专利名称：路面层间粘结强度测试仪的制作方法
技术领域：
本发明属于测量力的设备技术领域，具体涉及到路面层间粘结强度测试仪。
背景技术：
沥青路面的结构一般是在水泥稳定类或二灰稳定类的半刚性基层分层铺筑沥青混合料面层。桥面上一般也采用沥青混合料做铺装层，沥青各面层间、面层与面层间、沥青铺装层与水泥桥面的粘结至为重要。
专门测试沥青路面或桥面拉力的仪器有桥面防水层拉拔仪，以电动机为动力，采用螺旋升降机结构以及原理，试验时将沥青混合料试件的下端固定在夹具上，螺旋升降机结构拉沥青混合料试件的上端来测试沥青混合料试件的拉力。
专门测试沥青路面或桥面层间剪切力的仪器有桥面防水层电动剪切仪，其结构与桥面防水层拉拔仪完全相同，水平放置，试验时将沥青混合料试件的一端固定在夹具上，螺旋升降机结构推沥青混合料试件的另一端来测试剪切力。
上述几种测试沥青混和料试件的拉力、剪切力仪器，功能单一，不能既可测试拉力，又可测试剪切力，而且仪器笨重，不便携带在野外现场进行测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述几种测试沥青路面或桥面层间拉力仪、沥青路面或桥面层间剪切力仪的缺点，提供一种设计合理、结构简单、重量轻、测试数据准确可靠、携带方便、可在现场进行测试沥青路面或桥面层间的拉力和剪切力的路面层间粘结强度测试仪。
解决上述技术问题所采用的技术方案是在机架上的左侧设置有电动机、右侧设置有通过传动机构与电动机相联的减速器，在减速器上设置有光电编码器和可编程控制器，可编程控制器通过电缆与光电编码器和计算机相连，在机架下设置有力矩平衡杆和上端与减速器相联、下端与偏心转换机构相联接的控制机构，偏心转换机构的下端设置有拉力传感器或与联轴器联接的扭矩传感器，在拉力传感器或扭矩传感器的下端设置有夹持机构。
本发明的减速器为在箱体上设置有与轴承盖联接的箱体盖，轴承盖上设置有编码器支架，在轴承盖内设置有与编码器轴联接与蜗杆啮合的蜗轮，编码器轴与编码器相联，蜗杆与传动机构相联，在箱体的底部设置有轴套，蜗轮与轴承盖之间以及蜗轮与轴套之间设置有轴承，在箱体的底部设置有垫板。本发明的控制机构为与垫板联接的丝杆螺母固定架内设置有上下端穿插出丝杆螺母固定架的丝杆，丝杆的上端与蜗轮联接、下端与偏心转换机构联接，丝杆螺母固定架内设置有与丝杆相联的上下安装有轴承的丝杆螺母，丝杆螺母的径向设置有摩擦片或摩擦块以及加工有孔或槽，在丝杆螺母固定架上设置有插销导套，在插销导套内设置外部套装有弹簧与丝杆螺母活动插接的插销，插销导套的端部设置有堵头。本发明的偏心转换机构为与丝杆联接的法兰盘下设置有偏心座，在偏心座内设置有偏心体，在偏心座下端设置有下端与剪切接口联接的下垫板，偏心体上设置有珠架和上垫板，下垫板的中心位置加工有22～36mm的中心孔，剪切接口的下端加工有挂钩，在剪切接口中心位置设置有防尘盖，外径为12～18mm的拉杆的上端穿过防尘盖与偏心体联接、下端设置有螺套。本发明的联轴器为在上半联轴器上径向设置有销，上半联轴器下设置有与下半联轴器联接的十字联轴体，下半联轴器与扭矩传感器联接。
本发明的控制机构的丝杆螺母的径向加工有径向螺孔，径向螺孔内设置有摩擦片或摩擦块，在丝杆螺母每相邻两个摩擦片或摩擦块之间圆周方向加工有槽或径向孔。
本发明的摩擦片或摩擦块为有机非金属材料片或块，或为混合非金属材料片或块。
