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一種負載沖擊實驗系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種負載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體在受到拉力負載情況下的抗沖擊能力，包括：頂梁；底座；立柱，其設置在頂梁和底座之間，用于支撐頂梁和底座；懸吊裝置，其設置在頂梁上，用于固定桿狀連接體的一端；張拉預緊裝置，其設置在底座上，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)明進行負載沖擊實驗，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合應力情況下承受沖擊能力，給現(xiàn)場施工提供真實準確的參考數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種負載沖擊實驗系統(tǒng)及其使用方法

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

【背景技術】
[0002]負載沖擊實驗系統(tǒng)是國內外全新實驗方法，同時符合礦井現(xiàn)場沖擊產品實驗性倉泛。
[0003]負載沖擊實驗系統(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產品(桿體試驗品)在受到沖擊載荷時，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噸預緊力或巷道支護的巖石壓力。在實際應用中受負載的錨桿或錨索抗沖擊力遠遠小于空載錨桿或錨索的抗沖擊能力。導致實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)場應用不符合，現(xiàn)急需改進實驗系統(tǒng)，使得實驗系統(tǒng)符合現(xiàn)場應用。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提出一種負載沖擊實驗系統(tǒng)及其使用方法，用于測試桿狀連接體在受到拉力負載情況下的抗沖擊能力，解決現(xiàn)有技術不能在桿狀連接體受到拉力負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緊裝置，用于對桿狀連接體施加預定拉力，將錨桿或錨索等桿狀連接體試驗試樣在未受沖擊時，施加預緊力，使得試樣受到與現(xiàn)場應用相同載荷(即錨桿或錨索先受到10-20噸預緊拉力)；這樣再測試這個受拉力負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)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種負載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體在受到拉力負載情況下的抗沖擊能力，包括:頂梁；底座；立柱，其設置在頂梁和底座之間，用于支撐頂梁和底座；懸吊裝置，其設置在頂梁上，用于固定桿狀連接體的一端；張拉預緊裝置，其設置在底座上，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，張拉預緊裝置為具有中空腔結構液壓千斤頂，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構，錐形鎖緊裝置與液壓缸連接并且延伸到所述中空腔結構中，錐形鎖緊裝置包括允許桿狀連接體穿過的空腔；張拉預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，一端設置在彈簧座內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載。
[0012]在優(yōu)選的方案中，所述的負載沖擊實驗系統(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，承重托盤上設置有用于檢測受力大小的應變片或壓力傳感器。
[0014]在優(yōu)選的方案中，懸吊裝置上設置有用于檢測受力大小的應變片或拉力傳感器。
[0015]一種上述負載沖擊實驗系統(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緊裝置上；
[0017]2)將承重托盤設置在桿狀連接體并且鎖定承重托盤；
[0018]3)通過張拉預緊裝置向桿狀連接體提供拉力負載；
[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置有應變片，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變片轉化出的力學性質曲線分析桿狀連接體在復合應力情況下抗沖擊性。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:
[0024]通過本發(fā)明進行負載沖擊實驗，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合應力情況下承受沖擊能力，給現(xiàn)場施工提供真實準確的參考數(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)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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，對于本領域普通技術人員來講，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)明實施例的負載沖擊實驗系統(tǒng)的結構示意圖；
[0027]圖2為圖1所示張拉預緊裝置在松弛狀態(tài)下的示意圖；
[0028]圖3為圖2所示張拉預緊裝置在鎖緊狀態(tài)下的示意圖。
[0029]附圖標記說明:
[0030]頂梁101、立柱102、底座103、懸吊裝置104、張拉預緊裝置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]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、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?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(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)明保護的范圍。
[0032]參見圖1至圖3本實施例提供一種負載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體107在受到拉力負載情況下的抗沖擊能力，包括:頂梁101 ;底座103 ;立柱102，其設置在頂梁101和底座103之間，用于支撐頂梁101和底座103 ;懸吊裝置104，其設置在頂梁101上，用于固定桿狀連接體107的一端；張拉預緊裝置105，其設置在底座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受到拉力負載狀態(tài)下進行的，所以結果將更加符合實際，更為準確。優(yōu)選的，承重托盤108上設置有用于檢測受力大小的應變片或壓力傳感器；懸吊裝置上設置有用于檢測受力大小的應變片或拉力傳感器。可以通過應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，張拉預緊裝置105為具有中空腔結構液壓千斤頂，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形成中空腔結構，錐形鎖緊裝置203與液壓缸202連接并且延伸到中空腔結構中，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303，一端設置在彈簧座305內的推力彈簧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的內部錐形腔收縮，達到接支承座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緊裝置105 上；
[0040]2)將承重托盤108設置在桿狀連接體107并且鎖定承重托盤108 ；
[0041]3)通過張拉預緊裝置105向桿狀連接體107提供拉力負載；
[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上設置有應變片時，還包括如下步驟:
[0045]6)觀測懸吊裝置104和承重托盤108上的應變片轉化出的力學性質曲線分析桿狀連接體107在復合應力情況下抗沖擊性。
[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，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種負載沖擊實驗系統(tǒng)，用于測試桿狀連接體(107)在受到拉力負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)，其設置在頂梁(101)上，用于固定桿狀連接體(107)的一端；張拉預緊裝置(105)，其設置在底座(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)權利要求1所述的一種負載沖擊實驗系統(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)權利要求1所述的一種負載沖擊實驗系統(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)權利要求1所述的一種負載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，張拉預緊裝置(105)為具有中空腔結構液壓千斤頂，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)形成所述中空腔結構，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構中，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)提供拉力負載。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種負載沖擊實驗系統(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)，一端設置在彈簧座(305)內的推力彈簧(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)提供軸向拉力負載。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種負載沖擊實驗系統(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)權利要求1所述的一種負載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，承重托盤(108)上設置有用于檢測受力大小的應變片。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種負載沖擊實驗系統(tǒng)，其特征在于，懸吊裝置(104)上設置有用于檢測受力大小的應變片。
9.一種權利要求1-8中任一項所述的負載沖擊實驗系統(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緊裝置(105)上； 2)將承重托盤(108)設置在桿狀連接體(107)并且鎖定承重托盤(108)； 3)通過張拉預緊裝置(105)向桿狀連接體(107)提供拉力負載； 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)權利要求9所述的負載沖擊實驗系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在懸吊裝置(104)和承重托盤(108)上設置有應變片，還包括如下步驟: 6)觀測懸吊裝置(104)和承重托盤(108)上的應變片轉化出的力學性質曲線分析桿狀連接體(107)在復合應力情況下抗沖擊性。
【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有限公司