結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及土木工程結(jié)構(gòu)加載試驗系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種結(jié)構(gòu)試驗用作動器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的土木工程結(jié)構(gòu)試驗加載系統(tǒng)，尤其土木工程壓剪試驗系統(tǒng)，從公開報道的看，常規(guī)的加載方法是在試件上端面布置一組或幾組分配承載梁，梁兩端放置穿心軸壓千斤頂，拉桿穿過千斤頂后通過底部鉸接固定在反力地基或自反力框架上，穿心軸壓千斤頂?shù)淖饔檬悄M重力載荷;水平方向布置伺服作動器模擬剪力；穿心千斤頂和伺服作動器按加載方案對試件進行加載。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是:由于穿心千斤頂采用的是手動液壓加載，只能手動控制千斤頂?shù)挠蛪簛砜刂剖┘拥妮d荷，由于試樣在臨界失穩(wěn)時加載力與變形不再線性或單調(diào)相關(guān)，此時無法再通過控制加載力來控制試樣的變形，容易導致試件突然破壞，甚至發(fā)生失控傾覆的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有結(jié)構(gòu)試驗用作動器的在臨界失穩(wěn)時無法控制加載力導致試樣突然破壞、安全性較低、適用性較差的不足，本實用新型提供一種在臨界失穩(wěn)時有效控制加載力避免試樣突然破壞、安全性較高、適用性良好的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，包括伺服作動器缸體，所述伺服作動器缸體內(nèi)可滑動地安裝活塞，所述活塞與活塞桿連接，所述活塞和活塞桿均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔，所述活塞桿的前端面與負荷傳感器連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔后與所述負荷傳感器連接，所述伺服作動器缸體的側(cè)面安裝位移傳感器，所述位移傳感器與所述活塞桿聯(lián)動。
[0007]進一步，所述位移傳感器固定在導向機構(gòu)上，所述導向機構(gòu)與所述活塞桿同步運動。
[0008]優(yōu)選的，所述導向機構(gòu)包括導向環(huán)、導向座和導向桿，所述導向環(huán)與所述活塞桿固定連接，所述導向環(huán)一圈開有導向孔和位移傳感器安裝孔，所述伺服作動器缸體的側(cè)面安裝兩個導向座，所述導向桿固定在所述導向孔內(nèi)并穿過一個所述導向座，所述位移傳感器安裝在所述位移傳感器安裝孔內(nèi)并穿過另一個導向座。
[0009]再進一步，所述伺服作動器缸體的底部、活塞桿和負荷傳感器端面分別安裝用于固定在結(jié)構(gòu)試驗的加載梁的連接附件。
[0010]更進一步，所述活塞桿的前端面與連接盤的一面固定，所述連接盤的另一面與負荷傳感器固定連接。
[0011]所述伺服作動器缸體包括后端蓋、作動缸筒和前端蓋，所述后端蓋與作動缸的后端連接，前端蓋與作動缸的前端連接，活塞可滑動地套裝在作動缸內(nèi)，所述加載拉桿通過密封套管穿過所述穿心過孔。當然，后端蓋、作動缸筒也可以呈一體設置。
[0012]所述活塞和活塞桿呈一體。當然，活塞與活塞桿也可以分體設置，只要將兩者固定連接在一起即可。
[0013]本實用新型的技術(shù)構(gòu)思為:穿心伺服作動器設計用于代替原來的手動穿心千斤頂為試件提供軸向加載力，與常規(guī)伺服作動器相同的油缸活塞設計與制作工藝，保證穿心伺服作動器具有極低的摩擦力和零間隙泄漏，可以和標準的伺服作動器一樣完成閉環(huán)控制加載試驗。
[0014]作動器不僅具有穿心千斤頂所有的功能，而且在配置負荷傳感器的基礎上，配置了位移傳感器，試驗過程中，計算機控制系統(tǒng)可以通過伺服閥控制穿心伺服作動器的動作，不僅能實現(xiàn)多個穿心作動器的同步平行加載，還可以在檢測到試樣變形與載荷出現(xiàn)異常時，保持穿心伺服作動器加載頭的輸出位移不變。這樣，不但能實現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)壓剪試驗加載，而且能很好的解決普通穿心千斤頂在臨界失穩(wěn)時無法控制加載力導致試樣突然破壞的問題，使得整個試驗過程可控，保障試驗人員人身安全。組合使用時，可以滿足多軸力同步、階梯同步等復雜的加載試驗要求。