本发明的说联轴器的上半联轴器的下表面径向加工有一道矩形槽，十字联轴体的上表面径向加工有一条宽和长与上半联轴器的矩形槽的长和宽相等的矩形凸块，十字联轴体的下表面径向与上表面凸块成90°的位置加工有一条矩形凸块，下半联轴器的上端面加工有宽和长与十字联轴体下表面的矩形凸块相同的一条矩形槽。
本发明采用电动机为动力，经减速器减速，再经控制机构转换成螺旋升降轴向移动，可测试沥青路面或桥面层间粘结的拉力，另一种为旋转运动，可测试沥青路面或桥面层间的扭转剪切力。本发明与桥面防水层拉拔仪、桥面防水层电动剪切仪相比，具有设计合理、结构简单、重量轻、测试数据准确可靠、携带方便，可在现场进行测试沥青路面或桥面层间粘结强度等优点，可在沥青混凝土道路的新建和维修中用于测试不同接触界面的层间粘结强度，也可测试其它两种不同材料接触界面的粘结强度。
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是本发明的扭矩传感器17与联轴器的联接示意图。
图4是图1中减速器2和控制机构3的结构示意图。
图5是图1中偏心转换机构4的结构示意图。
图6是图1中夹持机构8的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1在图1、2、3中，本实施例的路面层间粘结强度测试仪是由光电编码器1、减速器2、控制机构3、偏心转换机构4、力矩平衡杆5、拉力传感器6、机架7、夹持机构8、计算机9、从动链轮10、链条11、主动链轮12、可编程控制器13、电动机14、销15、上半联轴器16、十字联轴体17、下半联轴器18、扭矩传感器19联接构成，其中销15、上半联轴器16、十字联轴体17、下半联轴器18联接成联轴器。
在机架7上的左侧用螺纹紧固联接件固定安装有电动机14，电动机14为本发明提供动力，在机架7上的右侧用螺纹紧固联接件固定联接有减速器2，电动机14的输出轴上用联接件键联接安装有主动链轮12，减速器2上安装有从动链轮10和可编程控制器13以及光电编码器1，可编程控制器13的型号为DVP14SST2，为市场销售商品，主动链轮12与从动链轮10用链条11相联。该链轮链条传动也可采用机械设计常规的传动机构，如皮带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动。光电编码器1用于记录被测试的沥青混合料试件的拉长位移以及旋转的角速度位移并转换成电信号输出到可编程控制器13，可编程控制器13对输入的电信号进行处理，将处理过的数字信号输出到计算机9，由计算机9显示出结果。在机架7下安装有力矩平衡杆5，在机架7下还安装有控制机构3，控制机构3的上端与减速器2相联、下端通过螺纹与偏心转换机构4相联接，偏心转换机构4的下端通过螺纹与拉力传感器6相联接，本实施例的拉力传感器6为静态传感器，型号为JN338F为市场上销售的商品，也可采用其它型号的力传感器，采用不同量程的力传感器，可测不同大小的力。拉力传感器6的下端通过螺纹紧固联接件固定联接有夹持机构8，试验时被测试的沥青混合料试件安装在夹持机构8内。当电动机14旋转时，经蜗轮蜗杆传动，减速器2减速，控制机构3将旋转运动转换成垂直方向的直线移动和旋转运动，或只作旋转运动，偏心转换机构4用于调整测拉力时的同轴度。取掉拉力传感器6，将扭矩传感器19通过联轴器安装在偏心转换机构4下端，本发明将可测试沥青混合料试件的扭转剪切力。
