螺旋式軸壓實驗位移計的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于測量裝置，尤其是一種土木工程實驗用的螺旋式軸壓試驗位移計。
【背景技術】
[0002]軸壓試驗是土木工程試驗的重要組成部分，為滿足科研和工程需要，實驗室中經(jīng)常要進行柱構件的足尺寸軸壓試驗，構件高度常在3m以上，軸向位移一般高于目前的位移計量程范圍。
[0003]當今土木工程試驗所使用位移計主要有兩種:電子位移計和機械位移計。電子位移計精度較高，但是其使用條件苛刻，數(shù)據(jù)導出必須使用有專用接口的應變采集儀，而且容易損壞。機械位移計主要是百分表和千分表，這種位移計不便于安裝、量程小，精度差，目前已不適于實驗室使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:提供一種高精度、便于安裝、大量程的螺旋式軸壓實驗位移計，以解決現(xiàn)有技術存在的上述問題。
[0005]技術方案:一種螺旋式軸壓實驗位移計，包括固定筒、轉(zhuǎn)動連接于所述固定筒一端的旋轉(zhuǎn)筒、以及與所述旋轉(zhuǎn)筒同軸并螺紋連接的螺紋桿；沿所述固定筒長度的方向開設有通孔，沿所述旋轉(zhuǎn)筒的周向設置有刻度，所述螺紋桿的端部一體成型或固定連接有頂板。
[0006]在進一步的實施例中，所述固定筒的一端設置有截面為L型的凸起，所述旋轉(zhuǎn)筒包括同軸線的內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒的下部與固定筒的凸起之間設置有滾珠或軸承，所述內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)面具有與所述螺紋桿適配的螺紋部。所述內(nèi)筒的下部設置有擋止部。所述固定筒和旋轉(zhuǎn)筒的接觸部設置有平面軸承。所述通孔一側(cè)標有刻度線，或者所述通孔內(nèi)填充有透明材料，所述材料上設置有刻度。所述螺紋桿的端部涂有標志色，以便于確認螺紋桿的移動距離。
[0007]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有安裝使用方便、有效量程大、以及精度高的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的局部剖視圖。
[0010]圖3是旋轉(zhuǎn)筒和固定筒連接處的橫向剖視圖。
[0011]圖4是本發(fā)明螺紋桿的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的螺旋式軸壓實驗位移計主要包括固定筒1、旋轉(zhuǎn)筒2和螺紋桿31。其中，旋轉(zhuǎn)筒2轉(zhuǎn)動連接于所述固定筒一端、螺紋桿與所述旋轉(zhuǎn)筒同軸并螺紋連接31。沿所述固定筒長度的方向開設有通孔11，沿所述旋轉(zhuǎn)筒的周向設置有刻度21，所述螺紋桿的端部一體成型或固定連接有頂板32。
[0013]在使用時，固定筒和螺紋桿收到擠壓，螺紋桿向下運動的同時，使旋轉(zhuǎn)筒繞軸線轉(zhuǎn)動，螺紋桿每轉(zhuǎn)一個螺距，旋轉(zhuǎn)筒會旋轉(zhuǎn)一周，因此，可通過螺紋桿移動的長度和旋轉(zhuǎn)筒上的刻度來計算軸向位移。由上述結(jié)構可知，本發(fā)明的制造使用較為簡單，可在各種條件下使用。
[0014]如圖2所示，所述固定筒的一端設置有截面為L型的凸起14，所述旋轉(zhuǎn)筒包括同軸線的內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒的下部與固定筒的凸起之間設置有滾珠或軸承4，所述內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)面具有與所述螺紋桿適配的螺紋部41。
[0015]需要說明的是，旋轉(zhuǎn)筒和固定筒的連接方式有多種，圖2所示的為一種優(yōu)選方式，其通過滾珠或軸承的方式實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)動。其中，可將旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)筒的下部和固定筒的凸起部設計成軸承的內(nèi)圈和外圈，其間設置保持架和滾珠?；蛘撸瑢?nèi)筒的下部和固定筒的凸起部分別設計成可拆分的滾針軸承。
[0016]在進一步的實施例中，為使旋轉(zhuǎn)筒和固定筒之間緊密連接，所述內(nèi)筒的下部設置有擋止部23。為了減少由于旋轉(zhuǎn)筒受壓而導致旋轉(zhuǎn)筒和固定筒之間旋轉(zhuǎn)不暢，進而增加測量誤差，可以在所述固定筒和旋轉(zhuǎn)筒的接觸部設置有平面軸承。旋轉(zhuǎn)筒和固定筒之間的作用力施加于平面軸承上，而且平面接觸部上，可減少旋轉(zhuǎn)筒摩擦較大而產(chǎn)生的誤差。
[0017]在進一步的實施例中，為了便于讀數(shù)，可以在所述通孔一側(cè)標有刻度線12，或者所述通孔內(nèi)填充有透明材料，所述材料上設置有刻度。通過這種方式，技術人員可以直接讀取數(shù)據(jù)，簡單方便。
[0018]更近一步的，所述螺紋桿的端部涂有標志色，以便于確認螺紋桿的移動距離。
[0019]某個工程案例如下:
