專利名稱：夾持式鋼索張力測定器及標定臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于現(xiàn)場測試儀器，主要用于檢測工程結(jié)構(gòu)中的各種鋼索以及其它柔索的實受張力大小及其變化規(guī)律。
由于力學上的困難，目前各種柔索結(jié)構(gòu)(如索道、吊橋、電梯、懸索屋頂、高壓輸電線等)的設計計算都采用近似公式，對許多以鋼索為主要元件的結(jié)構(gòu)中的動載荷值只能作出粗略的估算。為了改進設計，保證結(jié)構(gòu)的安全、常需對已有結(jié)構(gòu)中鋼索在工作過程中實受張力的大小和變化規(guī)律進行測定，以掌握結(jié)構(gòu)中的實際受力情況。但因結(jié)構(gòu)中的鋼索一般不能全部卸除其載荷，同時又不希望破壞(切斷)又有的鋼索，故使這種測試工作成為了一項難題。經(jīng)檢索國內(nèi)外有關資料，迄今未發(fā)現(xiàn)解決此問題的專利報道。國內(nèi)外有的刊物也曾有過“鋼索拉力測試”方面的介紹。但都因精度差、不能用于動態(tài)拉力測試、測試手段不適用等原因，而不能實際解決問題，所以一直沒有一種完善的鋼索動態(tài)，靜態(tài)拉力的測試系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的在于在不改變原結(jié)構(gòu)，不卸除原結(jié)構(gòu)載荷的情況下，用一套專們設計的“夾持式鋼索張力測定器”及“標定臺”的測試系統(tǒng)精確測定原結(jié)構(gòu)中鋼索所受的動、靜拉力及其變化規(guī)律。
本發(fā)明是采用三點彎曲原理，即在又受張拉力的鋼索上選相距不遠的三個點加力(見圖1)，使此段鋼索中點產(chǎn)生撓度δ或折角α(一般α小于2)。張力T越大，為達到某一定的撓度δ值所需的力P也越大。只要建立P與T之間的關系，則在造成一定的撓度δ后，通過對P值的測定即可找出T值。本發(fā)明由能夾持在鋼索任何部位的“夾持式鋼索張力測定器“和標定臺”組成”。夾持式鋼索張力測定器“的特點是有兩個夾持滾子與被測鋼索接觸，加力架跨在鋼索上，調(diào)整主梁上的加力螺釘就迫使加力架把兩個夾持滾子中間段的被測鋼索中點往下拉形成被測鋼索三點受力的情況。在“夾持式鋼索緊力測定器”內(nèi)部有一壓力傳感器。在不改變原結(jié)構(gòu)，不卸除原結(jié)構(gòu)載荷的情況下夾持式鋼索張力測定器可以夾持在被測鋼索的任意部位，而造成的鋼索撓度的測定還不受主梁變形和鋼索直徑變化的影響?！皹硕ㄅ_”的特點是矩形框架、帶孔的油壓千斤頂、帶孔的圓筒式壓力傳感器，帶止推軸承的檔塊等的中心都能穿過各種型號的鋼索，並能對鋼索施加張力。在施加張力的過程中允許鋼索的各橫截面產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，並可以直接取待測鋼索的樣品進行動態(tài)或靜態(tài)的標定。
本發(fā)明的工作原理是在現(xiàn)場取一段與需要作張力測定結(jié)構(gòu)中的鋼索直徑，型號相同的鋼索(長6米左右)，將所取的待測鋼索樣品穿過“標定”臺的鋼索卡子(23)、帶止推軸承的檔塊(24)，矩形框架(25)，電動油壓千斤頂(26)，圓筒式壓力傳感器(27)等的孔中，并在基本拉直(張力很小)的情況下將鋼索卡子(23)夾持在鋼索樣品的兩端，并分別與帶止推軸承的檔板(24)和(28)緊靠。