图3给出了扭矩传感器19与联轴器的联接示意图。在图3中，本实施例的联轴器由销15、上半联轴器16、十字联轴体17、下半联轴器18联接构成。上半联轴器16的上端径向安装有销15，测试沥青混合料试件的扭转剪切力时，将销15挂在偏心转换机构4的下端。上半联轴器16的下表面中心位置径向加工有一道矩形槽，十字联轴体17的上表面中心位置径向加工有一条矩形凸块，矩形凸块的宽和长与上半联轴器16的矩形槽的长和宽相等，矩形凸块安装在上半联轴器16的矩形槽内，在十字联轴体17的下表面中心位置径向与上表面凸块成90°的位置加工有一条矩形凸块，下半联轴器18的上端面加工有一道矩形槽，矩形槽的宽和长与十字联轴体17下表面的矩形凸块相同，十字联轴体17的下表面的矩形凸块安装在下半联轴器18上端面的矩形槽内，扭矩传感器19的上端安装在下半联轴器18上。测试沥青混合料试件的扭转剪切力时，将扭矩传感器19的下端用螺纹紧固联接件与夹持机构8相联接。
在图4中，本实施例的减速器2是由编码器支架2-1、编码器轴2-2、轴承盖2-3、箱体盖2-4、蜗轮2-5、蜗杆2-6、箱体2-7、轴套2-8、垫板2-9联接构成。在箱体2-7上端用螺纹紧固联接件固定联接有箱体盖2-4，箱体盖2-4上用螺纹紧固联接件固定联接有轴承盖2-3，轴承盖2-3上用螺纹紧固联接件固定联接有编码器支架2-1，编码器支架2-1用于安装光电编码器1，在箱体2-7内安装有蜗轮2-5，蜗轮2-5上用螺纹紧固联接件固定联接有编码器轴2-2，编码器轴2-2与光电编码器1相联接，蜗轮2-5旋转，带动编码器轴2-2转动，蜗轮2-5与轴承盖2-3之间安装有上轴承，蜗杆2-6用联接件键与从动链轮10相联接，在箱体2-7的底部安装有轴套2-8，下轴承安装在轴套2-8与蜗轮2-5之间，在箱体2-7的底部用螺纹紧固联接件固定联接有垫板2-9，垫板2-9用于与控制机构3相联接。
本实施例的控制机构3是由丝杆螺母3-1、顶丝3-2、橡胶垫3-3、丝杆螺母固定架3-4、丝杆3-5、插销导套3-6、弹簧3-7、堵头3-8、插销3-9联接构成。丝杆螺母固定架3-4用螺纹紧固联接件与垫板2-9固定联接，丝杆3-5的上下端穿插出丝杆螺母固定架3-4，丝杆3-5的上端用联接件键与蜗轮2-5相联接、下端与偏心转换机构4联接，丝杆螺母固定架3-4内安装有丝杆螺母3-1，丝杆螺母3-1通过螺纹与丝杆3-5联接，丝杆螺母固定架3-4内丝杆螺母3-1上下安装有轴承，丝杆螺母3-1的径向均布加工有4个径向螺孔，4个径向螺孔内安装有橡胶垫3-3，橡胶垫3-3为摩擦片或摩擦块的一个实施例，也可采用胶木片或块、有机非金属材料片或块、混合非金属材料片或块。径向螺孔内通过螺纹联接安装有顶丝3-2，调整顶丝3-2，可将橡胶垫3-3与丝杆3-5接触，用于增加丝杆3-5与丝杆螺母3-1之间的摩擦力，在丝杆螺母3-1圆周方向每相邻两个径向螺孔之间加工有1道槽，丝杆螺母固定架3-4的左侧径向加工有螺孔。在丝杆螺母固定架3-4上的螺孔内通过螺纹联接有插销导套3-6，在插销导套3-6内安装有插销3-9，插销3-9的外部套装有弹簧3-7，插销导套3-6的左端通过螺纹联接安装有堵头3-8，插销3-9的右端伸出插销导套3-6的右端并穿过丝杆螺母固定架3-4的螺孔插入丝杆螺母3-1的圆周槽孔内，蜗轮2-5带动丝杆3-5旋转时，丝杆3-5上下移动和转动。当插销3-9的右端从丝杆螺母3-1的圆周槽孔内被拔出时，丝杆3-5和丝杆螺母3-1一起转动，实现对旋转运动与平移运动相互转换的控制。