[0015]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:在臨界失穩(wěn)時有效控制加載力避免試樣突然破壞、安全性較高、適用性良好。
【附圖說明】
[0016]圖1是結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0018]圖3是圖1的俯視圖。
[0019]圖4是柱抗震試驗的實例圖。
[0020]圖5是框架結(jié)構(gòu)抗震試驗的實例圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0022]參照圖1?圖5，一種結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，包括伺服作動器缸體I，所述伺服作動器缸體I內(nèi)可滑動地安裝活塞2，所述活塞2與活塞桿3連接，所述活塞2和活塞桿3均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔4，所述活塞桿3的前端面與負荷傳感器5連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔4后與所述負荷傳感器5連接，所述伺服作動器缸體I的側(cè)面安裝位移傳感器6，所述位移傳感器6與所述活塞桿3聯(lián)動。
[0023]進一步，所述位移傳感器6固定在導向機構(gòu)上，所述導向機構(gòu)與所述活塞桿3同步運動。
[0024]優(yōu)選的，所述導向機構(gòu)包括導向環(huán)7、導向座11和導向桿8，所述導向環(huán)7與所述活塞桿3固定連接，所述導向環(huán)7—圈開有導向孔和位移傳感器安裝孔，所述伺服作動器缸體I的側(cè)面安裝兩個導向座11，所述導向桿8固定在所述導向孔內(nèi)并穿過一個所述導向座，所述位移傳感器6安裝在所述位移傳感器安裝孔內(nèi)并穿過另一個導向座11。
[0025]再進一步，所述伺服作動器缸體I的底部、活塞桿3和負荷傳感器5端面分別安裝用于固定結(jié)構(gòu)試驗的加載梁的連接附件。
[0026]更進一步，所述活塞桿3的前端面與連接盤9的一面固定，所述連接盤9的另一面與負荷傳感器5固定連接。
[0027]所述伺服作動器缸體I包括后端蓋、作動缸筒和前端蓋，所述后端蓋與作動缸的后端連接，前端蓋與作動缸筒的前端連接，活塞2可滑動地套裝在作動缸內(nèi)，所述加載拉桿通過密封套管10穿過所述穿心過孔。當然，后端蓋、作動缸筒也可以呈一體設置。
[0028]所述活塞2和活塞桿3呈一體。
[0029]本實施例中，所述穿心伺服作動器采用與通用伺服作動器相同的加工工藝，采用進口密封件及導向環(huán)。與普通伺服作動器不同的是穿心伺服作動器活塞與活塞桿采用一體式結(jié)構(gòu)并帶有穿心過孔4，活塞桿3與負荷傳感器5連接在一起。
[0030]將本實施例的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器應用到柱抗震試驗裝置中，所述柱抗震試驗裝置包括反力地基12、穿心桿17及背緊底梁15、承載分配梁13、水平伺服作動器16和穿心伺服作動器18，所述穿心桿及背緊底梁固定安裝在反力地基上，所述穿心桿及背緊底梁上安裝試件14(柱)，所述試件的上端安裝承載分配梁13，承載分配梁13的上端安裝穿心伺服作動器18，穿心桿17下端與背緊底梁15固定，穿過所述承載分配梁13及穿心伺服作動器18，通過螺母與負荷傳感器連接，所述試件14的側(cè)面與水平伺服作動器16的伸縮端鉸接，所述水平伺服作動器14的另一端鉸接在反力墻上。
[0031 ]將本實施例的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器應用到框架結(jié)構(gòu)抗震試驗裝置中，所述框架結(jié)構(gòu)抗震試驗裝置反力地基12、穿心桿17及背緊底梁15、承載分配梁13、水平伺服作動器16和穿心伺服作動器18，多個所述穿心桿17及背緊底梁15固定安裝在反力地基上，多個所述穿心桿及背緊底梁上安裝試件14(框架結(jié)構(gòu))，所述框架結(jié)構(gòu)的各個柱的上端承載分配梁13，承載分配梁的上端安裝穿心伺服作動器18，穿心桿17下端與背緊底梁15固定，穿過承載分配梁13及穿心伺服作動器，通過螺母與負荷傳感器連接，所述框架結(jié)構(gòu)的各根梁的側(cè)面與水平伺服作動器16的伸縮端鉸接，所述水平伺服作動器的另一端鉸接在反力墻上。
