[发明专利]一种机械式地锚疲劳特性的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械式地锚疲劳特性的测试装置，属于工程技术领域、测试技术领域。

背景技术

地锚在实际工作中所受到的载荷为往复交替载荷，仅通过目前单向拉伸试验所无法测得地锚的疲劳特性。需要一种可以模拟地锚在实际工作中的受力状态的疲劳特性试验装置；即可对地锚杆往复施加载荷，也就是交替施加较小的拉力（载荷下限）与施加较大的拉力（载荷上限），并反复进行的试验装置。

发明内容

一种机械式地锚疲劳特性的测试装置，往复载荷提供装置、固定装置、传感器、数据处理装置、传动装置和电机；所述地锚杆通过固定装置固定在往复载荷提供装置上，传感器用于检测地锚杆在测试过程中的受力状况；电机通过传动装置将动力传递给往复载荷提供装置；数据处理装置用于存储和处理由传感器检测到的数据；所述往复载荷提供装置可对地锚杆施加循环往复变化的载荷。

进一步，所述往复载荷提供装置包括框架，杠杆、拉杆组合、滚轮、凸轮箱；所述杠杆的一端铰接在框架底端上，另一端与拉杆组合相连；所述拉杆组合的另一端固定框架的顶端；所述拉杆组合的另一端固定框架的顶端；所述拉杆组合由上拉杆和下拉杆两部分组成，两部分通过轴连接，滚轮固定上、下拉杆的连接位置上，滚轮固定在拉杆组合中间的铰接位置，凸轮箱可驱动所述滚轮在水平位置上左右移动；进而改变拉杆组合施加在所述杠杆上的载荷。

进一步，所述凸轮箱包括：凸轮箱螺旋机构、凸轮和飞轮、支架和离合器；所述凸轮飞轮和离合器均设置在支架上；所述支架设置在所述框架上；所述凸轮箱螺旋机构用于调整凸轮箱与所述框架之间在水平方向上的相对位置；所述飞轮经离合器带动凸轮转动。

进一步，所述框架包括：底座、侧壁和顶面；底座和顶面分别设置在侧壁的两端；所述杠杆铰接在底座上，所述拉杆组合的一端固定在顶面上。

进一步，所述凸轮与所述滚轮相接触，并且滚轮在凸轮的推动下可在水平方向左右移动。

进一步，所述拉杆组合通过拉杆组合螺旋机构固定在所述顶面上，并通过所述拉杆组合螺旋机构对拉杆组合施加一个预载荷。

进一步，所述拉杆组合在所述顶面上的固定位置可调。

本发明中所公开的地锚疲劳特性的测试装置通过机械方式——通过凸轮机构与拉杆组合，使电机在单一方向运行时实现载荷的循环加载。具体为当电机通过传动装置带动凸轮箱上的飞轮转动，再经离合器带动凸轮旋转；凸轮的旋转推动设置在拉杆组合上的滚轮，使滚轮左右摆动，随着滚轮的摆动，拉杆组合作用在杠杆上的载荷；也就是作用在地锚杆上的载荷也随之往复变化。载荷的变化幅度可通过拉杆组合的初始位置、凸轮箱的初始水平位置以及凸轮的大小、形状来调整。

附图说明

图1为机械式地锚疲劳特性的测试装置结构示意图；

图2为凸轮箱结构示意图；

图3为滚轮位于右极限位置时，凸轮箱与拉杆组合位置示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明中的机械式地锚疲劳特性的测试装置主要包括：框架1，杠杆2、拉杆组合3、滚轮4、凸轮箱5、传感器6、数据处理装置、传动装置和电机9。其中框架1包括底座11、侧壁12和顶板13，杠杆2的一端交接在底座11上，另一端与拉杆组合3相连。拉杆组合3的另一端通过拉杆组合螺旋机构33固定在顶板13上，并可通过调整拉杆组合螺旋机构33来调整拉杆组合3上的拉力。拉杆组合3由用轴连接在一起的上、下两个拉杆31、32组成，上、下两个拉杆31、32的连接处设置有滚轮4。

如图2所示，凸轮箱5包括，螺旋机构51、凸轮52、飞轮53、支架54和离合器；凸轮52、飞轮53和离合器均设置在支架54上；凸轮箱5通过支架54固定在框架1上；凸轮箱5与框架1之间的水平相对位置可通过设置在凸轮箱5一端的凸轮箱螺旋机构51来调整。传动装置将凸轮箱5中的飞轮53与电机9连接起来，电机9输出的动力通过传动装置传递给飞轮53，再经离合器带动凸轮52转动。凸轮52在转动过程中可推动滚轮4，使上、下拉杆31、32两者不再位于一条直线上，两者之间的夹角随滚轮4的往复运动而循环变化，拉杆组合3中的下拉杆32在滚轮4被凸轮52顶推而进行往复运动的过程中，对杠杆2施加往复载荷，杠杆被循环的提起或放下。传感器6设置在地锚杆7上，用于检测地锚杆7在测试过程中的受力情况；并将检测到的数据传递至数据处理装置中进行存储和分析、处理。