螺柱焊剪切模拟试验台的制作方法

本实用新型属于轨道客车车体钢结构门口周围的螺柱焊强度检测装置领域，具体涉及一种螺柱焊剪切模拟试验台。

背景技术：

轨道客车需要用螺柱焊工艺在车体钢结构门口周围的侧墙墙板上焊接若干螺柱，以用来安装滑道，乘客在上下车时不可避免要踩踏到滑道上，因此需要确定螺柱焊后的强度。现有检测手段是在焊后由检测人员利用木锤沿螺柱径向敲击的方式对该螺柱焊的焊接质量进行检测。然而，检测人员的锤击力度一致性差，检测误差存在较大波动，而且当锤击力度过大时还容易导致螺柱弯曲断裂。

如图1所示，若能利用相同材质的螺柱1-2及侧墙墙板1-1，再以完全相同的焊接方式和条件制作焊接成检测样品1，并对该检测样品1上螺柱1-2的焊接强度进行快捷而准确的轴向剪切力模拟实验，则可大大提高螺柱焊焊接强度检测的准确度并提高乘客乘车时的安全性

技术实现要素：

为了解决现有在车体钢结构门口周围的侧墙墙板上用螺柱焊工艺焊接的螺柱，其由检测人员利用木锤沿螺柱径向敲击的方式对该螺柱焊的焊接质量进行检测的旧有方法检测误差存在较大波动，而且当锤击力度过大时还容易导致螺柱弯曲断裂。由于缺少的专用检测设备，目前无法对螺柱焊工艺所完成的检测样品实施精确而稳定的产品质量检验的技术问题，本实用新型提供一种螺柱焊剪切模拟试验台。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下：

螺柱焊剪切模拟试验台，其包括重锤支架、定滑轮机构、绳索机构、重锤机构、样件夹持机构和基座，重锤机构与重锤支架滑动连接，定滑轮机构固连在重锤支架的顶端，绳索机构的一端跨过定滑轮机构并与重锤机构固连，绳索机构的另一端与重锤支架底部的后端活动连接；重锤支架和样件夹持机构的下端均固连于基座的上端面，样件夹持机构位于重锤支架的底部前端。

所述重锤支架包括两个圆管滑轨支柱、顶部连接板、后方导向支柱、垂向轴心导向座和绳索端头固定座；所述两个圆管滑轨支柱的上端均与顶部连接板固连，其三者共同构成一个门型框架；后方导向支柱位于门型框架的后方的竖直中线上，后方导向支柱的上端与顶部连接板固连，其下端与基座的上端面固连；绳索端头固定座与后方导向支柱下端的外侧壁固连；垂向轴心导向座的后端与后方导向支柱上部的前端侧壁固连；定滑轮机构固连于顶部连接板的中线上，顶部连接板的中线前端设有连接板通孔；垂向轴心导向座位于顶部连接板下方，垂向轴心导向座的中心设有导向座垂向通孔。

所述连接板通孔和导向座垂向通孔二者的轴线均位于门型框架的竖直中线上。

所述重锤机构包括砧板、两个侧向滑轮组、配重块芯轴和多个配重环，侧向滑轮组包括槽钢轴座和两个带有圆弧凹面的滚轮，所述两个带有圆弧凹面的滚轮轴线平行，其二者均以槽钢轴座的侧壁为轴座并沿竖直方向上下布置；两个槽钢轴座的后端面均分别与砧板的左、右侧壁固连；配重块芯轴竖直固连与砧板上端面的中心，多个配重环均同轴套在配重块芯轴上。

所述配重块芯轴的上端通过锁具挂环与绳索机构的一个端头连接；带有圆弧凹面的滚轮均与一个对应的圆管滑轨支柱相切并滑动连接；所述绳索机构的另外一个端头上设有挂钩，绳索端头固定座上设有挂环，其二者挂接。

所述样件夹持机构包括水平台、丝母支架和垂向丝杆，丝母支架的水平段前端设有丝母，垂向丝杆与丝母共同形成轴向竖直的丝杠机构，丝母支架的竖直段下端于水平台的上端面固连，水平台的底部基座的上端面固连。

所述水平台的后端面与砧板的前端面之间的距离为5至10毫米。

本实用新型的有益效果是：该螺柱焊剪切模拟试验台，通过圆管滑轨支柱作为门型框架的支柱，并同时兼做重锤机构的滑动导轨，使带有圆弧凹面的滚轮能沿着圆管滑轨支柱上、下滑动。绳索机构通过定滑轮机构将重锤机构起吊并使重锤机构在所需的悬挂高度上定位。样件夹持机构用于对抽检检测样品进行固定，并使抽检检测样品上的螺柱朝向重锤机构所在的一侧。该剪切模拟试验台的重锤机构通过自由落体运动的方式产生给定大小的冲击动量，并以砧板的下端面对待测螺柱进行撞击，以测试其螺柱焊的强度。通过改变配重环的数量或改变重锤机构的悬挂高度，可以灵活调整重锤机构所形成冲击力的大小，使其在完全已知的误差范围内连续可调。

