旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，屬于沖擊試驗(yàn)領(lǐng)域。該旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置包括導(dǎo)軌，設(shè)置在導(dǎo)軌上并能在導(dǎo)軌上滑動的錘頭，錘頭加速裝置；所述導(dǎo)軌包括直線導(dǎo)軌和圓形導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌整體水平安裝；所述圓形導(dǎo)軌包括圓弧導(dǎo)軌和錘頭釋放導(dǎo)軌兩部分，直線導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌相切于連接點(diǎn)，所述錘頭釋放導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌在連接點(diǎn)處活動連接；所述錘頭加速裝置包括驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿一端可旋轉(zhuǎn)地固定于圓形導(dǎo)軌的中心處，另一端與錘頭可釋放式連接；所述錘頭加速裝置還包括驅(qū)使驅(qū)動桿旋轉(zhuǎn)的動力機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型提出的新的沖擊試驗(yàn)機(jī)不僅能夠更好的提升沖擊能量，而且能夠節(jié)約空間、降低費(fèi)用、更好的減小沖擊對周圍建筑物和儀器設(shè)備所產(chǎn)生的影響。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種沖擊試驗(yàn)裝置，特別是指一種通過旋轉(zhuǎn)的方式給錘頭加速的沖擊試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)耐撞性實(shí)驗(yàn)研究是沖擊動力學(xué)的重要組成部分，撞擊實(shí)驗(yàn)根據(jù)沖擊速度的范圍不同可以采用不同的沖擊加載手段。對于高速和超高速的沖擊加載實(shí)驗(yàn)來說，可以采用Hopkinson壓桿或者氣體炮等實(shí)驗(yàn)手段來實(shí)現(xiàn)。而對于工程中的大量的撞擊問題來說，通常屬于低速撞擊過程，模擬這類問題的實(shí)驗(yàn)常常采用落錘式?jīng)_擊加載實(shí)驗(yàn)裝置，這是一種簡單、可靠、重復(fù)性好的加載裝置。
[0003]落錘試驗(yàn)機(jī)由落錘、支座、支架、自動掛鉤裝置及防護(hù)網(wǎng)和卷揚(yáng)機(jī)等組成，基本工作原理是將錘頭升高，然后讓錘頭自由下落，把勢能轉(zhuǎn)化為動能，作用在試件上。有時為了產(chǎn)生集中荷載，并保證加載方向，通常在落錘上安裝一個加載頭，由它來把沖擊力傳給試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> [0004]傳統(tǒng)的落錘試驗(yàn)機(jī)一般是通過高度差來給落錘提供沖擊速度，這里以太原理工大學(xué)自行研制的DHR9401型落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)臺為例，其落錘的高度達(dá)到14m左右，其下落后的最大速度約為15.7m/s，落錘質(zhì)量可在240kg范圍內(nèi)自由調(diào)整，通過調(diào)整錘頭質(zhì)量，可達(dá)到較大沖擊能量輸入的要求。試驗(yàn)機(jī)架是由兩個豎立的格構(gòu)式鋼柱和剛性橫梁組成的門式剛架，剛架有多道支撐與周圍建筑物相連，具有很好的整體剛度。機(jī)架底部有大體積的混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)和地基之間設(shè)置黃砂墊層，達(dá)到較好的隔振性能，以保證落錘沖擊時周圍儀器不受影響。剛架柱的內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼軌滑道，滑道需要經(jīng)過打磨加工，光潔度為0.8，垂體與軌道采用滑動配合，軌道沿整個高度豎向誤差僅為2_，以保證錘體下落平穩(wěn)。落錘由電動機(jī)驅(qū)動小型卷揚(yáng)機(jī)提升，釋放采用電磁自動控制機(jī)構(gòu)，操作方便、安全可靠。
