抗弯和抗拔试验设备及抗弯和抗拔试验装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开一种抗弯和抗拔试验设备及抗弯和抗拔试验装置。抗弯和抗拔试验设备包括加载系统、控制系统、执行机构和检测系统，执行机构包括相连接的执行件和本体，加载系统能够驱动执行件相对本体运动，执行机构用于给待测试件施加载荷，检测系统至少能够检测待测试件上受到的载荷，检测系统与控制系统信号连接，控制系统与加载系统连接，控制系统至少用于根据检测系统检测到的载荷数据控制加载系统工作。本实用新型的抗弯和抗拔试验设备及抗弯和抗拔试验装置，减小了人工观测的误差，使得试验数据更加准确，自动化程度更高，控制更加精确，实现闭环控制，试验结果更加准确。

主设计要求

1.一种抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，包括加载系统、控制系统、执行机构和检测系统，所述执行机构包括相连接的执行件和本体，所述加载系统能够驱动所述执行件相对所述本体运动，所述执行机构用于给待测试件施加载荷，所述检测系统至少能够检测所述待测试件上受到的载荷，所述检测系统与所述控制系统信号连接，所述控制系统与所述加载系统连接，所述控制系统至少用于根据所述检测系统检测到的载荷数据控制所述加载系统工作。

设计方案

2.根据权利要求1所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述检测系统包括位移检测装置，所述执行件作用在待测试件上，所述位移检测装置用于检测所述执行件相对所述本体的位移。

3.根据权利要求1所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述检测系统包括载荷传感器，所述载荷传感器用于检测所述执行件作用在所述待测试件上的载荷。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，还包括管理平台，所述管理平台与所述控制系统连接，所述管理平台用于存储所述待测试件在抗弯和抗拔试验时的预设试验参数、存储抗弯和抗拔试验数据和上传试验数据，所述控制系统根据所述预设试验参数和所述检测系统检测到的载荷数据控制所述加载系统工作，抗弯和抗拔试验完成后，管理平台将检测结果存储并传输给与其信号连接的设备。

5.根据权利要求1-3任一项所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述加载系统为液压系统，所述检测系统包括压力监测装置，所述压力监测装置用于监测所述加载系统中油液的压力。

6.根据权利要求5所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述加载系统包括调压装置，所述调压装置用于调节所述执行件加载在所述待测试件上的载荷。

7.根据权利要求6所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述加载系统还包括换向装置，所述换向装置用于调节所述执行件的运动方向。

8.根据权利要求5所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述加载系统还包括单向导通元件。

9.根据权利要求5所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述加载系统还包括储油容器，所述储油容器上设置有液位观察结构，用于观察所述储油容器中油液的液位。

10.根据权利要求9所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述储油容器上设置有注油孔和\/或泄油孔，所述注油孔用于给所述储油容器中储油，所述泄油孔用于将所述储油容器中的油液释放。

11.根据权利要求9所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述抗弯和抗拔试验设备还包括行走机构，所述行走机构安装在所述储油容器的下方。

12.根据权利要求5所述的抗弯和抗拔试验设备，其特征在于，所述加载系统还包括过滤装置，所述过滤装置用于过滤所述液压系统的油液中杂质。

13.一种抗弯和抗拔试验装置，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的抗弯和抗拔试验设备。

14.根据权利要求13所述的抗弯和抗拔试验装置，其特征在于，所述抗弯和抗拔试验装置还包括抗弯辅助系统，所述抗弯辅助系统包括支撑架、移动件、拉力螺杆、支反梁、分配梁、立柱；所述支撑架由相对设置的两个横梁和两个纵梁连接形成框架结构，两个所述纵梁分别滑动安装有所述移动件，所述移动件用于放置所述待测试件，两个所述横梁上分别连接所述立柱，所述横梁和所述立柱之间设置所述拉力螺杆，两个所述支反梁设置在所述分配梁的两端，所述支反梁作用在所述待测试件上，所述执行件连接在所述分配梁上。

15.根据权利要求13所述的抗弯和抗拔试验装置，其特征在于，所述抗弯和抗拔试验装置还包括抗拔辅助系统，所述抗拔辅助系统包括螺母，所述待测试件上设置有螺杆，所述螺杆穿设在所述执行件上，且一端伸出所述执行件，并螺纹连接所述螺母。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及预制混凝土管片技术领域，尤其涉及一种抗弯和抗拔试验设备及抗弯和抗拔试验装置。

