螺旋式轴压实验位移计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测量装置，尤其是一种土木工程实验用的螺旋式轴压试验位移计。
【背景技术】
[0002]轴压试验是土木工程试验的重要组成部分，为满足科研和工程需要，实验室中经常要进行柱构件的足尺寸轴压试验，构件高度常在3m以上，轴向位移一般高于目前的位移计量程范围。
[0003]当今土木工程试验所使用位移计主要有两种:电子位移计和机械位移计。电子位移计精度较高，但是其使用条件苛刻，数据导出必须使用有专用接口的应变采集仪，而且容易损坏。机械位移计主要是百分表和千分表，这种位移计不便于安装、量程小，精度差，目前已不适于实验室使用。
【发明内容】
[0004]发明目的:提供一种高精度、便于安装、大量程的螺旋式轴压实验位移计，以解决现有技术存在的上述问题。
[0005]技术方案:一种螺旋式轴压实验位移计，包括固定筒、转动连接于所述固定筒一端的旋转筒、以及与所述旋转筒同轴并螺纹连接的螺纹杆；沿所述固定筒长度的方向开设有通孔，沿所述旋转筒的周向设置有刻度，所述螺纹杆的端部一体成型或固定连接有顶板。
[0006]在进一步的实施例中，所述固定筒的一端设置有截面为L型的凸起，所述旋转筒包括同轴线的内筒和外筒，所述内筒的下部与固定筒的凸起之间设置有滚珠或轴承，所述内筒的内侧面具有与所述螺纹杆适配的螺纹部。所述内筒的下部设置有挡止部。所述固定筒和旋转筒的接触部设置有平面轴承。所述通孔一侧标有刻度线，或者所述通孔内填充有透明材料，所述材料上设置有刻度。所述螺纹杆的端部涂有标志色，以便于确认螺纹杆的移动距离。
[0007]有益效果:与现有技术相比，本发明具有安装使用方便、有效量程大、以及精度高的优点。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构示意图。
[0009]图2是本发明的局部剖视图。
[0010]图3是旋转筒和固定筒连接处的横向剖视图。
[0011]图4是本发明螺纹杆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明的螺旋式轴压实验位移计主要包括固定筒1、旋转筒2和螺纹杆31。其中，旋转筒2转动连接于所述固定筒一端、螺纹杆与所述旋转筒同轴并螺纹连接31。沿所述固定筒长度的方向开设有通孔11，沿所述旋转筒的周向设置有刻度21，所述螺纹杆的端部一体成型或固定连接有顶板32。
[0013]在使用时，固定筒和螺纹杆收到挤压，螺纹杆向下运动的同时，使旋转筒绕轴线转动，螺纹杆每转一个螺距，旋转筒会旋转一周，因此，可通过螺纹杆移动的长度和旋转筒上的刻度来计算轴向位移。由上述结构可知，本发明的制造使用较为简单，可在各种条件下使用。
[0014]如图2所示，所述固定筒的一端设置有截面为L型的凸起14，所述旋转筒包括同轴线的内筒和外筒，所述内筒的下部与固定筒的凸起之间设置有滚珠或轴承4，所述内筒的内侧面具有与所述螺纹杆适配的螺纹部41。
[0015]需要说明的是，旋转筒和固定筒的连接方式有多种，图2所示的为一种优选方式，其通过滚珠或轴承的方式实现相互转动。其中，可将旋转筒内筒的下部和固定筒的凸起部设计成轴承的内圈和外圈，其间设置保持架和滚珠。或者，将内筒的下部和固定筒的凸起部分别设计成可拆分的滚针轴承。
[0016]在进一步的实施例中，为使旋转筒和固定筒之间紧密连接，所述内筒的下部设置有挡止部23。为了减少由于旋转筒受压而导致旋转筒和固定筒之间旋转不畅，进而增加测量误差，可以在所述固定筒和旋转筒的接触部设置有平面轴承。旋转筒和固定筒之间的作用力施加于平面轴承上，而且平面接触部上，可减少旋转筒摩擦较大而产生的误差。
[0017]在进一步的实施例中，为了便于读数，可以在所述通孔一侧标有刻度线12，或者所述通孔内填充有透明材料，所述材料上设置有刻度。通过这种方式，技术人员可以直接读取数据，简单方便。
[0018]更近一步的，所述螺纹杆的端部涂有标志色，以便于确认螺纹杆的移动距离。
[0019]某个工程案例如下:
顶板的厚度为3mm，直径为10mm圆招合金板。螺纹杆的有效直径20mm，长250mm，螺纹长度240mm，螺距0.5mm，材质为不锈钢。旋转筒与固定筒均为招合金材质。旋转筒分为内外两层，夕卜层为3mm厚碗状结构，内层为外径28mm、内径22mm的空心筒，且内层筒上部和底部各套丝2mm和有效直径20mm、螺距0.5mm的螺纹，旋转筒底部凸出2mm与固定筒扣紧。固定筒为外径100mm、内径96_、长130mm的招合金空心筒。旋转筒与固定筒连接处采用滚珠轴承。
[0020]沿旋转筒的周长均匀做10等分，划一道长刻度线，编号0、5、10、15、25、30、35、40、45,0 ;每两道长刻度线之间做5等分，画5道短刻度线。
[0021]在固定筒的表面竖直开一道宽3mm的槽，槽边上下缘距离筒上下边缘各5mm。从槽中可直接观测到螺纹杆。沿槽的一侧边缘画竖直线，并每隔Imm画一道长刻度线，编号1、2、3...，每两道长刻度线间等分画一道短刻度线。
[0022]轴压试验使用中，顶板和固定筒受到挤压作用使与顶板相连接的螺纹杆向固定筒内部运动，由于螺纹间的相互作用，旋转筒会绕着螺纹杆旋转。螺纹杆每深入I级螺纹，就向内运动I个螺距0.5mm长度，旋转筒因为与螺纹杆螺距相同，也会旋转I周，而固定筒不转动。旋转筒上的短刻度线将旋转筒50等分，则每转动I个刻度对应螺纹杆运动距离为50分之一螺距，即为0.01mm。而螺纹杆的宏观位移可根据股东筒槽口处竖向刻度观察。
[0023]在试验开始前，将该位移计的顶板与压力机施压端可靠连接，并将固定筒可靠固定；使顶板与压力机施压端一同运动，固定筒不可转动和移动。记录位移计的初始读数，在试验中记录位移计的实时读数，初读数与实时读数的差值即为试验的实际轴向位移。
[0024]本位移计的读数方法如下:
先读取固定筒上竖向刻度的读数，假设螺纹杆端部处在15和16刻度之间且在二者中间刻线之前(15 —侧)则读数为15，否则为15.5。
[0025]再读取旋转筒的读数。如附图1，固定筒开槽处边缘的竖直线处于低20条刻度线和第21条刻度线之间，则精确读数为0.20mm,估读一位读数，假设为0.005mm,则读数为
0.205mm。
[0026]固定筒读数加旋转筒读数即为位移计读数，示例读数为15+0.205=15.205mm。
[0027]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1.一种螺旋式轴压实验位移计，其特征在于，包括固定筒(I)、转动连接于所述固定筒一端的旋转筒(2)、以及与所述旋转筒同轴并螺纹连接的螺纹杆(31);沿所述固定筒长度的方向开设有通孔(11)，沿所述旋转筒的周向设置有刻度(21)，所述螺纹杆的端部一体成型或固定连接有顶板(32)。2.如权利要求1所述的螺旋式轴压实验位移计，其特征在于，所述固定筒的一端设置有截面为L型的凸起(14)，所述旋转筒包括同轴线的内筒和外筒，所述内筒的下部与固定筒的凸起之间设置有滚珠或轴承(4)，所述内筒的内侧面具有与所述螺纹杆适配的螺纹部(41)。3.如权利要求2所述的螺旋式轴压实验位移计，其特征在于，所述内筒的下部设置有挡止部(23)。4.如权利要求1至3任一项所述的螺旋式轴压实验位移计，其特征在于，所述固定筒和旋转筒的接触部设置有平面轴承。5.如权利要求1所述的螺旋式轴压实验位移计，其特征在于，所述通孔一侧标有刻度线(12)，或者所述通孔内填充有透明材料，所述材料上设置有刻度。6.如权利要求1所述的螺旋式轴压实验位移计，其特征在于，所述螺纹杆的端部涂有标志色，以便于确认螺纹杆的移动距离。
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋式轴压实验位移计，包括固定筒、转动连接于所述固定筒一端的旋转筒、以及与所述旋转筒同轴并螺纹连接的螺纹杆；沿所述固定筒长度的方向开设有通孔，沿所述旋转筒的周向设置有刻度，所述螺纹杆的端部一体成型或固定连接有顶板。本发明具有安装使用方便、有效量程大、以及精度高的优点。
【IPC分类】G01B5/02
【公开号】CN105066832
【申请号】CN201510424049
【发明人】伍凯, 张贺, 曹平周, 桑胜涛, 陈 峰
【申请人】河海大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月17日