[0032]實際試驗的時候，電液伺服控制器通過伺服閥控制伺服油源通過穿心伺服作動器對試樣施加垂向載荷，可以實現(xiàn)垂向載荷與位移的電液伺服閉環(huán)控制和位置與負載保持控制，可以實現(xiàn)多臺穿心伺服作動器載荷的梯級同步加載或異步加載。另外，在控制器檢測到試樣失穩(wěn)或臨街破壞或者到達設定的控制條件是停止加載，轉(zhuǎn)入位置保持控制，防止大型混凝土結(jié)構(gòu)試樣的突然失穩(wěn)破壞和因此造成的危險。
【主權(quán)項】
1.一種結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，其特征在于:包括伺服作動器缸體，所述伺服作動器缸體內(nèi)可滑動地安裝活塞，所述活塞與活塞桿連接，所述活塞和活塞桿均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔，所述活塞桿的前端面與負荷傳感器連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔后與所述負荷傳感器連接，所述伺服作動器缸體的側(cè)面安裝位移傳感器，所述位移傳感器與所述活塞桿聯(lián)動。2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，其特征在于:所述位移傳感器固定在導向機構(gòu)上，所述導向機構(gòu)與所述活塞桿同步運動。3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，其特征在于:所述導向機構(gòu)包括導向環(huán)、導向座和導向桿，所述導向環(huán)與所述活塞桿固定連接，所述導向環(huán)一圈開有導向孔和位移傳感器安裝孔，所述伺服作動器缸體的側(cè)面安裝兩個導向座，所述導向桿固定在所述導向孔內(nèi)并穿過一個所述導向座，所述位移傳感器安裝在所述位移傳感器安裝孔內(nèi)并穿過另一個導向座。4.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，其特征在于:所述伺服作動器缸體的底部、活塞桿和負荷傳感器端面分別安裝用于固定在結(jié)構(gòu)試驗的加載梁的連接附件。5.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，其特征在于:所述活塞桿的前端面與連接盤的一面固定，所述連接盤的另一面與負荷傳感器固定連接。6.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，其特征在于:所述伺服作動器缸體包括后端蓋、作動缸筒和前端蓋，所述后端蓋與作動缸的后端連接，前端蓋與作動缸的前端連接，活塞可滑動地套裝在作動缸內(nèi)，所述加載拉桿通過密封套管穿過所述穿心過孔。7.如權(quán)利要求1?3之一所述的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，其特征在于:所述活塞和活塞桿呈一體。
【專利摘要】一種結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器，包括伺服作動器缸體，所述伺服作動器缸體內(nèi)可滑動地安裝活塞，所述活塞與活塞桿連接，所述活塞和活塞桿均帶有供加載拉桿穿過的穿心過孔，所述活塞桿的前端面與負荷傳感器連接，所述加載拉桿密封穿過所述穿心過孔后與所述負荷傳感器連接，所述伺服作動器缸體的側(cè)面安裝位移傳感器，所述位移傳感器與所述活塞桿聯(lián)動。本實用新型提供一種在臨界失穩(wěn)時有效控制加載力避免試樣突然破壞、安全性較高、適用性良好的結(jié)構(gòu)試驗用穿心伺服作動器。
【IPC分類】F15B15/14, F15B15/20
【公開號】CN205117880
【申請?zhí)枴緾N201520877756
【發(fā)明人】李建華, 秦諺, 黃勁輝, 喬書慶
【申請人】杭州邦威機電控制工程有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月5日