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压剪试验机是一种专门用于测试材料或构件在压力和剪切力(或剪切变形)共同作用下力学性能的大型试验设备。

组成结构

  1.主机框架(反力架):由高强度立柱、横梁和底座组成的坚固钢结构,用于承受试验中的巨大载荷,保证设备的稳定性和刚度。

  2.竖向加载系统:包括竖向加载油缸、高压液压泵站和竖向力传感器,用于产生并精确控制施加在试件上的竖向压力。

  3.水平加载系统:包括水平加载油缸、连接拉杆/推杆、水平力传感器和水平位移传感器,用于产生并精确控制施加在试件上的水平剪切力或实现剪切变形。

  4.试件支承与夹持装置:包括上承压板、下承压板以及用于固定试件的夹持机构或侧向限位装置,确保试件安装稳固并能准确传递载荷。

  5.测量与传感系统:包括力传感器(测量压力和剪切力)、位移传感器(测量压缩和剪切变形)以及数据采集设备,用于实时采集试验数据。

  6.控制与数据处理系统:由工业控制计算机和专用软件组成,用于控制试验过程、采集数据、绘制曲线和处理试验结果。

  7.液压动力系统(泵站):为竖向和水平加载油缸提供动力的液压装置,包括电机、油泵、油箱、控制阀和管路等。

功能特点

  1.复合加载能力:能够同时或按程序独立施加竖向压力和水平剪切力(或剪切变形),真实模拟桥梁支座等构件在实际使用中的复杂受力状态。

  2.大吨位加载:具备强大的竖向和水平加载能力,竖向载荷可达数千吨,满足大型桥梁支座及其他重型构件的测试需求。

  3.高精度控制与测量:配备高精度的力传感器和位移传感器,结合先进的控制系统,可实现力值和位移的精确控制与实时测量,确保试验数据的准确性和可靠性。

  4.多功能测试:一台设备可完成多种试验项目,如抗压弹性模量、抗剪弹性模量、极限抗压强度、容许转角、摩擦系数、老化性能及疲劳性能测试等。

  5.自动化程度高:试验过程由计算机软件自动控制,可设定加载速率、保载时间、循环次数等参数,自动完成加载、保载、数据采集、曲线绘制和结果计算,减少人为误差。

  6.刚度高、稳定性好:主机框架采用高强度材料和优化设计,整体刚度大,变形小,保证在高载荷下试验的稳定性和安全性。

  7.安全保护完善:配备过载、超压、超温、限位等多种安全保护功能,确保设备和操作人员的安全。

  8.适用范围广:主要用于各类桥梁支座(板式橡胶支座、盆式支座、球型支座等)的性能检测,也可用于其他需要进行压剪复合受力测试的材料或构件。

操作步骤

  一、试验前准备:

  1.环境检查:确认试验室温度、湿度符合设备运行要求,地面平整坚固。

  2.设备检查:

  检查主机框架、油缸、承压板等关键部件有无损伤、松动或漏油。

  检查液压油箱油位是否在规定范围内,油质是否清洁。

  检查所有传感器(力、位移)连接线缆是否完好、连接牢固。

  检查液压管路有无老化、破损或渗漏。

  3.试件准备:根据标准要求,检查被测试件(如桥梁支座)的规格、尺寸和外观是否合格,清理其表面。

  4.安装试件:

  将试件平稳、居中地放置在下承压板上。

  安装上承压板(或加载头),确保与试件上下表面平行、接触良好。如需进行剪切或转角试验,正确安装相应的夹持装置或转角支座。

  连接好水平加载系统的拉杆/推杆。

  二、系统启动与预热

  1.接通设备总电源。

  2.开启计算机和控制软件。

  3.启动液压泵站,让系统空载运行5-10分钟进行预热,检查液压系统工作是否正常(有无异常噪音、压力波动)。

  三、参数设置

  1.在控制软件中选择相应的试验标准(如国标、行标)。

  2.根据试验要求,准确输入试件信息(编号、尺寸等)。

  3.设定试验参数,如:

  竖向预加载力、正式加载力及加载速率。

  水平剪切力或剪切变形量及加载速率。

  4.保载时间。

  循环次数(疲劳试验)。

  控制模式(力控制或位移控制)。

  四、开始试验

  1.确认所有人员已撤离危险区域。

  2.在软件界面上点击“开始”或“运行”按钮。

  3.系统将按照预设程序自动进行加载。操作人员需密切监视:

  4.计算机屏幕上的实时力-时间、位移-时间曲线。

  5.各传感器读数是否正常。

  6.设备有无异常声响、振动或漏油。

  五、试验过程监控

  1.对于需要人工辅助的试验(如转角试验),按规程要求操作。

  2.如遇异常情况(如数据突变、设备异响、试件异常破坏),立即按下“急停”按钮,停止试验。

  六、试验结束:

  1.试验程序完成后,系统自动停止加载。

  2.控制软件自动卸载(先缓慢卸除水平力,再卸除竖向力)。

  3.待载荷完全释放后,关闭液压泵站。

  4.拆卸试件和夹具。

  七、数据处理与报告:

  1.保存试验数据和曲线。

  2.软件自动计算试验结果(如模量、强度等)。

  3.生成并打印试验报告。

  八、关机:

  1.关闭控制软件和计算机。

  2.切断设备总电源。

维护保养

  一、日常维护:

  1.清洁:每次试验后,用干净软布擦拭主机框架、承压板、活塞杆等表面,清除灰尘和油污。保持设备清洁。

  2.检查:检查各连接螺栓、地脚螺栓有无松动。检查油管、接头有无渗漏。观察液压油颜色,如有浑浊或乳化需及时更换。

  3.润滑:对设备说明书要求的润滑点(如导轨、丝杠等)定期加注规定的润滑油或润滑脂。

  二、定期维护:

  1.液压油更换:根据使用频率和油质情况,通常每1-2年或按厂家建议更换一次液压油,并同时更换或清洗吸油过滤器。

  2.过滤器更换:定期检查并更换液压系统的吸油过滤器、回油过滤器和压力过滤器。

  3.传感器标定:至关重要!力传感器和位移传感器需要定期(通常每年一次)送至有资质的计量机构进行检定或校准,以确保测量精度。

  4.密封件检查:定期检查油缸活塞杆密封、管路密封圈等,发现老化、磨损或渗漏应及时更换。

  5.电气系统检查:检查电缆、接线端子有无老化、松动,确保电气系统安全可靠。

  三、长期停用:

  1.若设备长期不用,应将液压系统内的压力完全卸掉。

  2.活塞杆外露部分涂抹防锈油。

  3.切断电源。

  4.用防尘罩覆盖设备。

应用领域

  1.桥梁工程:

  桥梁支座性能检测:这是压剪试验机最主要的应用。用于测试各种类型桥梁支座的关键性能,确保其质量和安全性,包括:

  板式橡胶支座:测试其抗压弹性模量、抗剪弹性模量、极限抗压强度、容许转角、摩擦系数等。

  盆式支座:测试其竖向承载力、水平承载力、转角性能、摩擦系数等。

  球型支座:测试其竖向和水平承载能力、转动力矩、位移性能等。

  新支座研发与认证:为新型支座的研发提供试验数据支持,并用于产品出厂检验和型式试验。

  2.公路与铁路建设:

  对应用于公路、铁路桥梁上的支座进行质量监督和验收检测,确保施工质量符合设计规范和国家标准。

  3.建筑工程:

  测试建筑结构中使用的隔震支座(如橡胶隔震支座)的力学性能,评估其在地震等水平荷载下的耗能和位移能力。

  测试大型建筑构件或连接节点在复合应力下的性能。

  4.材料科学研究:

  研究复合材料、高分子材料、阻尼材料等在压力和剪切力耦合作用下的本构关系、疲劳特性、蠕变性能等。

  5.质检与认证机构:

  第三方检测机构使用压剪试验机对桥梁支座、隔震产品等进行权威的性能检测和认证,出具检测报告。

  6.高校与科研院所:

  用于土木工程、结构工程、材料科学等专业的教学实验和科学研究,进行结构构件的力学性能探索和验证。

  7.生产企业:

  桥梁支座、隔震产品等制造企业用于产品的出厂检验、质量控制和工艺改进。

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