在图5中，本实施例的偏心转换机构4由偏心座4-1、偏心体4-2、剪切接口4-3、拉杆4-4、螺套4-5、防尘盖4-6、下垫板4-7、珠架4-8、上垫板4-9、法兰盘4-10联接构成。法兰盘4-10通过螺纹与丝杆3-5联接，法兰盘4-10上用螺纹紧固联接件与偏心座4-1相联接，在偏心座4-1内安装有偏心体4-2，偏心体4-2的形状为圆盘形结构，在偏心座4-1的下端用螺纹紧固联接件联接有下垫板4-7，偏心体4-2与下垫板4-7之间安装有珠架4-8，珠架4-8的上表面安装有上垫板4-9，偏心体4-2的中心位置加工有螺孔，下垫板4-7的中心位置加工有30mm的中心孔，下垫板4-7的下端用螺纹紧固联接件联接有剪切接口4-3，剪切接口4-3的下端加工有槽形挂钩，槽形挂钩用于测试沥青混合料试件的扭转剪切力时安装联轴器用，在剪切接口4-3中心位置还安装有防尘盖4-6，防尘盖4-6为海绵体，拉杆4-4的上端穿过防尘盖4-6通过螺纹安装在偏心体4-2的中心螺孔内、下端悬挂有螺套4-5，螺套4-5用于与拉力传感器6通过螺纹联接。本实施例的拉杆4-4外径为15mm，拉杆44和偏心体4-2可在下垫板4-7的中心孔内前后左右移动，用于消除不同轴度的弯曲应力。
在图6中，本实施例的夹持机构8由立柱8-1、锁紧螺母8-2、弹性卡头套8-3、锁紧丝杆8-4、弹性卡头8-5联接构成。立柱8-1的上端用螺纹紧固联接件与拉力传感器6的下端联接、下端通过螺纹与弹性卡头套8-3联接，在弹性卡头套8-3内套装有弹性卡头8-5，弹性卡头8-5用于在现场夹住沥青混合料试件进行测试沥青混合料试件的拉力和扭转剪切力。在弹性卡头8-5上端中心孔内套装有锁紧丝杆8-4，锁紧丝杆8-4的下端与弹性卡头8-5上端内表面之间安装有轴承，锁紧丝杆8-4的上端穿插出弹性卡头套8-3上端面通过螺纹与锁紧螺母8-2联接，在锁紧螺母8-2的下端面与弹性卡头套8-3的上端面之间锁紧丝杆8-4外套装有轴承，顺转锁紧螺母8-2，可使弹性卡头套8-3上升并产生弹性变形，将沥青混合料试件夹紧。
实施例2本实施例偏心转换机构4的下垫板4-7中心位置加工有22mm中心孔，拉杆4-4的外径为12mm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3本实施例偏心转换机构4的下垫板4-7中心位置加工有36mm中心孔，拉杆4-4的外径为18mm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
权利要求
1.一种路面层间粘结强度测试仪，其特征在于在机架(7)上的左侧设置有电动机(14)右侧设置有通过传动机构与电动机(14)相联的减速器(2)，在减速器(2)上设置有光电编码器(1)和可编程控制器(13)，可编程控制器(13)通过电缆与光电编码器(1)和计算机(9)相连，在机架(7)下设置有力矩平衡杆(5)和上端与减速器(2)相联、下端与偏心转换机构(4)相联接的控制机构(3)，偏心转换机构(4)的下端设置有拉力传感器(6)或与联轴器联接的扭矩传感器(19)，在拉力传感器(6)或扭矩传感器(19)的下端设置有夹持机构(8)。
