[发明专利]一种用于混凝土的电磁式自动冲击试验仪

说明书

技术领域

   本发明涉及土木工程实验设备领域，具体是一种电磁式混凝土抗冲击实验机构。

背景技术

混凝土抗冲击性能评价是混凝土耐久性及抗裂性的重要指标，它是通过一定高度的反复冲击混凝土试块，使混凝土试块吸收动能进而导致混凝土试块的破坏。该指标的检测主要采用 “CECS13-2009 纤维混凝土试验方法”，一般情况下采用直径150mm、厚度为6mm±3mm的圆饼试件。落锤重量为4kg~20kg，落锤高度为400mm~2000mm，冲击球直径63mm。

目前的混凝土冲击试验仪主要由底座、支架、钢球、重锤及重锤升降装置组成。其主要有以下几个类型：

（1）通过手动把手或手提落锤自由落体冲击的方式；

（2）以气缸或液压油缸提供动力来实现重锤的提升及下落，实现了抗冲击试验的自动化操作；

（3）以电机和钢丝绳带动落锤直接冲击混凝土试件；

但是上述混凝土冲击试验机还存在许多不足。主要为：

（1）通过手动把手或手提落锤自由落体冲击的方式不能保证每次冲击高度的一致性，需要人工手动进行提升，其过程极为费时费力。

（2）以液压系统或气缸为提升装在很大程度上提高了重锤上升及下落过程的稳定性，但是其冲击过程周期太长。

（3）以吊绳6提升落锤的冲击装置其提升过程容易受吊绳6的影响，从而影响其下落高度的一致性,落锤在下落过程中与导向杆之间存在摩擦力的影响进而影响冲击速度。

（4）底部钢球固定造成试件废料清理比较麻烦，容易耽误时间及引起废料清理不彻底。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，冲击快速，冲击精度高、无需人工配属的全自动冲击试验机构。

实现本发明目的的技术方案是：

一种混凝土用的电磁式自动冲击试验仪，包括架体和分别固定在架体上的自动升降系统、冲击系统、混凝土定位快速除渣系统和综合控制系统，自动升降系统与与冲击系统连接，冲动系统与混凝土定位快速除渣系统连接，综合控制系统分别与自动升降系统、冲击系统连接。

所述架体包括底板、设置在底板上的立柱和设置在立柱上方的顶板，用于固定设备的各子系统并保证其子系统的稳定性。

所述自动升降系统包括减速电机、电机座、电机卷轴、卷轴筒及吊绳，减速电机通过电机座固定于顶板上，带动其前端卷轴及卷轴上的套筒，吊绳一端与卷轴连接，另一端穿过冲击系统的定位斗笠，与冲击系统的电磁铁连接，为电磁铁的升、降提供动力，并通过减速电机减小电磁铁的惯性力。

所述冲击系统包括定位斗笠、延时触碰换相开关及计数器、电磁铁、落球、传动装置，定位斗笠通过螺栓固定于立柱上，并通过调整螺栓定位的高度来确定冲击高度，定位斗笠上方为缓冲触碰开关及接触式计数器，用于减缓电磁铁在上升过程中的惯性力，同时记录电磁铁的冲击次数，落球设置在传动装置上方，传动装置下方与混凝土试块接触，电磁铁位于吊绳下方，其下方为大圆、小圆及其公切线组成的轮廓边缘旋转切除而成。当电磁铁下降时其下部曲面与落球接触，并使落球向定电磁铁的中心移动，直至电磁铁下部曲面与落球球面重合，电磁铁上升时，其顶部的锥面与上方定位斗笠的锥面重合，定位斗笠的锥面顶端、传动装置半球面的顶点在同一竖直轴线内。

所述传动装置为直径为160mm的圆饼状，圆饼厚度为20mm，其侧面光滑，下表面为半球体，半球体的直径为63mm，在传动装置上表面的边缘10mm处向圆饼中心处有一定角度的倾角，且到其中心区域倾角逐渐过渡到水平。

所述混凝土定位快速除渣系统包括混凝土试块定位板和凸耳，混凝土试块定位板通过螺栓固定在立柱上，定位板可以沿立柱方向上下移动，定位板上设置有四块凸耳，凸耳结构的上部厚度比结构的下部厚度要大，其厚度增加部分的下表面与传动装置接触，其作用是用于固定传动装置，并使荷载有效的传递到混凝土试件的中心部位。

所述综合控制系统包括支撑板和控制器，控制器通过支撑板固定于立杆上，其作用主要是接收触碰开关的接触信息并记录与显示电磁铁的冲击次数；控制电机在上升与下降过程的加速与减速，缓和电磁铁的惯性力对定位斗笠的冲击；收集电磁铁的上升与下降的高度信息以控制电磁铁的通电与放电；通过冲击高度、冲击次数及落球质量计算混凝土试件所承受的冲击能量。

本发明的有益效果是：

1、并非使用电机或液压缸直接带动重锤的升放，而是使用减速电机带动电磁铁来控制落球提升与释放的方式完成冲击循环；