以橡胶压力成型机为主体的压剪实验机改造

　　随着近年来铁路及公路建设的迅猛发展,对桥梁支座整体型式检验(即整体性能实验)的要求也越来越高,目前国内市场上满足该行业的专用检验设备很少,且价格高、供货周期长。因此行业内一直探讨利用其他设备设计改造橡胶压剪型式实验设备。

　　经过多次与专业机构探讨,笔者根据实验特点,以现有橡胶压力成型机为主体,改造成一种组合型的压剪实验机。该实验机在保持原设备性能基础上,可以方便地模拟各种橡胶支座成品的工作状况,通过对试样施加竖向、剪切和转动的载荷,可对各种橡胶支座成品进行抗压强度、抗压弹性模量、抗剪弹性模量、转角和摩擦因数等性能实验,还可对金属、非金属材料和建筑材料等大型结构构件进行抗压强度、抗弯强度性能及弹性模量实验等。

　　1　橡胶压力成型机工作原理和压剪实验机功能

　　1.1　橡胶压力成型机工作原理

　　10000kN橡胶压力成型机主要由机身、液压系统、进/出模系统、电气系统及上/下加热板和温控系统等部分构成,见图1。通过对橡胶模具的加热、加压和自动的温度和时间控制, 10000kN橡胶压力成型机用于大型橡胶制品的硫化成型,是盆式橡胶支座及橡胶件生产厂家的常用设备。

　　1.2　压剪实验机的组成与功能

　　压剪实验机主要由四部分组成: 10000kN压力实验机; 2000kN横向卧式剪力实验装置; 1000kN压转实验装置;多功能液压系统。压剪实验机广泛用于金属、非金属产品的抗压、抗剪和压转等性能实验。

　　2　压剪实验机的功能改进

　　2.1　10000kN压力实验主机

　　改造后压力实验主机是独立的,可以独立进行原有橡胶硫化成型作业,同时也是组合的压剪实验机实验单元,它可作为压力实验主机进行橡胶支座的抗压强度、压缩变形及弹性模量实验,如图2所示。

　　根据TB/T2331标准的实验要求,可计算改造后压剪实验机的抗压实验能力:

　　N_max=10000kN/1.5=6667kN (1)………………

　　式中:Nmax为最大可实验试件的额定承载力, kN; 1.5为试件设计承载安全系数(TB/T2331规定)。

　　主机实验装置主要由主机、主机压力传感器(25MPa)和八个位移传感器(百分表、千分表各四个)组成。

　　实验时,应确保试件居中,按要求逐级加压至试件设计承载力的1.5倍,在试件四周对称放置四个百分表测定竖向压缩变形,用四个千分表测定径向变形。根据各表数值可计算各级荷载下试件的竖向压缩应变Th和径向应变Td:

　　式中:ΔH为各百分表的实测算术平均值,mm;ΔD为各千分表的实测算术平均值,mm;H、D分别为试件实验前高度、直径,mm。