2.按照权利要求1所述的路面层间粘结强度测试仪，其特征在于所说的减速器(2)为在箱体(2-7)上设置有与轴承盖(2-3)联接的箱体盖(2-4)，轴承盖(2-3)上设置有编码器支架(2-1)，在轴承盖(2-3)内设置有与编码器轴(2-2)联接与蜗杆(2-6)啮合的蜗轮(2-5)，编码器轴(2-2)与编码器(1)相联，蜗杆(2-6)与传动机构相联，在箱体(2-7)的底部设置有轴套(2-8)，蜗轮(2-5)与轴承盖(2-3)之间以及蜗轮(2-5)与轴套(2-8)之间设置有轴承，在箱体(2-7)的底部设置有垫板(2-9)；所说的控制机构3为与垫板(2-9)联接的丝杆螺母固定架(3-4)内设置有上下端穿插出丝杆螺母固定架(3-4)的丝杆(3-5)，丝杆(3-5)的上端与蜗轮(2-5)联接、下端与偏心转换机构4联接，丝杆螺母固定架(3-4)内设置有与丝杆(3-5)相联的上下安装有轴承的丝杆螺母(3-1)，丝杆螺母(3-1)的径向设置有摩擦片或摩擦块以及加工有孔或槽，在丝杆螺母固定架(3-4)上设置有插销导套(3-6)，在插销导套(3-6)内设置外部套装有弹簧(3-7)与丝杆螺母(3-1)活动插接的插销(3-9)，插销导套(3-6)的端部设置有堵头(3-8)；所说的偏心转换机构4为与丝杆(3-5)联接的法兰盘(4-10)下设置有偏心座(4-1)，在偏心座(4-1)内设置有偏心体(4-2)，在偏心座(4-1)下端设置有下端与剪切接口(4-3)联接的下垫板(4-7)，偏心体(4-2)上设置有珠架(4-8)和上垫板(4-9)，下垫板(4-7)的中心位置加工有22～36mm的中心孔，剪切接口(4-3)的下端加工有挂钩，在剪切接口(4-3)中心位置设置有防尘盖(4-6)，外径为12～18mm的拉杆(4-4)的上端穿过防尘盖(4-6)与偏心体(4-2)联接、下端设置有螺套(4-5)；所说的联轴器为在上半联轴器(16)上径向设置有销(15)，上半联轴器(16)下设置有与下半联轴器(18)联接的十字联轴体(17)，下半联轴器(18)与扭矩传感器(19)联接。
3.按照权利要求2所述的路面层间粘结强度测试仪，其特征在于所说控制机构(3)的丝杆螺母(3-1)的径向加工有径向螺孔，径向螺孔内设置有摩擦片或摩擦块，在丝杆螺母(3-1)每相邻两个摩擦片或摩擦块之间圆周方向加工有槽或径向孔。
4.按照权利要求3所述的路面层间粘结强度测试仪，其特征在于所说的摩擦片或摩擦块为有机非金属材料片或块，或为混合非金属材料片或块。
5.按照权利要求2所述的路面层间粘结强度测试仪，其特征在于所说联轴器的上半联轴器(16)的下表面径向加工有一道矩形槽，十字联轴体(17)的上表面径向加工有一条宽和长与上半联轴器(16)的矩形槽的长和宽相等的矩形凸块，十字联轴体(17)的下表面径向与上表面凸块成90°的位置加工有一条矩形凸块，下半联轴器(18)的上端面加工有宽和长与十字联轴体(17)下表面的矩形凸块相同的一条矩形槽。
全文摘要
一种路面层间粘结强度测试仪，在机架上的左侧设有电动机、右侧设有通过传动机构与电动机相联的减速器，在减速器上设有光电编码器和可编程控制器，可编程控制器通过电缆与光电编码器和计算机相连，在机架下设有力矩平衡杆和上端与减速器相联、下端与偏心转换机构相联接的控制机构，偏心转换机构的下端设有拉力传感器或与联轴器联接的扭矩传感器，在拉力传感器或扭矩传感器的下端设置有夹持机构。它有设计合理、结构简单、重量轻、测试数据准确可靠、携带方便，可在现场进行测试沥青路面或桥面层间粘结强度等优点，可在沥青混凝土道路的新建和维修中用于测试不同接触界面的层间粘结强度和其它两种不同材料接触界面的粘结强度。
文档编号G01N3/00GK1603782SQ20041007320
公开日2005年4月6日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者刘廷国, 赵永利, 孟海平 申请人:河南省高远公路养护设备有限公司