背景技术

随着高速、重载铁路和城市轨道交通的发展建设，隧道建设朝着大口径方向发展，直接导致制造隧道的预制混凝土衬砌管片朝着大口径、大厚度和大吨位方向发展。预制混凝土衬砌管片作为隧道的结构骨架和防水主体，其质量尤为重要。其中，预制混凝土衬砌管片的抗弯和抗拔参数是一个非常关键的技术参数。传统的预制混凝土衬砌管片的抗弯和抗拔试验，在试验过程中以手动操作为主，附加人工记载为辅，这种试验精度差，自动化程度低，人工观测记录试验数据容易造成误判、漏判，从而造成预制混凝土管片的抗弯和抗拔试验结果不准，进而造成质量隐患。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种抗弯和抗拔试验设备及抗弯和抗拔试验装置，以解决抗弯和抗拔试验自动化程度低以及试验结果不准造成的安全隐患。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种抗弯和抗拔试验设备，包括加载系统、控制系统、执行机构和检测系统，所述执行机构包括相连接的执行件和本体，所述加载系统能够驱动所述执行件相对所述本体运动，所述执行机构用于给待测试件施加载荷，所述检测系统至少能够检测所述待测试件上受到的载荷，所述检测系统与所述控制系统信号连接，所述控制系统与所述加载系统连接，所述控制系统至少用于根据所述检测系统检测到的载荷数据控制所述加载系统工作。

优选地，所述检测系统包括位移检测装置，所述执行件作用在待测试件上，所述位移检测装置用于检测所述执行件相对所述本体的位移。

优选地，所述检测系统包括载荷传感器，所述载荷传感器用于检测所述执行件作用在所述待测试件上的载荷。

优选地，还包括管理平台，所述管理平台与所述控制系统连接，所述管理平台用于存储所述待测试件在抗弯和抗拔试验时的预设试验参数、存储抗弯和抗拔试验数据和上传试验数据，所述控制系统根据所述预设试验参数和所述检测系统检测到的载荷数据控制所述加载系统工作，抗弯和抗拔试验完成后，管理平台将检测结果存储并传输给与其信号连接的设备。

优选地，所述加载系统为液压系统，所述检测系统包括压力监测装置，所述压力监测装置用于监测所述加载系统中油液的压力。

优选地，所述加载系统包括调压装置，所述调压装置用于调节所述执行件加载在所述待测试件上的载荷。

优选地，所述加载系统还包括换向装置，所述换向装置用于调节所述执行件的运动方向。

优选地，所述加载系统还包括单向导通元件。

优选地，所述加载系统还包括储油容器，所述储油容器上设置有液位观察结构，用于观察所述储油容器中油液的液位。

优选地，所述储油容器上设置有注油孔和\/或泄油孔，所述注油孔用于给所述储油容器中储油，所述泄油孔用于将所述储油容器中的油液释放。

优选地，所述抗弯和抗拔试验设备还包括行走机构，所述行走机构安装在所述储油容器的下方。

优选地，所述加载系统还包括过滤装置，所述过滤装置用于过滤所述液压系统的油液中杂质。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种抗弯和抗拔试验装置，包括上述的抗弯和抗拔试验设备。

优选地，所述抗弯和抗拔试验装置还包括抗弯辅助系统，所述抗弯辅助系统包括支撑架、移动件、拉力螺杆、支反梁、分配梁、立柱；所述支撑架由相对设置的两个横梁和两个纵梁连接形成框架结构，两个所述纵梁分别滑动安装有所述移动件，所述移动件用于放置所述待测试件，两个所述横梁上分别连接所述立柱，所述横梁和所述立柱之间设置所述拉力螺杆，两个所述支反梁设置在所述分配梁的两端，所述支反梁作用在所述待测试件上，所述执行件连接在所述分配梁上。

优选地，所述抗弯和抗拔试验装置还包括抗拔辅助系统，所述抗拔辅助系统包括螺母，所述待测试件上设置有螺杆，所述螺杆穿设在所述执行件上，且一端伸出所述执行件，并螺纹连接所述螺母。

本实用新型的抗弯和抗拔试验设备及抗弯和抗拔试验装置，通过所述检测系统检测所述待测试件上受到的载荷，减小了人工观测的误差，使得试验数据更加准确，自动化程度更高，且所述控制系统通过所述检测系统检测的载荷数据控制所述加载系统工作，控制更加精确，实现闭环控制，试验结果更加准确。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚。

图1是本实用新型具体实施方式中抗弯和抗拔试验设备的第一视角结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中抗弯和抗拔试验设备的第二视角结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中加载系统的原理图；