此外该螺柱焊剪切模拟试验台还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是由螺柱和侧墙墙板共同形成的螺柱焊工艺抽检检测样品的立体图；

图2是本实用新型螺柱焊剪切模拟试验台的立体图；

图3是本实用新型螺柱焊剪切模拟试验台的左视图；

图4是本实用新型螺柱焊剪切模拟试验台在另一视角下的立体图；

图5是图4中I部分的局部放大图；

图6是本实用新型样件夹持机构的立体图；

图7是本实用新型重锤机构的立体图；

图8是本实用新型螺柱焊剪切模拟试验台的应用示意图；

图9是本实用新型样件夹持机构的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图2至图7所示，本实用新型螺柱焊剪切模拟试验台包括重锤支架2、定滑轮机构3、绳索机构4、重锤机构5、样件夹持机构6和基座7，重锤机构5与重锤支架2滑动连接，定滑轮机构3固连在重锤支架2的顶端，绳索机构4的一端跨过定滑轮机构3并与重锤机构5固连，绳索机构4的另一端与重锤支架2底部的后端活动连接。重锤支架2和样件夹持机构6的下端均固连于基座7的上端面，样件夹持机构6位于重锤支架2的底部前端。

重锤支架2包括两个圆管滑轨支柱2-1、顶部连接板2-5、后方导向支柱2-2、垂向轴心导向座2-3和绳索端头固定座2-4，两个圆管滑轨支柱2-1的上端均与顶部连接板2-5固连，其三者共同构成一个门型框架。后方导向支柱2-2位于门型框架的后方的竖直中线上，后方导向支柱2-2的上端与顶部连接板2-5固连，其下端与基座7的上端面固连。绳索端头固定座2-4与后方导向支柱2-2下端的外侧壁固连。垂向轴心导向座2-3的后端与后方导向支柱2-2上部的前端侧壁固连。定滑轮机构3固连于顶部连接板2-5的中线上，顶部连接板2-5的中线前端设有连接板通孔2-5-1。垂向轴心导向座2-3位于顶部连接板2-5下方。

连接板通孔2-5-1和导向座垂向通孔2-3-1二者的轴线均位于门型框架的竖直中线上。

重锤机构5包括砧板5-1、两个侧向滑轮组5-2、配重块芯轴5-3和多个配重环5-4，侧向滑轮组5-2包括槽钢轴座5-2-1和两个带有圆弧凹面的滚轮5-2-2，带有圆弧凹面的滚轮5-2-2总体呈沙漏型，两个带有圆弧凹面的滚轮5-2-2轴线平行，其二者均以槽钢轴座5-2-1的侧壁为轴座并沿竖直方向上下布置。两个槽钢轴座5-2-1的后端面均分别与砧板5-1的左、右侧壁固连。配重块芯轴5-3竖直固连与砧板5-1上端面的中心，多个配重环5-4均同轴套在配重块芯轴5-3上。

垂向轴心导向座2-3的中心设有导向座垂向通孔2-3-1，绳索机构4的一端跨过定滑轮机构3后，穿过导向座垂向通孔2-3-1，并与配重块芯轴5-3的上端通过锁具挂环连挂。

带有圆弧凹面的滚轮5-2-2均与一个对应的圆管滑轨支柱2-1相切并滑动连接。绳索机构4的另外一个端头上设有挂钩，绳索端头固定座2-4上设有挂环，其二者挂接。

样件夹持机构6包括水平台6-1、丝母支架6-2和垂向丝杆6-3，丝母支架6-2的水平段前端设有丝母6-2-1，垂向丝杆6-3与丝母6-2-1共同形成轴向竖直的丝杠机构，丝母支架6-2的竖直段下端于水平台6-1的上端面固连，水平台6-1的底部基座7的上端面固连。

水平台6-1的后端面与砧板5-1的前端面之间的距离为5至10毫米。

如图8至图9所示，具体应用本实用新型螺柱焊剪切模拟试验台时，根据待测试的螺柱1-2的直径确定其理论对应的剪切力的数值，并依据经典物理学的动量方程计算所需重锤机构5的总质量和悬挂高度。此后，根据计算确定的重锤机构5的总质量调整配重环5-4的数目，再利用绳索机构4将重锤机构5提升和固定在所需的对应高度上，并通过绳索端头固定座2-4上的挂环将绳索机构4上的挂钩临时固定。

然后，将抽检检测样品1上的直角型侧墙墙板1-1直接放置于水平台6-1上，使直角型侧墙墙板1-1的直角的两个端面分别与水平台6-1的上端面以及水平台6-1的后端面贴合，并使螺柱1-2朝向砧板5-1所在的一侧。此后，用垂向丝杆6-3的下端将直角型侧墙墙板1-1水平端面的上端向下压紧，使抽检检测样品1完全固定。

此后，即可从绳索端头固定座2-4上的挂环上释放绳索机构4上的挂钩，并使重锤机构5在重力的作用下做自由落体运动，并利用其砧板5-1的下端面对螺柱1-2进行锤击，以测试其螺柱焊的强度。