一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，包括：支撐機構，動力和傳動機構，測試機構，拉拔頭機構以及控制箱機構。支撐機構包括支撐柱、頂部圓形支撐盤以及底部環形支撐板,頂部圓形支撐盤與支撐柱焊接固定。動力機構設置在支撐機構的頂部圓形支撐盤上，包括電機及其輸出軸、電機滑動軌道。電機滑動軌道允許電機升降，防止電機機身轉動。電機能夠帶動著拉力傳感器進行升降。控制箱通過導線與動力機構、拉力傳感器來控制動力的加載和顯示拉力值。本實用新型結構簡單、牢固，可以在試驗過程中精確的控制拉拔速率和拉拔塊的試驗溫度，采用電動加壓的方式，操作簡單，避免了不穩定的手動加壓對試驗數據造成誤差，試驗結果準確。
【專利說明】
一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及路面材料粘結強度檢測設備，特別涉及一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀。
【【背景技術】】
[0002]瀝青路面或橋面瀝青鋪裝層在荷載、車速、溫度和路面結構等因素的共同影響下降低了路面的結構的承載能力，進而使瀝青路面過早的產生了開裂、水損害、扯著等病害，導致路面性能明顯的下降，產生過早的破壞。為此我國規范規定設置粘層或透層，來提高路面各層之間的層間結合性能。這就要求粘層或透層所用的材料必須具有較好的粘結強度，才能有利于層間的結合，防止路面過早的產生破壞。對于粘層或透層所用材料的粘結強度，通常使用粘結力來表征。
[0003]目前，測試粘層或透層所用材料的粘結強度的一種拉拔儀的工作原理如下:將一拉拔板與試樣通過環氧樹脂等粘合劑相粘結，然后手動壓液壓栗來給液壓千斤頂加壓，帶動拉拔板使試樣與基層相分離，同時利用壓力傳感器測量施加給拉拔板的拉力大小。此裝置不能方便的調節拉拔頭和試件之間的距離，操作較為費勁。對于試驗所需的溫度只能通過將試件放在烘箱里來保證，很不方便。另外，手動的加壓無法提供一個穩定的力，這樣很容易造成試驗誤差。試驗溫度對拉拔試驗的結果有很大的影響。
[0004]因此，需要一種操作更加簡單、測試準確、可控溫的試驗設備，來測試路用材料的粘結強度。
【
【發明內容】
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[0005]針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，該拉拔儀能夠全自動的精確測量路用材料的粘結強度。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術方案具體是這樣實現的:
[0007]—種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，包括控制箱13、拉拔塊10以及固定設置的支撐盤4和電機滑動軌道，支撐盤4的軸心位置開設有螺紋孔14，支撐盤4上方設置有電機I，電機I的輸出軸2具有外螺紋段，該外螺紋段與螺紋孔14螺紋配合，電機I通過輸出軸2和螺紋孔14與支撐盤4連接;所述的電機滑動軌道的軸線與輸出軸2的軸線平行且與電機I的外殼1-1連接，用于防止外殼1-1轉動且使外殼1-1沿著電機滑動軌道做上下移動；外殼1-1上連接有連桿6，連桿6貫穿支撐盤4設置，其軸線與輸出軸2的軸線平行，連桿6的下端連接有拉力傳感器7，所述的拉拔塊10與拉力傳感器7連接，所述的電機1、拉力傳感器7分別與控制箱13連接。
