[发明专利]一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置

说明书

本发明提供了一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置，包括钢球，所述钢球底部紧贴设置有球座，所述球座的上表面为与所述钢球相契合的球面，所述球座的底部固定连接有端板，所述端板上方围绕所述钢球自下而上依次设置有下球槽和上球槽，所述钢球上方固定连接有套管，所述套管内与所述钢球相切设置有隔板，所述套管的截面形心位于所述球座的中心轴线上，所述上球槽、所述下球槽和锁紧螺母通过螺柱固定连接。本发明保证了加载轴压力时钢球可以在槽内万向转动，使钢球根据试验需要进行更换，并及时补充润滑剂。

技术领域

本发明涉及钢构件的轴压试验的技术领域，更具体地，涉及一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置。

背景技术

钢构件的轴压试验是钢结构基础研究中的重要试验类型之一。进行轴压试验，构件两端需要模拟铰接节点。目前常用的铰接模拟装置主要有单刀口铰、双刀口铰和万向球铰等三类装置。

单刀口铰可以实现构件绕单一方向自由转动，实现构件在一个方向上的铰接约束；双刀口铰可以实现构件绕正交两个方向自由转动，实现构件在正交两个方向的铰接约束。然而，不论是单刀口铰还是双刀口铰，其与理想的铰接状态还有较大的差距，理想的铰接允许结构绕任何方向自由转动。球铰装置可以实现构件绕各个方向自由转动，是一种理想球铰支座，但是上半球铰与下半球铰之间、球铰与构件之间采用接触传力，当构件处于失稳状态时，会存在安全隐患。

因此，现有技术中亟需一种既可以模拟万向球铰约束，又具有较高安全性的球铰模拟装置。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种能够准确实现构件轴心受压，且能有效模拟万向铰接形式，结构简单，操作便捷，安全可靠，可重复拆卸利用，适应多种截面构件的嵌入式球铰支座。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置，包括钢球，所述钢球底部紧贴设置有球座，所述球座的上表面为与所述钢球相契合的球面，所述球座的底部固定连接有端板，所述端板上方围绕所述钢球自下而上依次设置有下球槽和上球槽，所述钢球上方固定连接有套管，所述套管内与所述钢球相切设置有隔板，所述套管的截面形心位于所述球座的中心轴线上，所述上球槽、所述下球槽和锁紧螺母通过螺柱固定连接。

所述上球槽开口的直径小于所述钢球的直径。

所述套管与所述钢球采用焊接方式固定连接。

所述端板与所述球座采用焊接方式固定连接。

所述套管的截面形状为矩形、圆形、L形或C形中的一种。

所述上球槽和所述下球槽的内壁、以及所述球座的上表面均涂有润滑剂。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1.螺栓和锁紧螺母将上下球槽和端板紧固，保证了球槽和端板间不会发生平移和转动，可以使钢球根据试验需要进行更换，并及时补充润滑剂。

2.球槽开口处直径大于嵌入钢球的最大直径，避免了加载过程中钢球脱出。

3.球座底面为与钢球契合的内凹球面，使球座与球底部中心保持相切接触，保证试验用的杆件满足轴心受力状态。

4.上下球槽的内表面都为内凹球面，球槽与钢球留有一定间隙，且四部分球槽双轴对称分布，保证了加载轴压力时钢球可以在槽内万向转动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视结构示意图。

图3为球槽内去除钢球后的展开图。

图4为本发明的主视剖面结构示意图。

图5为上球槽的结构示意图。