图4是本实用新型具体实施方式中抗弯辅助系统、执行机构、检测系统和待测试件组成的抗弯试验的第一视角结构示意图；

图5是图4的A-A向图；

图6是本实用新型具体实施方式中抗弯辅助系统、执行机构、检测系统和待测试件组成的抗弯试验的第二视角结构示意图；

图7是本实用新型具体实施方式中抗拔辅助系统、执行机构、检测系统和待测试件组成的抗拔试验的第一视角结构示意图；

图8是图7的B-B向图；

图9是本实用新型具体实施方式中检测系统和执行机构装配的结构示意图。

图10是图9的C-C向图。

图中：

1、加载系统；11、动力装置；12、调压装置；13、换向装置；14、单向导通元件；15、储油容器；151、液位观察结构；152、泄油孔；16、过滤装置；

2、执行机构；21、执行件；22、本体；

3、检测系统；31、载荷传感器；32、位移检测装置；33、压力监测装置；

4、待测试件；41、螺杆；

5、行走机构；

6、抗弯辅助系统；61、支撑架；611、横梁；612、纵梁；62、移动件；63、拉力螺杆；64、支反梁；65、分配梁；66、立柱；67、上横梁；

7、抗拔辅助系统；71、螺母；72、垫片；

8、防护罩。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1-图10所示，本实用新型提供一种抗弯和抗拔试验设备，其包括加载系统1、控制系统、执行机构2和检测系统3。

所述执行机构2包括相连接的执行件21和本体22，如图3所示，所述加载系统1能够驱动所述执行件21相对所述本体22运动，所述执行机构2用于给待测试件4施加载荷，所述待测试件4例如可以为不同规格的预制混凝土衬砌管片。

所述检测系统3至少能够检测所述待测试件4上受到的载荷，所述检测系统3与所述控制系统信号连接，所述控制系统与所述加载系统1连接，所述控制系统至少用于根据所述检测系统3检测到的载荷数据控制所述加载系统1工作，整个控制过程实现闭环控制，施加在所述待测试件4上的载荷更加准确，避免了人工检测的误差，自动化程度更高，控制更加精确，试验结果更加准确。

所述检测系统3包括载荷传感器31，如图3、图8和图10所示，所述载荷传感器31例如可以是力传感器，所述载荷传感器31用于检测所述执行件21作用在所述待测试件4上的载荷，有效避免在抗弯和抗拔试验时，施加在所述待测试件4上的载荷过载或者不足，造成试验失败。

所述检测系统3包括位移检测装置32，如图3、图8和图10所示，所述位移检测装置32例如可以是位移传感器321，所述执行件21作用在待测试件4上，所述位移检测装置32用于检测所述执行件21相对所述本体22的位移，位移检测装置32能够有效避免在抗弯和抗拔试验时，所述执行件21相对所述本体22的位移超限或者不足，造成试验失败。

所述控制系统还用于根据所述检测系统3检测到的位移数据控制所述加载系统1工作。所述控制系统同时根据所述检测系统3检测到的位移数据和所述载荷数据对所述加载系统1控制，控制精度更加精准。

具体地，在一个具体的实施方式中，当施加在待测试件4上的载荷低于设置值的3％时，控制系统控制加载系统1，以增加施加在待测试件4上的载荷，当施加在待测试件4的载荷高于设置值的3％时，控制系统控制加载系统1，以减小施加在所述待测试件4上的载荷。优选地，所述力传感器的精度等级为0.3％，以保证抗弯和抗拔试验设备测试精度高于预制衬砌管片标准GBT-22082-2017要求的0.5％。

所述抗弯和抗拔试验设备还包括管理平台，所述管理平台与所述检测系统3信号连接，所述管理平台用于接收并存储所述检测系统3检测的检测结果，以实现所述抗弯和抗拔试验设备自动储存检测结果，减少人工参与，更加智能化。其中，所述检测结果包括位移数据和载荷数据。优选地，所述管理平台还用于将接收到的所述检测系统3检测的检测结果传输给与其信号连接的设备，例如，所述管理平台与远程终端连接，所述管理平台将检测结果传输给所述远程终端。

优选地，所述管理平台与所述控制系统连接，所述管理平台用于存储所述待测试件4在抗弯和抗拔试验时的预设试验参数，所述控制系统根据所述预设试验参数和所述检测系统检测到的载荷数据控制所述加载系统1工作，如此，抗弯和抗拔试验设备试验时，加载载荷的控制过程更加自动。

所述加载系统1包括动力装置11，如图1和图3所示，所述动力装置11与所述控制系统连接，所述控制系统通过所述动力装置11控制所述加载系统1。在一个具体的实施方式中，所述加载系统1为液压系统，所述动力装置11例如可以是泵，所述泵例如可以为定量泵或者变量泵，所述控制系统可以对所述定量泵或者变量泵精确的控制。

在一个具体的实施方式中，所述加载系统1为液压系统，所述检测系统3包括压力监测装置33，如图1和图3所示，所述压力监测装置33用于监测所述加载系统1中油液的压力，具体地，所述压力监测装置33例如可以是机械液压表，用于直接显示加载系统1中油液的压力。当然，所述压力检测装置33还可以是压力变速器，用于直接显示加载系统1中油液的压力，并将监测到的所述加载系统1中的油液的压力反馈到控制系统。