[0008]所述的支撐盤4上連接有至少三個支撐柱3，支撐柱3的上端與支撐盤4連接，下端連接有支撐板5，支撐柱3均勻分布在支撐盤4上以螺紋孔14為圓心的圓周上，支撐柱3與支撐板5用于固定支撐盤4，所述的拉力傳感器7與拉拔塊10設置在支撐盤4、支撐板5以及支撐柱3之間圍城的空間內。
[0009]所述的支撐柱3的軸線與輸出軸2的軸線平行。
[0010]所述的電機滑動軌道包括滑桿15，滑桿15的下端與支撐盤4固定連接，且其軸線與輸出軸2的軸線平行設置，電機I的外殼1-1上設置有滑動耳片16，滑動耳片16上開設有滑孔且通過該滑孔套設在滑桿15上，滑桿15與該滑孔之間為間隙配合。
[0011]所述的滑桿15設置至少兩個，且均勻分布在支撐盤4上以螺紋孔14為圓心的圓周上，滑桿15的上端連接有橫桿17，相鄰的滑桿15連接至少一個橫桿17。
[0012]所述的連桿6設置至少兩個，且均勻分布在外殼1-1上以輸出軸2的軸線為軸心的圓周上;所述的支撐盤4上開設有用于貫穿連桿6的通孔，該通孔的直徑大于連桿6的直徑。
[0013]所述的拉拔塊10上表面的中心位置具有連接桿，該連接桿上連接有連接件，所述的連接件包括U形調節螺母9和螺桿8，U形調節螺母9的兩端均開設有內螺紋，其一端與該連接桿的自由端螺紋配合連接，另一端與螺桿8配合連接，拉拔塊10通過U形調節螺母9和螺桿8與拉力傳感器7連接。
[0014]所述的拉拔塊10具有拉拔塊內腔12，拉拔塊內腔12內設置有電加熱元件11，電加熱元件11與所述的控制箱13連接。
[0015]所述的控制箱13上設置有控制器、動力加載模塊、數據采集和存儲模塊、溫度控制模塊和顯示屏，動力加載模塊、數據采集和存儲模塊、溫度控制模塊和顯示屏分別與控制器連接。
[0016]所述的支撐盤4是圓形的，支撐板5是圓環形的，厚度為10cm，外徑至少為30cm，內徑為20cm;支撐柱3與支撐盤4和支撐板5均焊接固定，支撐柱3的直徑為2cm;拉拔塊10為圓形拉拔塊，直徑為150mm或100mm;電機I為可逆電機或步進電機，拉力傳感器7為S型拉力傳感器、矩形拉力傳感器或圓柱形拉力傳感器。
[0017]本實用新型的技術方案與現有技術相比，具有如下有益效果:
[0018]本實用新型通過電機的輸出軸與支撐盤螺紋連接，支撐盤固定，電機的外殼與電機滑動導軌連接，電機滑動軌道允許電機沿著導軌升降，而防止外殼發生轉動，輸出軸在轉動時能夠使電機相對支撐盤上下移動，電機外殼通過連桿與拉力傳感器連接，拉拔塊與拉力傳感器連接，通過電機的上下移動能夠為拉拔塊施加力，同時通過拉力傳感器能夠測量施加給拉拔塊的力，進一步能夠測量出粘接強度;本實用新型通過控制箱可以隨時控制拉拔力的大小并控制拉拔速率，因此可加載連續均勻的拉拔力，從而保證了測試精度，同時可以通過升降來快速的調節拉拔頭和拉拔塊之間的距離，使操作更加的簡單。
[0019]進一步的，本實用新型通過在拉拔塊內腔中設置電加熱元件，能夠對拉拔塊進行控溫來獲取試驗所需的溫度，提高了測試的準確性，在試驗結束后能夠直接加熱拉拔塊使粘結材料融化，便于清洗拉拔塊。
[0020]本實用新型結構簡單、牢固，可以在試驗過程中精確的控制拉拔速率和拉拔塊的試驗溫度，采用電動加壓的方式，操作簡單，避免了不穩定的手動加壓對試驗數據造成誤差，試驗結果準確。
[0021]本實用新型還具有結構緊湊，體積小巧，便于攜帶，等優點。
【【附圖說明】】
[0022]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0023]圖2為本實用新型的俯視不意圖。
[0024]圖中1-電機，1-1-外殼，2-輸出軸，3-支撐柱，4-支撐盤，5_支撐板，6_連桿，7_拉力傳感器，8-螺桿，9-U形調節螺母，10-拉拔塊，11-電加熱元件，12-拉拔塊內腔，13控制箱，14-螺紋孔，15-滑桿，16-滑動耳片，17-橫桿。
【【具體實施方式】】