[0005]但是，對于現(xiàn)有的落錘試驗(yàn)機(jī)主要有以下幾個方面的不足:(1)由于落錘主要是通過自由落體運(yùn)動獲得動能，因此一般要求有較高的建筑物，需要的場地空間大；(2)落錘需要的支架系統(tǒng)龐大，且需要一定的剛度要求；(3)落錘落下后所產(chǎn)生的沖擊力會對周圍建筑物、儀器設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，因此需要做相應(yīng)的隔振措施；(4)受到高度的限制，其落錘沖擊速度達(dá)不到高一層次的實(shí)驗(yàn)要求；(5)落錘下落后有可能會對實(shí)驗(yàn)對象產(chǎn)生二次無規(guī)律沖擊，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是為了提出一種旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對場地要求高、系統(tǒng)龐大、需要采取隔振措施、受錘頭質(zhì)量和落差高度限制、可能產(chǎn)生二次沖擊的問題。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括導(dǎo)軌，設(shè)置在導(dǎo)軌上并能在導(dǎo)軌上滑動的錘頭，錘頭加速裝置；所述導(dǎo)軌包括直線導(dǎo)軌和圓形導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌整體水平安裝；所述圓形導(dǎo)軌包括圓弧導(dǎo)軌和錘頭釋放導(dǎo)軌兩部分，直線導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌相切于連接點(diǎn)，所述錘頭釋放導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌在連接點(diǎn)處活動連接；所述錘頭加速裝置包括驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿一端可旋轉(zhuǎn)地固定于圓形導(dǎo)軌的中心處，另一端與錘頭可釋放式連接；所述錘頭加速裝置還包括驅(qū)使驅(qū)動桿旋轉(zhuǎn)的動力機(jī)構(gòu)。錘頭在驅(qū)動桿的帶動下在圓形導(dǎo)軌上旋轉(zhuǎn)加速，在地面上水平安裝的裝置不會占用太大的空間，而且不需要龐大的系統(tǒng)即可對錘頭完成加速，錘頭的速度由動力機(jī)構(gòu)控制，可方便調(diào)節(jié)。
[0008]所述導(dǎo)軌為脊形導(dǎo)軌，錘頭上與導(dǎo)軌接觸的部位設(shè)有對應(yīng)的導(dǎo)軌凹槽。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)錘頭釋放時驅(qū)動桿不對錘頭產(chǎn)生阻力，在所述錘頭上設(shè)有驅(qū)動擋槽，驅(qū)動擋槽的開口方向與某一時刻錘頭運(yùn)動方向的相反方向相同，驅(qū)動桿部分地嵌入所述驅(qū)動擋槽內(nèi)，驅(qū)動桿嵌入驅(qū)動擋槽內(nèi)帶動錘頭在導(dǎo)軌上運(yùn)動。
[0010]所述導(dǎo)軌包括導(dǎo)向底軌和上、下限位側(cè)軌。導(dǎo)向底軌和上、下限位側(cè)軌，其中，圓形部分的導(dǎo)向底軌提供錘頭運(yùn)動時的向心力并引導(dǎo)錘頭作圓周運(yùn)動，上、下限位側(cè)軌限制錘頭的運(yùn)動軌跡并且下限位側(cè)軌還需支承錘頭的重量。
[0011]所述導(dǎo)向底軌有兩根，所述上、下限位側(cè)軌各一根。
[0012]所述導(dǎo)向底軌外側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌支撐。
[0013]所述的導(dǎo)軌支撐為混凝土結(jié)構(gòu)。
[0014]所述的錘頭為鋼錘或鐵錘。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果為:
[0016]該試驗(yàn)裝置能夠在較小空間內(nèi)完成錘頭的加速，無需較高的建筑物，不需要龐大的支架系統(tǒng)，卻能夠產(chǎn)生更高的沖擊速度，避免了二次沖擊，同時試驗(yàn)環(huán)境無需做隔振處理，該沖擊試驗(yàn)裝置不僅能夠更好的提升沖擊能量，而且能夠節(jié)約空間、降低費(fèi)用、大大減小沖擊對周圍建筑物、儀器設(shè)備所產(chǎn)生的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1所示實(shí)施例錘頭與驅(qū)動桿連接示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的錘頭與圓形導(dǎo)軌接觸的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1-錘頭，2-驅(qū)動桿，41-圓形限位側(cè)軌，42-圓形導(dǎo)向底軌，43-直線導(dǎo)向底軌，44-直線限位側(cè)軌，51-圓形導(dǎo)軌支撐，52-直線導(dǎo)軌支撐，6-驅(qū)動擋槽，7-錘頭釋放導(dǎo)軌，10-導(dǎo)軌凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0022]圖1至圖3所示為旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
