專利名稱：錨桿受力隨機(jī)檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種錨桿受力檢測儀，尤其是由加載液壓缸、測力計、液壓泵和壓力傳感器組成的錨桿受力隨機(jī)檢測儀。
目前錨桿錨固技術(shù)已廣泛應(yīng)用于礦山巷道、隧道、水利工程及交通建設(shè)上。對使用中的錨桿進(jìn)行錨固質(zhì)量的檢測不僅關(guān)系到礦井及工程的安全，同時也對錨桿的正確設(shè)計以及合理布局提供了依據(jù)。為此，國內(nèi)外已研制出多種錨桿受力檢測儀。這些錨桿的不足之處在于，在檢測錨桿受力時，需事先在被測錨桿上安裝好儀器的元部件，或采取特制的錨桿作為測量錨桿。因而不能實現(xiàn)對任意一根使用中的錨桿受力狀況進(jìn)行隨機(jī)檢測。專利號為942223527的中國專利公開了一種錨桿受力隨機(jī)檢測儀。該儀器由加載液壓缸、支撐座、方墊圈、信號觸發(fā)機(jī)構(gòu)、測力計、液壓泵、壓力表和壓力傳感器組成。加載液壓缸、液壓泵、壓力表和壓力傳感器之間由管路連接。信號觸發(fā)機(jī)構(gòu)、測力計和壓力傳感器之間電連接。測力計中設(shè)置有信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、顯示器、安裝位置及讀數(shù)指示器和電源。支撐套安裝于錨桿托盤與加載液壓缸之間。加載液壓缸活塞桿的加載拉桿與錨桿末端螺紋連接，通過活塞桿下端的螺母將支撐套和加載液壓缸固定在錨桿下部。方墊圈預(yù)先安裝在錨桿螺母和托盤之間，信號觸發(fā)機(jī)構(gòu)與方墊圈相連接。其設(shè)計思路是檢測時，加載液壓缸將錨桿向下拉，當(dāng)加載液壓缸的拉力等于錨桿受力時，錨桿螺母的緊固力為零，方墊圈松動，在信號觸發(fā)機(jī)構(gòu)中彈簧的作用下，方墊圈開始轉(zhuǎn)動使觸發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)出信號，此時測力計所示的力即為錨桿受力。由于使用過程中錨桿螺母、托盤及方墊圈的銹蝕以及受力后的塑性變形，使方墊圈的轉(zhuǎn)動必須克服其間的摩擦力，又由于所用材質(zhì)不同、銹蝕狀況不同，使摩擦力無規(guī)律性。因而實測力不準(zhǔn)確，一般均大于錨桿實際受力，且不便修正。此外，必須在錨桿上事先安裝方墊圈，方可檢測。而對于大量使用中的錨桿都安裝上方墊圈是不可行的。這就大大限制了其使用范圍。
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能檢測任意錨桿受力，且測量精度高的錨桿受力隨機(jī)檢測儀。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的解決方案是在由加載液壓缸、支撐套、測力計、液壓泵和壓力傳感器組成的錨桿受力隨機(jī)檢測儀上安裝有位移傳感器(或行程開關(guān))和可隨錨桿上下移動的觸塊。工作時，位移傳感器(或行程開關(guān))的活動觸頭與觸塊接觸。位移傳感器(或行程開關(guān))與測力計電連接。
位移傳感器(或行程開關(guān))安裝在支撐套上與錨桿軸線平行的滑道上，可沿滑道調(diào)節(jié)上下位置。觸塊安裝在加載液壓缸的活塞桿桿套上端。
在測力計中增加了微處理器和鍵盤，使其具有智能化。微處理器的顯示器數(shù)據(jù)接口P1和控制接口P3與顯示器連接，A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)接口P0與A/D轉(zhuǎn)換器連接，P2接口與鍵盤連接。
本實用新型的工作原理是根據(jù)施加在錨桿上的外力以及在外力的作用下產(chǎn)生的相對變形量來測定錨桿在工作狀態(tài)下的實際受力。設(shè)錨桿在錨固后的實際受力為F，當(dāng)對錨桿施加的外力F1大于F，相差ΔF時，ΔF可根據(jù)公式(1)求得ΔF=E·A·ΔLL----(1)]]>式中E—錨桿的彈性模量；A—錨桿的截面積；L—錨桿的長度；ΔL—錨桿的相對變形量。
當(dāng)錨桿的長度、截面積、材料以及ΔL為確定值時，ΔF為一常數(shù)。當(dāng)測出F1后，由公式(2)可求得錨桿的實際受力FF＝F1-ΔF (2)檢測時，ΔL為一個設(shè)定值。當(dāng)ΔL達(dá)到設(shè)定值時，錨桿受力隨機(jī)檢測儀可自動采集壓力傳感器的壓力值并根據(jù)被測錨桿的規(guī)格和材料完成式(1)和(2)的計算，求出錨桿的實際受力。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點1.由于結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，消除了現(xiàn)有技術(shù)中影響檢測結(jié)果的因素，提高了測量精度，線性誤差小于2％。表1是L＝1.8m D＝20mm規(guī)格的錨桿用本實用新型實測受力值和實際值的對比數(shù)據(jù)。表2是現(xiàn)有的MJY-1型錨桿受力隨機(jī)檢測儀的實驗數(shù)據(jù)。
表1
表2
2.由于檢測時本實用新型無需在被測錨桿上事先安裝任何元部件，從而真正實現(xiàn)了對任意工作中的錨桿均可進(jìn)行隨機(jī)檢測。