[0025]下面結合附圖來對本實用新型作進一步的說明。
[0026]本實用新型采用的技術方案如下:
[0027]如圖1及圖2所示，本實用新型公開了一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，包括:支撐機構，動力和傳動機構，測試機構，拉拔頭機構以及控制箱機構。
[0028]支撐機構包括支撐柱3、位于頂部的圓形支撐盤4以及位于底部的環形支撐板5，支撐盤4與支撐柱3焊接固定。動力和傳動機構設置在支撐機構的支撐盤4上，包括電機I及電機滑動軌道。電機滑動軌道允許電機升降，防止機身轉動。電機I的輸出軸2與支撐盤4之間螺紋連接，電機I與測試機構的拉力傳感器7通過連桿6相連接，連桿6穿過支撐盤4上的螺紋孔14，上下端分別與電機I的外殼1-1和拉力傳感器7相連接。電機I能夠帶動著拉力傳感器7進行升降。測試機構包括拉力傳感器7，拉力傳感器7通過連桿6連接在電機I的外殼1-1上。拉拔頭機構包括圓形的拉拔塊10，拉拔塊10與拉力傳感器7的下端連接，拉拔塊10通過與控制箱13中的溫度控制模塊連接來獲得試驗所需的溫度。控制箱13通過導線與動力機構、拉力傳感器7來控制動力的加載和顯示拉力值。
[0029]支撐機構包括至少三個圓形的支撐柱3以及頂部圓形支撐盤和底部環形支撐板，支撐柱3直徑為2cm。支撐柱3對稱焊接在底部的環形的支撐板5上，頂部的支撐盤4與支撐柱3焊接固定，支撐柱3、支撐盤4和支撐板5形成牢固的支撐架。
[0030]動力和傳動機構的電機I為可逆電機或步進電機。通過可逆電機或步進電機的扭矩帶動測試機構上升給試件提供拉拔力，通過對電機I轉速的控制，來控制拉拔速率，使試件連續、勻速向上受力。電機I的輸出軸2起到傳遞動力的作用。電機I的輸出軸2貫穿設置在支撐盤4軸心處開設的螺紋孔14中。
[0031]測試機構包括拉力傳感器7。拉力傳感器7為S形或矩形或圓柱形拉力傳感器。拉力傳感器7通過連桿6連接在電機I的外殼1-1上，連桿6的下端與拉力傳感器7連接。
[0032 ]拉拔頭機構包括圓形的拉拔塊1，拉拔塊1與拉力傳感器7的下端連接，拉拔塊1具有拉拔塊內腔12，拉拔塊內腔12中裝有電加熱元件11，通過導線與控制箱13中的溫度控制模塊與電加熱元件11連接起來，使拉拔塊獲得試驗所需的溫度，并可恒溫一定的時間。
[0033]拉拔塊10與拉力傳感器7的連接部分包括螺桿8和U形調節螺母9，螺桿8的上端與拉力傳感器7的下端連接，螺桿8與U形調節螺母9連接，U形調節螺母9的下端與拉拔塊10相連。
[0034]控制箱機構包括動力加載控制模塊、溫度控制模塊和數據采集和存儲模塊。將動力機構、拉力傳感器7通過導線連接到控制箱上，利用控制箱來控制動力的加載以及采集和存儲拉力值。
[0035]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0036]參照圖1及圖2，為本實用新型的具體實施例，它包括由鋁合金材料、鋼、其它金屬或其他高強度復合材料制作的支撐裝置，主要包括:至少三個圓形的支撐柱3、位于頂部的圓形的支撐盤4以及位于底部的環形的支撐板5。支撐柱3對稱焊接在支撐板5上，支撐盤4與支撐柱3焊接固定，支撐柱3、支撐盤4和支撐板5形成牢固的支撐架。滑桿15焊接在支撐盤上4，滑動耳片16套設在滑動桿15上，通過滑桿15和滑動耳片16，使得電機I允許升降，且能夠防止電機I的外殼1-1轉動;滑桿15設置至少兩個，且均勻分布在支撐盤4上以螺紋孔14為圓心的圓周上，滑桿15的上端連接有橫桿17，相鄰的滑桿15連接至少一個橫桿17，橫桿17用于提高滑桿15的整體剛性。電機I的輸出軸2貫穿設置在支撐盤4的螺紋孔14中，電機I與測試機構的拉力傳感器7用過連桿6相連接，電機I能夠帶動著拉力傳感器進行升降。當測試機構上升時就會給試件提供拉拔力。支撐板5具有一定的厚度，優選的為10mm，以便使結構更加的牢固，外直徑至少為300mm，優選的為300mm，內直徑至少要200mm，優選的為200mm。