所述加载系统1包括调压装置12，如图1和图3所示，所述调压装置12用于调节所述执行件21加载在所述待测试件4上的载荷，所述调压装置12例如可以是比例溢流调压阀，通过比例放大板控制所述比例溢流调压阀的开度。所述调压装置12的使用可以更加精确的控制施加在所述待测试件4上的载荷。

所述加载系统1还包括换向装置13，如图3所示，所述换向装置13用于调节所述执行件21的运动方向，所述换向装置21例如可以是电磁换向阀。

所述加载系统1还包括单向导通元件14，如图3所示，所述单向导通元件14例如可以为单向阀，所述单向导通元件14能够将经所述泵加压后的高压油液与未经所述泵挤压的油液进行隔离，进而保证加载系统1可靠加载。

所述加载系统1还包括储油容器15，如图1和图3所示，所述储油容器15上设置有液位观察结构151，如图2所示，所述液位观察结构151例如可以是液位计，用于观察所述储油容器15中油液的液位。

所述储油容器15上设置有注油孔和泄油孔152，如图2所示，所述注油孔用于给所述储油容器15中储油，所述泄油孔152用于将所述储油容器15中的油液释放，避免所述储油容器15在温度较低的时候冻裂。

所述加载系统1还包括过滤装置16，如图3所示，所述过滤装置16用于过滤所述液压系统的油液中杂质，所述过滤装置16优选设置在动力装置11的上游侧，以使进入所述动力装置11的油液经过过滤，所述动力装置11的寿命更长。

所述抗弯和抗拔试验设备还包括行走机构5，如图2所示，所述行走机构5安装在所述储油容器15的下方。所述行走机构5例如可以为万向轮，所述行走机构5安装在所述储油容器15上，所述行走机构5的设置可以实现方便移动所述抗弯和抗拔试验设备。

所述抗弯和抗拔试验设备能够通过所述控制系统实现一键加载，具体地，根据待测试件4需要的抗弯或者抗拔等级，设置好载荷的加载范围和加载时间，控制系统控制所述动力装置11启动，检测系统3将检测得到的施加在所述待测试件4上的载荷和初始位移反馈给所述控制系统，当施加在待测试件4上的载荷低于设置值，控制系统控制动力装置11进行补给，当施加在所述待测试件4上的载荷高于设置值，控制系统控制调压装置12调整压力，如此，实现自动控制加载过程，并在抗弯、抗拔试验完成后，自动记录试验结果。

所述加载系统1和控制系统设置在所述储油容器15的上方。更进一步，在所述加载系统1和所述控制系统的外侧设置防护罩8，如图1所示，以保护所述加载系统1和控制系统。

本实用新型还提供一种抗弯和抗拔试验装置，其包括所述抗弯和抗拔试验设备。

所述抗弯和抗拔试验装置还包括抗弯辅助系统6，如图4、图5和图6所示，所述抗弯辅助系统6包括支撑架61、移动件62、拉力螺杆63、支反梁64、分配梁65、立柱66；所述支撑架61由相对设置的两个横梁611和两个纵梁612连接形成框架结构，两个所述纵梁612分别滑动安装有所述移动件62，所述移动件62用于放置所述待测试件4，两个所述横梁611上分别连接所述立柱66，所述横梁611和所述立柱66之间设置所述拉力螺杆63，两个所述支反梁64设置在所述分配梁65的两端，所述支反梁64作用在所述待测试件4上，所述执行件21连接在所述分配梁65上。

所述抗弯辅助系统还包括上横梁67，如图4和图6所示，所述上横梁67设置在两个立柱66之间，且位于所述立柱66的远离所述横梁611的一端，以增加所述抗弯辅助系统6的整体刚度。

所述拉力螺杆63选用精轧螺栓钢或者高强螺纹钢，拉力螺杆63的使用使得所述支撑架61和所述立柱66总成的支架在节省钢材的同时，提高抗弯辅助系统6的整体刚度。

所述抗弯和抗拔试验装置还包括抗拔辅助系统7，如图7和图8所示，所述抗拔辅助系统7包括螺母71，所述待测试件4上设置有螺杆41，所述螺杆41穿设在所述执行件21上，且一端伸出所述执行件21，并螺纹连接所述螺母71，所述螺杆41用于所述待测试件4的安装。

抗拔辅助系统7还包括垫片72，如图7和图8所示，在所述螺杆41和螺母71配合安装之前，将所述垫片72安装在所述螺杆41上。优选地，所述垫片72还安装在所述待测试件4和所述执行件21之间。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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