由于電動油壓千斤頂(26)與帶止推軸承的框架(25)的橫梁連在一起，所以經(jīng)過上述安裝后鋼索樣品基本處于拉直狀態(tài)，此時將“夾持式鋼索張力測定器”(31)裝在鋼索樣品上然后開動油泵，讓電動油壓千斤頂(26)的活塞向外伸出，因鋼索樣品的兩端被鋼索卡子(23)卡住，所以鋼索必然受到來自電動油壓千斤頂(26)的張力，其數(shù)值可以由圓筒式壓力傳感器(27)經(jīng)電阻應變儀測得，同時可由與“夾持式鋼索張力測定器”(31)相接的電阻應變儀上讀出相應的為達到某個一定的撓度δ值所要的力P值(或是夾持式鋼索張力測定器輸出的應變ε)，這樣就建立了該種鋼索的P-T關系曲線，另外還要注意到在整個安裝樣品的過程中，電動油壓千斤頂(26)的活塞要退到最低位置並且要與圓筒式壓力傳感器(27)和帶止推軸承的擋板(28)彼此靠緊。標定的具體程序是先對鋼索樣品施加一定的張力，調(diào)好夾持式鋼索張力測定器(31)然后再分級加大張力，每次加大張力后同時記錄圓筒式壓力傳感器(27)和“夾持式鋼索張力測定器”(31)的輸出值，每一對這樣的輸出值即為P-T曲線上的一點。連結(jié)各點即得所要的P-T曲線，如圖7所示。按此曲線再根據(jù)現(xiàn)場中測出的P值即可得出鋼索的實有張力T。動態(tài)標定的方法是先將鋼索張緊到預定張力T，將“夾持式鋼索張力測定器”(31)裝在鋼索樣品上並擰緊圖3中的加力螺釘(13)使鋼索彎折到預定的撓度δ。然后在預定的張力變化范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)電動油泵的閥鷗謀淶綞脫骨Ы鋃ィ 6)的推力，以達到改變鋼索所受張力的目的，並記錄所要數(shù)據(jù)。經(jīng)過張力反復波動之后，即可實現(xiàn)動態(tài)標定?！皧A持式鋼索張力測定器”的工作原理是(參看圖3和圖4)夾持滾子(1)與支座(6)等組成支座部件，該部件裝于主梁(19)兩端的V型槽內(nèi)，並通過螺栓(11)及螺帽(8)固定在主梁上，此時加力架的下端已跨過主梁(19)，于是可將擋板(15)順著加力架(5)下端的溝槽裝入，並用螺釘(圖上未畫)與加力架(5)連成一體。壓力傳感器(16)裝在主梁(19)的腹腔內(nèi)，螺釘(17)由上面穿過圓孔(18)將壓力傳感器(16)與主梁(19)連在一起，並使壓力傳感器(16)的頂部緊靠主梁(19)。當擋板(15)與加力架(5)連結(jié)之后末端帶有鋼球的加力螺釘(13)穿過擋板(15)中部的螺孔可以頂在壓力傳感器(16)的下部，此時轉(zhuǎn)動螺釘(13)將迫使加力架(5)相對于兩個夾持滾子(1)下降，同時使鋼索(2)彎曲產(chǎn)生撓度δ，將圖1中的P力加于鋼索。鋼索(2)中部所受到的P力在數(shù)值上等于壓力傳感器(16)上所受的壓力，故通過壓力傳感器(16)所貼的電阻應變片即可測出P力的大小同時鋼索(2)的彎曲量(中點撓度值δ)將由鋼索撓度測定器(4)確定。鋼索撓度測定器(4)實際上是個大位移傳感器，其工作原理由圖4所示。當測量桿(20)受到鋼索的壓迫(只需不到0.3公斤的力)而下降時，鋼片(21)發(fā)生彎曲，通過電阻片R1R2的應變值即可知道測量桿(20)的下降量。在圖3中表明鋼索撓度測定器(4)裝在支架(3)上，支架(3)又裝在兩個支座(6)上，這種結(jié)構(gòu)是為了使撓度的測定不受主梁(19)因彎曲而產(chǎn)生變形的影響。進行張力測定時擰緊加力螺釘(13)使鋼索中撓度達到規(guī)定值(例如5mm)，同時測量此時的P值，根據(jù)圖1所示的三點彎曲原理，P值越大，則鋼索內(nèi)的張力T也越大。只要能精確地確定P-T關系(標定確定)，則由測得的P可立即確定鋼索的張力T值。
“夾持式鋼索張力測定器”及標定臺”的