頂板的厚度為3mm，直徑為10mm圓招合金板。螺紋桿的有效直徑20mm，長250mm，螺紋長度240mm，螺距0.5mm，材質(zhì)為不銹鋼。旋轉(zhuǎn)筒與固定筒均為招合金材質(zhì)。旋轉(zhuǎn)筒分為內(nèi)外兩層，夕卜層為3mm厚碗狀結(jié)構，內(nèi)層為外徑28mm、內(nèi)徑22mm的空心筒，且內(nèi)層筒上部和底部各套絲2mm和有效直徑20mm、螺距0.5mm的螺紋，旋轉(zhuǎn)筒底部凸出2mm與固定筒扣緊。固定筒為外徑100mm、內(nèi)徑96_、長130mm的招合金空心筒。旋轉(zhuǎn)筒與固定筒連接處采用滾珠軸承。
[0020]沿旋轉(zhuǎn)筒的周長均勻做10等分，劃一道長刻度線，編號0、5、10、15、25、30、35、40、45,0 ;每兩道長刻度線之間做5等分，畫5道短刻度線。
[0021]在固定筒的表面豎直開一道寬3mm的槽，槽邊上下緣距離筒上下邊緣各5mm。從槽中可直接觀測到螺紋桿。沿槽的一側(cè)邊緣畫豎直線，并每隔Imm畫一道長刻度線，編號1、2、3...，每兩道長刻度線間等分畫一道短刻度線。
[0022]軸壓試驗使用中，頂板和固定筒受到擠壓作用使與頂板相連接的螺紋桿向固定筒內(nèi)部運動，由于螺紋間的相互作用，旋轉(zhuǎn)筒會繞著螺紋桿旋轉(zhuǎn)。螺紋桿每深入I級螺紋，就向內(nèi)運動I個螺距0.5mm長度，旋轉(zhuǎn)筒因為與螺紋桿螺距相同，也會旋轉(zhuǎn)I周，而固定筒不轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)筒上的短刻度線將旋轉(zhuǎn)筒50等分，則每轉(zhuǎn)動I個刻度對應螺紋桿運動距離為50分之一螺距，即為0.01mm。而螺紋桿的宏觀位移可根據(jù)股東筒槽口處豎向刻度觀察。
[0023]在試驗開始前，將該位移計的頂板與壓力機施壓端可靠連接，并將固定筒可靠固定；使頂板與壓力機施壓端一同運動，固定筒不可轉(zhuǎn)動和移動。記錄位移計的初始讀數(shù)，在試驗中記錄位移計的實時讀數(shù)，初讀數(shù)與實時讀數(shù)的差值即為試驗的實際軸向位移。
[0024]本位移計的讀數(shù)方法如下:
先讀取固定筒上豎向刻度的讀數(shù)，假設螺紋桿端部處在15和16刻度之間且在二者中間刻線之前(15 —側(cè))則讀數(shù)為15，否則為15.5。
[0025]再讀取旋轉(zhuǎn)筒的讀數(shù)。如附圖1，固定筒開槽處邊緣的豎直線處于低20條刻度線和第21條刻度線之間，則精確讀數(shù)為0.20mm,估讀一位讀數(shù)，假設為0.005mm,則讀數(shù)為
0.205mm。
[0026]固定筒讀數(shù)加旋轉(zhuǎn)筒讀數(shù)即為位移計讀數(shù)，示例讀數(shù)為15+0.205=15.205mm。
[0027]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權項】
1.一種螺旋式軸壓實驗位移計，其特征在于，包括固定筒(I)、轉(zhuǎn)動連接于所述固定筒一端的旋轉(zhuǎn)筒(2)、以及與所述旋轉(zhuǎn)筒同軸并螺紋連接的螺紋桿(31);沿所述固定筒長度的方向開設有通孔(11)，沿所述旋轉(zhuǎn)筒的周向設置有刻度(21)，所述螺紋桿的端部一體成型或固定連接有頂板(32)。2.如權利要求1所述的螺旋式軸壓實驗位移計，其特征在于，所述固定筒的一端設置有截面為L型的凸起(14)，所述旋轉(zhuǎn)筒包括同軸線的內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒的下部與固定筒的凸起之間設置有滾珠或軸承(4)，所述內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)面具有與所述螺紋桿適配的螺紋部(41)。3.如權利要求2所述的螺旋式軸壓實驗位移計，其特征在于，所述內(nèi)筒的下部設置有擋止部(23)。4.如權利要求1至3任一項所述的螺旋式軸壓實驗位移計，其特征在于，所述固定筒和旋轉(zhuǎn)筒的接觸部設置有平面軸承。5.如權利要求1所述的螺旋式軸壓實驗位移計，其特征在于，所述通孔一側(cè)標有刻度線(12)，或者所述通孔內(nèi)填充有透明材料，所述材料上設置有刻度。6.如權利要求1所述的螺旋式軸壓實驗位移計，其特征在于，所述螺紋桿的端部涂有標志色，以便于確認螺紋桿的移動距離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺旋式軸壓實驗位移計，包括固定筒、轉(zhuǎn)動連接于所述固定筒一端的旋轉(zhuǎn)筒、以及與所述旋轉(zhuǎn)筒同軸并螺紋連接的螺紋桿；沿所述固定筒長度的方向開設有通孔，沿所述旋轉(zhuǎn)筒的周向設置有刻度，所述螺紋桿的端部一體成型或固定連接有頂板。本發(fā)明具有安裝使用方便、有效量程大、以及精度高的優(yōu)點。
【IPC分類】G01B5/02
【公開號】CN105066832
【申請?zhí)枴緾N201510424049
【發(fā)明人】伍凱, 張賀, 曹平周, 桑勝濤, 陳 峰
【申請人】河海大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月17日