[0037]動力和傳動機構為電機I，優選的為可逆電機或步進電機。拉力傳感器7通過連桿6連接在電機I上。
[0038]通過電機I的扭矩帶動測試機構上升給試件提供拉拔力，通過對電機I轉速的控制，來控制拉拔速率，使試件連續、勻速向上受力，優選的拉拔速率為5mm/min。電機的輸出軸起到傳遞動力的作用。
[0039]測試機構包括拉力傳感器7。拉力傳感器7為S形或矩形或圓柱形拉力傳感器。拉力傳感器7通過連桿6連接在電機I的外殼1-1上，電機I能夠帶動著拉力傳感器7進行升降。
[0040]拉拔頭機構包括拉拔塊10，拉拔塊1為圓形，直徑可為150mm或100mm，直徑可為150mm的拉拔塊10用于基層和面層之間的透層材料拉拔試驗，直徑為10mm的拉拔塊可用于面層和面層之間的粘層材料拉拔試驗。拉拔塊10上端與拉力傳感器7的下端連接，拉拔塊10下端與試件連接。拉拔塊1包括具有拉拔塊內腔12，拉拔塊內腔12中裝有電加熱元件11，通過導線將控制箱13中的溫度控制模塊與電加熱元件11連接起來，使拉拔塊10獲得試驗所需的溫度，并可恒溫一定的時間，優選的為3小時。
[0041]拉拔塊10與拉力傳感器7的連接部分包括螺桿8和U形調節螺帽9，螺桿8的上端與拉力傳感器7的下端連接，所述螺桿8的下端與U形調節螺母9連接，U形調節螺母9的下端與拉拔塊10相連。
[0042]控制箱機構13包括動力加載控制模塊、溫度控制模塊和數據采集和存儲模塊。將動力機構、拉力傳感器通過導線連接到控制箱上，利用控制箱來控制動力的加載以及采集和存儲拉力值。
[0043]數據采集和存儲模塊為具有存儲器和數據采集卡的儀器盒或帶有模擬/數字(A/D)轉換功能的單片機，用于接收拉力傳感器7輸出的壓力數值，并將壓力數值轉換成數字信號保存。
[0044]拉拔儀還包括:計算機，用于接收數據采集和存儲模塊發送的數字信號，分析該數字信號得到拉拔位移隨時間變化圖、壓力位移隨時間變化圖及拉拔位移與壓力圖，最大壓力值，并計算得到路用材料的粘結強度值，通過通用串行總線(USB)接口與數據采集和存儲模塊相連接。
[0045]本實用新型的工作原理:試樣與拉拔塊10連接后，開啟可逆電機或步進電機，通過調節控制箱，可逆電機或步進電機在一定的轉速下使電機以一定速度向上轉動，同時使拉力傳感器7受力，直到試件被破壞，從測試儀表讀出拉拔過程中的拉拔力峰值以及拉拔速率，再經計算可得到測試樣品的強度值。
【主權項】
1.一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，包括控制箱(13)、拉拔塊(10)以及固定設置的支撐盤(4)和電機滑動軌道，支撐盤(4)的軸心位置開設有螺紋孔(14)，支撐盤(4)上方設置有電機(I)，電機(I)的輸出軸(2)具有外螺紋段，該外螺紋段與螺紋孔(14)螺紋配合，電機(I)通過輸出軸(2)和螺紋孔(14)與支撐盤(4)連接;所述的電機滑動軌道的軸線與輸出軸(2)的軸線平行且與電機(I)的外殼(1-1)連接，用于防止外殼(1-1)轉動且使外殼(1-1)沿著電機滑動軌道做上下移動;外殼(1-1)上連接有連桿(6)，連桿(6)貫穿支撐盤(4)設置，其軸線與輸出軸(2)的軸線平行，連桿(6)的下端連接有拉力傳感器(7)，所述的拉拔塊(10)與拉力傳感器(7)連接，所述的電機(I)、拉力傳感器(7)分別與控制箱(13)連接。2.