圖1是三點彎曲原理圖，圖中T是張力(拉力)，P是為達到某一撓度δ(或折角α)所要的力。圖2是夾持式鋼索張力測定器圖形，圖3是夾持式鋼索張力測定器的各零部件組成圖形，其中(1)是夾持滾子(左右各一個);(2)是被測鋼索;(3)是支架;(4)是鋼索撓度測定器;(5)是加力架;(6)是滾子(1)的支座;(7)、(8)、(9)、(10)是螺帽和墊圈;(11)是支座(6)的固定螺栓;(12)是滾子(1)的軸;(13)是加力螺釘;(14)是被鉚在加力螺釘(13)末端的鋼球;(15)是擋板(其中部有與加力螺釘相配的螺孔);(16)是壓力傳感器;(17)是固定螺釘;(18)是主梁中部的圓孔;(19)是主梁。圖4是鋼索撓度測定器原理圖其中(20)是測量桿;(21)是鋼片;(22)是電阻片R1R2圖5標定臺圖(其中零部件序號與圖6相同)。圖6是標定臺的零部件組成圖形)，其中(23)是鋼索卡子;(24)和(28)是帶平面止推軸承的擋塊;(25)是矩形框架;(26)是電動油壓千斤頂(其中部有通孔可容鋼索穿過);(27)是圓筒式壓力傳感器;(29)是鋼索的中心線;(30)是支承小車;(31)是待標定的“夾持式鋼索張力測定器”。圖7是靜態(tài)標定曲線圖。
這種“夾持式鋼索張力測定器”及“標定裝置”使用方便，測試精度高，目前已能達到靜張力的測試誤差小于±0.5%。並且裝卻方便，對鋼索無任何影響。如果用于雙線索道承載索的張力測試，則“夾持式鋼式張力測定器”安裝后不會影響礦車的自由通行，在加力架(5)的上部加一個輪子即可對本身運動的鋼索進行張力測試。所以對一切本身運動和不運動的鋼索“夾持式鋼索張力測定器”及“標定臺”都能測出其張力的絕對值。本發(fā)明通過在廣州白云山單線客運索道，云南昆明溫泉單線客運索道，云南昆鋼上廠雙線索道等8條現(xiàn)場索道的實際測試后，都以測試精度高、使用效果好等受到各被測索道單位的好評。
權(quán)利要求
1.一種由夾持滾子(1)、鋼索撓度測定器(4)、加力架(5)、壓力傳感器(16)、主梁(19)等組成的夾持式鋼索張力測定器，其特征在于可夾持在任何動、靜鋼索的任意部位而不改變，不影響原結(jié)構(gòu)的工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持式鋼索張力測定器，其特征在于測力元件(壓力傳感器)在主梁內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持式鋼索張力測定器，其特征在于鋼索撓度的測定不受主梁變形及鋼索直徑變化的影響。
4.一種由帶止推軸承的檔塊(24)和(28)、矩形框架(25)帶通孔的電動油壓千斤頂(26)，帶通孔的圓筒式壓力傳感器(27)等組成的夾持式鋼索張力測定器標定臺，其特征在于能裝上各種型號的鋼索並能對其施加張力進行標定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的夾持式鋼索張力測定器標定臺，其特征在于在施加張力的過程中允許鋼索各橫截面產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的夾持式鋼索張力測定器標定臺，其特征在于能直接取待測鋼索的樣品作動態(tài)或靜態(tài)標定。
全文摘要
一種能測試各種結(jié)構(gòu)中鋼索所受動態(tài)和靜態(tài)張力的“夾持式鋼索張力測定器”及“標定臺”。其中“夾持式鋼索張力測定器”主要由主梁、加力架、夾持滾子、壓力傳感器、撓度測定器等組成。它能在不改變原結(jié)構(gòu)、不卸除原結(jié)構(gòu)載荷的情況下夾持在各型鋼索的任何部位進行張力測試，對鋼索無任何影響?！皹硕ㄅ_”由矩形框架、帶通孔的電動油壓千斤頂、帶通孔的圓筒式壓力傳感器等組成，它能對各型鋼索施加張力，并對“夾持式鋼索張力測定器”進行動態(tài)和靜態(tài)標定。
文檔編號G01L5/04GK1034996SQ8810724
公開日1989年8月23日 申請日期1988年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月14日
發(fā)明者劉北辰, 楊桂生, 蘇, 宋萬明, 羅成琳, 文宏光, 王曉明 申請人:昆明工學院