3.增加微處理器和鍵盤后，可使本實用新型具有智能化。能夠?qū)崿F(xiàn)自動輸入錨桿規(guī)格、自動計算錨桿受力，并具有數(shù)值保持功能。
附圖的圖面說明如下

圖1是本實用新型的一個實施例的示意圖。
圖2是圖1的局部放大圖。
圖3是本實用新型的工作原理框圖。
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述參見圖1和圖2。錨桿受力隨機(jī)檢測儀由加載液壓缸1、支撐套2、位移傳感器(或行程開關(guān))3、觸塊10、測力計4、壓力傳感器5和手動式的液壓泵6組成。測力計4分別和位移傳感器(或行程開關(guān))3及壓力傳感器5電連接。液壓泵6與壓力傳感器5和加載液壓缸1之間有管路連接。
位移傳感器(或行程開關(guān))3由螺母7安裝在支撐套2上與錨桿軸線平行的滑道8上，可沿滑道8調(diào)節(jié)上下位置。加載液壓缸1的活塞桿由加載拉桿11和桿套12組成，觸塊10連接在加載液壓缸1的活塞桿桿套上端，當(dāng)加載液壓缸對錨桿加載時，可隨錨桿端部向下移動。工作時，觸塊10與位移傳感器(或行程開關(guān))的活動觸頭9接觸。安裝位置及讀數(shù)指示器顯示安裝到位。
圖3表明了錨桿受力隨機(jī)檢測儀的工作原理。測力計4中設(shè)置有信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、鍵盤、顯示器、安裝位置及讀數(shù)指示器及電源。鍵盤通過P2接口將錨桿參數(shù)輸入微處理器，位移傳感器(或行程開關(guān))測量的相對變形量通過信號放大器放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換器，通過P0接口將數(shù)據(jù)輸入到微處理器，當(dāng)達(dá)到設(shè)置的相對變形量時，位移傳感器(或行程開關(guān))發(fā)出讀數(shù)指示，微處理器自動采集壓力傳感器的壓力值，進(jìn)行計算，再將結(jié)果通過P1接口送入顯示器。
檢測前將加載油缸1的加載拉桿11上端與錨桿末端螺紋連接。并用加載油缸1的固定螺母13將支撐套2和加載油缸1固定。
檢測時通過鍵盤選擇所檢測錨桿的規(guī)格，錨桿規(guī)格將自動輸入。
將位移傳感器沿支撐套2的滑道8向下移動，使觸頭9與觸塊10接觸后擰緊螺母7，將位移傳感器固定。用手動式的液壓泵6對加載油缸1加載，當(dāng)測力計4顯示的讀數(shù)大于“0”kN時，該儀器自動記下位移傳感器的活動觸頭9的初始位置并保存。隨著繼續(xù)加載，錨桿開始彈性變形。當(dāng)變形量達(dá)到設(shè)定值時，儀器讀取壓力傳感器的壓力值，并完成計算，將錨桿的受力顯示并保持在測力計4的屏幕上。
如使用行程開關(guān)，則先對加載油缸1加載，當(dāng)測力計4顯示的讀數(shù)大于“0”kN時，停止加壓。將行程開關(guān)向下移動，待觸頭9接觸觸塊10后，安裝位置及讀數(shù)指示器(如二極管或燈管)顯示，表明安裝到位。再擰緊螺母7，使行程開關(guān)固定。當(dāng)變形量達(dá)到設(shè)定值時，儀器讀取壓力傳感器的壓力值并完成計算，將錨桿的受力顯示并保持在測力計4的屏幕上。
權(quán)利要求1.一種錨桿受力隨機(jī)檢測儀，包括加載液壓缸(1)、支撐套(2)、測力計(4)、液壓泵(6)和壓力傳感器(5)，加載液壓缸、液壓泵和壓力傳感器之間由管路連接，測力計和壓力傳感器之間電連接，其特征在于還有位移傳感器(或行程開關(guān))(3)和可隨錨桿上下移動的觸塊(10)，位移傳感器(或行程開關(guān))與測力計電連接，工作時，位移傳感器(或行程開關(guān))的活動觸頭(9)與觸塊(10)接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的錨桿受力隨機(jī)檢測儀，其特征在于位移傳感器(或行程開關(guān))(3)安裝在支撐套上與錨桿軸線平行的滑道(8)上，觸塊(10)安裝在加載液壓缸(1)的活塞桿桿套(12)上端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的錨桿受力隨機(jī)檢測儀，其特征在于測力計(4)中還有微處理器和鍵盤，微處理器的顯示器數(shù)據(jù)接口P1和控制接口P3與顯示器連接，A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)接口P0與A/D轉(zhuǎn)換器連接，P2接口與鍵盤連接。
專利摘要本實用新型公開了一種錨桿受力隨機(jī)檢測儀,包括加載液壓缸1、支撐套2、測力計4、液壓泵6、壓力傳感器5、位移傳感器(或行程開關(guān))3和可隨錨桿上下移動的觸動10。加載液壓缸、液壓泵和壓力傳感器之間由管路連接,位移傳感器(或行程開關(guān))、測力計和壓力傳感器之間電連接。工作時,位移傳感器(或行程開關(guān))的活動觸頭9與觸塊10接觸。該儀器具有較高的測量精度,可以對工程中任何工作中的錨桿受力進(jìn)行隨機(jī)檢測。
文檔編號G01L1/02GK2362115SQ9920463
公開日2000年2月2日 申請日期1999年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月11日
發(fā)明者李明 申請人:李明