于:所述的支架由立柱和橫梁組成，立柱至少設有兩根且固定安裝于底座上，橫梁位于立柱的頂端，所述的底座上設有向上凸起的定位板，底座上設有固定于定位板之間的試樣座，所述的試樣座的內部為開口向上的中空的腔室，腔室內用于放置混凝土或砂漿試樣；試樣座的上方放置有重錘，重錘與試樣座之間設有硬質鋼球，重錘的頂部設有朝上凸起的呈三角狀的重錘柄；支架上設有重錘升放裝置以及控制系統，所述的重錘升放裝置包括吊鉤、配重桿、擋輪以及氣缸，氣缸固定安裝于橫梁上且氣缸的活塞桿朝向下方，活塞桿的運動方向與立柱平行，吊鉤安裝于活塞桿的底端，所述的吊鉤由相互閉攏的且鉸接在活塞桿底端的兩半鉤體組成，配重桿上設有一凸輪，凸輪鉸接在活塞桿的底端且位于兩半鉤體之間，配重桿通過凸輪安裝于活塞桿的底端并且能夠隨活塞桿一起上下運動，當配重桿的一端向上或向下旋轉時能帶動凸輪轉動，從而將兩半鉤體撐開；檔輪固定安裝于橫梁上且朝向下方，擋輪的底端位于配重桿的運動軌跡上；所述的控制系統包括PLC控制器、電磁閥及空氣換向閥，其中空氣換向閥與氣缸的氣管連接，用于調節氣缸上的活塞桿的運行方向；PLC控制器和電磁閥均與氣缸連接，用于控制氣缸上的活塞桿的行程大小以及運行方向。
2.根據權利要求1所述的混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀，其特征在于:所述的試樣座的頂部設有硬質鋼球定位圈，用于限定硬質鋼球的位置。
3.根據權利要求1所述的混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀，其特征在于:所述的擋輪由檔桿及位于檔桿底端的滾輪組成，檔桿通過螺桿及螺帽與橫梁連接，檔桿在橫梁上的位置可調節。
4.根據權利要求1所述的混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀，其特征在于:所述的控制系統中還設有空氣調壓閥，空氣調壓閥與氣缸連接，用于控制氣缸上的活塞桿的運行速度。
全文摘要
本發明提供了一種混凝土及砂漿用自動抗沖擊實驗儀，至少包括底座和支架，所述的底座上設有向上凸起的定位板，底座上設有固定于定位板之間的試樣座，所述的試樣座的內部為開口向上的中空的腔室，腔室內用于放置混凝土或砂漿試樣；支架上設有重錘升放裝置以及控制系統，所述的控制系統包括PLC控制器、電磁閥及空氣換向閥，其中空氣換向閥與氣缸的氣管連接，用于調節氣缸上的活塞桿的運行方向；PLC控制器和電磁閥均與氣缸連接，用于控制氣缸上的活塞桿的行程大小。本發明提供的自動抗沖擊實驗儀結構簡單，使用方便，能夠自動控制重錘的起落，高度定位精確，同時極大的節省了人力并提高了效率。
文檔編號G01N3/34GK103234845SQ20131014711
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者周曉陽, 田毅 申請人:武漢源錦建材科技有限公司