[0023]該旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置整體水平安裝，包括:圓形導(dǎo)向底軌42，圓形限位側(cè)軌41，直線導(dǎo)向?qū)к?3，直線限位側(cè)軌44，錘頭I，錘頭加速裝置和錘頭釋放導(dǎo)軌7，直線導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌相切于連接點(diǎn)，所述錘頭釋放導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌在連接點(diǎn)處活動連接；所述錘頭加速裝置包括驅(qū)動桿2，所述驅(qū)動桿2 —端可旋轉(zhuǎn)地固定于圓形導(dǎo)軌的中心處，另一端與錘頭I可釋放式連接；所述錘頭加速裝置還包括驅(qū)使驅(qū)動桿2旋轉(zhuǎn)的動力機(jī)構(gòu)。
[0024]所述導(dǎo)軌為脊形導(dǎo)軌，錘頭I上與導(dǎo)軌接觸的部位設(shè)有對應(yīng)的導(dǎo)軌凹槽10。
[0025]所述錘頭I上設(shè)有驅(qū)動擋槽6，驅(qū)動桿2部分地嵌入所述驅(qū)動擋槽6內(nèi)。
[0026]所述圓形導(dǎo)向底軌42、直線導(dǎo)向底軌43都有兩根，所述圓形限位側(cè)軌41、直線限位側(cè)軌44上、下各一根。
[0027]所述圓形導(dǎo)向底軌42外側(cè)設(shè)有圓形導(dǎo)軌支撐51、直線導(dǎo)向底軌43外側(cè)設(shè)有直線導(dǎo)軌支撐52。
[0028]所述的圓形導(dǎo)軌支撐51和直線導(dǎo)軌支撐52為混凝土結(jié)構(gòu)。
[0029]所述的錘頭I為鋼錘或鐵錘。
[0030]本實(shí)施例中的錘頭I為長、寬、高均為0.5m，重量為I噸的鋼錘；圓形導(dǎo)向底軌42直徑5.0 m,高度為1.0m，驅(qū)動桿2為直徑0.1m的圓桿；導(dǎo)軌支撐厚度為1.0m。
[0031]本實(shí)用新型的操作方法如下:
[0032]I)鐵錘的速度由動力機(jī)構(gòu)帶動驅(qū)動桿傳遞到錘頭完成加速，錘頭加速過程中在圓形導(dǎo)向底軌滑動。
[0033]2)在錘頭加速完成后，打開錘頭釋放導(dǎo)軌，錘頭將沿直線導(dǎo)向底軌繼續(xù)運(yùn)動，與試件相撞，從而完成碰撞試驗(yàn)。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括導(dǎo)軌，設(shè)置在導(dǎo)軌上并能在導(dǎo)軌上滑動的錘頭，錘頭加速裝置；所述導(dǎo)軌包括直線導(dǎo)軌和圓形導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌整體水平安裝；所述圓形導(dǎo)軌包括圓弧導(dǎo)軌和錘頭釋放導(dǎo)軌兩部分，直線導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌相切于連接點(diǎn)，所述錘頭釋放導(dǎo)軌與圓形導(dǎo)軌在連接點(diǎn)處活動連接；所述錘頭加速裝置包括驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿一端可旋轉(zhuǎn)地固定于圓形導(dǎo)軌的中心處，另一端與錘頭可釋放式連接；所述錘頭加速裝置還包括驅(qū)使驅(qū)動桿旋轉(zhuǎn)的動力機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述導(dǎo)軌為脊形導(dǎo)軌，錘頭上與導(dǎo)軌接觸的部位設(shè)有對應(yīng)的導(dǎo)軌凹槽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述錘頭上設(shè)有驅(qū)動擋槽，驅(qū)動擋槽的開口方向與某一時刻錘頭運(yùn)動方向的相反方向相同，驅(qū)動桿部分地嵌入所述驅(qū)動擋槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述導(dǎo)軌包括導(dǎo)向底軌和上、下限位側(cè)軌。
5.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向底軌外側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌支撐。
6.如權(quán)利要求4或5所述的旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)軌支撐為混凝土結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)錘頭式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的錘頭為鋼錘或鐵錘。
【文檔編號】G01M7/08GK203396560SQ201320070025
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】浣石, 陶為俊, 譚湘倩 申請人:浣石