根據權利要求1所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的支撐盤(4)上連接有至少三個支撐柱(3)，支撐柱(3)的上端與支撐盤(4)連接，下端連接有支撐板(5)，支撐柱(3)均勻分布在支撐盤(4)上以螺紋孔(14)為圓心的圓周上，支撐柱(3)與支撐板(5)用于固定支撐盤(4)，所述的拉力傳感器(7)與拉拔塊(10)設置在支撐盤(4)、支撐板(5)以及支撐柱(3)之間圍城的空間內。3.根據權利要求2所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的支撐柱(3)的軸線與輸出軸(2)的軸線平行。4.根據權利要求1所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的電機滑動軌道包括滑桿(15)，滑桿(15)的下端與支撐盤(4)固定連接，且其軸線與輸出軸(2)的軸線平行設置，電機(I)的外殼(1-1)上設置有滑動耳片(16)，滑動耳片(16)上開設有滑孔且通過該滑孔套設在滑桿(15)上，滑桿(15)與該滑孔之間為間隙配合。5.根據權利要求4所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的滑桿(15)設置至少兩個，且均勻分布在支撐盤(4)上以螺紋孔(14)為圓心的圓周上，滑桿(15)的上端連接有橫桿(17)，相鄰的滑桿(15)連接至少一個橫桿(17)。6.根據權利要求5所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的連桿(6)設置至少兩個，且均勻分布在外殼(1-1)上以輸出軸(2)的軸線為軸心的圓周上;所述的支撐盤(4)上開設有用于貫穿連桿(6)的通孔，該通孔的直徑大于連桿(6)的直徑。7.根據權利要求1所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的拉拔塊(10)上表面的中心位置具有連接桿，該連接桿上連接有連接件，所述的連接件包括U形調節螺母(9)和螺桿(8)，U形調節螺母(9)的兩端均開設有內螺紋，其一端與該連接桿的自由端螺紋配合連接，另一端與螺桿(8)配合連接，拉拔塊(10)通過U形調節螺母(9)和螺桿(8)與拉力傳感器(7)連接。8.根據權利要求1所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的拉拔塊(10)具有拉拔塊內腔(12)，拉拔塊內腔(12)內設置有電加熱元件(11)，電加熱元件(11)與所述的控制箱(13)連接。9.根據權利要求1所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的控制箱(13)上設置有控制器、動力加載模塊、數據采集和存儲模塊、溫度控制模塊和顯示屏，動力加載模塊、數據采集和存儲模塊、溫度控制模塊和顯示屏分別與控制器連接。10.根據權利要求2所述的一種全自動路面材料粘結強度拉拔儀，其特征在于，所述的支撐盤(4)是圓形的，支撐板(5)是圓環形的，厚度為10cm，外徑至少為30cm，內徑為20cm;支撐柱(3)與支撐盤(4)和支撐板(5)均焊接固定，支撐柱(3)的直徑為2cm;拉拔塊(10)為圓形拉拔塊，直徑為150mm或100mm;電機(I)為可逆電機或步進電機，拉力傳感器(7)為S型拉力傳感器、矩形拉力傳感器或圓柱形拉力傳感器。
【文檔編號】G01N3/08GK205538476SQ201620329311
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月19日
【發明人】杜本發, 武建民, 陳振華, 霍強
【申請人】長安大學