一种石材挂件组合抗震试验装备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种石材挂件组合抗震试验装备，包括气动系统、电控系统、试验工作台，气动控制系统包括气缸、调速阀、电磁阀、调压阀以及气源；在各个工位上的气缸输入与输出管路上各设有一个调速阀，调速阀输出端与气缸上部或者下部连接，调速阀输入端与电磁阀连接，电磁阀与调压阀连接，调压阀与气源连接。本发明将气动系统、电控系统和试验工作台有机的联接起来，实现了试验装置的系统化和自动化控制，并且操作方便，测试精度高，测量误差小，工作效率高，适用范围广。
【专利说明】
一种石材挂件组合抗震试验装备
技术领域
[0001]本发明属于测试设备中机械制造技术领域，具体适用于干挂石材单个挂件组合单元抗震性能的测定装备。
【背景技术】
[0002]石材向来凭借着其高贵典雅的外观深受家装市场的青睐，近年来天然石材的销量始终一路走高。适用于干挂石材包括天然花岗石、天然大理石、天然石灰石、天然砂岩等天然石材和加工合成的建筑板材、花线、实心柱体等用于干挂饰面工程的各类人造石材和建筑装饰用微晶。而大部分石材需要与挂件组合进行装饰，抗震性作为石材挂件产品重要的安全性能之一，越来越受到用户的重视。目前国内关于石材单个挂件组合单元抗震性能的检测设备尚无整套的成熟检测设备，且大多数停留在简单的功能化测试，操作机械化。为了解决各厂商生产的各种石材与挂件组合在进入市场前如何对它的质量进行试验、认证。在此前提与背景下，研发设计石材挂件组合抗震试验机。此设备解决了石材生产厂家、购买方、质量监督部门对产品进行质量检验以及认证。与国内早期同样试验目的的产品相比，本发明发明的试验设备有着明显的优势:轻量化、自动化、智能化、实用化，设备更安全、美观，更符合实际使用抗震环境，且可以实现多工位同时试验，同时通过自动化监控系统，随时监控某工位挂件的损坏，且试验品方便拆卸。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种石材挂件组合抗震试验装备，该试验装置实现了试验装置的系统化和自动化控制，并且操作方便，测试精度高，测量误差小，工作效率高，适用范围广。
[0004]本发明的技术方案是:一种石材挂件组合抗震试验装备，其特征是包括气动系统、电控系统、试验工作台，气动控制系统包括气缸、调速阀、电磁阀和调压阀;在各个工位上的气缸输入与输出管路上各设有一个调速阀，调速阀输出端与气缸上部或者下部连接，调速阀输入端与电磁阀连接，电磁阀与调压阀连接，调压阀与气源连接；
[0005]电控系统包括拉压力传感器、电源模块、控制器PLC模块、模拟量模块、数字量模块和人机交互触摸屏；电源模块与所有电器元件连接，负责为整个试验机提供电源供应，模拟量模块的输入端与拉压力传感器连接，输出端与控制器PLC模块连接;数字量模块的输入端与控制器PLC模块连接，输出端与气缸连接;人机交互触摸屏与控制器PLC模块连接；
[0006]所述试验工作台包括设备主体框架、放置于试验设备各个工位的实验平台尼龙板、转接头、连接板、用于压紧样品的快速压紧器和快换夹具，其中在连接板上面设有上导轨，在下模板下面设有两个下导轨;拉压力传感器上部与转接头下部连接，转接头上部与气缸连接，气缸固定在连接板上，连接板固定在上导轨上，快换夹具另一头与拉压力传感器下部连接，下模板上安装压紧器连接片;下模板与上模板之间通过压簧实现软接触。
[0007]本发明将气动系统、电控系统和试验工作台有机的联接起来，实现了试验装备的系统化和自动化控制。
[0008]电控系统，解决对气缸运动、拉压力的精确控制，能够对试验过程进行精确计次，同时可以采集出挂件被破坏时的最大荷载。友好的人机界面设计能够方便试验员的操作，实现了整个试验过程的自动化运行，提高了试验效率。
[0009]气动系统，能够精密控制进气流量，进一步的控制气缸的拉压力，高效执行电气控制系统指令，能够稳定输出200N拉压力的功能，保证了试验过程完全按照GB/T 9966.10进行。
[0010]试验工作台，提供整体的设备构造及试验平台。试验平台能够方便样品的安装，试验夹具设计完全满足GB/T 9966.7-2001《天然石材试验方法第7部分:石材挂件组合单元挂装强度试验》对侧面开槽试件与背面钻孔试件的相关要求，能够高精度的均匀加力。
[0011]本发明解决了夹具平台达到模拟楼体震动且与被测样品不发生刚性接触等难题，实现了200N静拉压力的换向，使试验能够严格按照GB/T 9966.10《天然石材试验方法第10部分:挂件组合单元抗震性能的测定》的要求，通过在单个挂件组合单元上不断加载和卸载规定负荷，测定10万次加载和卸载后挂件组合单元的外观变化和挂装强度，从而评定单个挂件组合单元抗疲劳性能。同时能够实现多工位、全自动化控制试验。
【附图说明】
[0012]图1是石材与挂件组合抗震试验机示意图。
[0013]图2-1是单个试验工位结构的正视图。
[0014]图2-2是图2-1的左视图。
[0015]图2-3是图2-1的俯视图。
[0016]图3是单工位结构侧视图。
[0017]图4是单工位气路控制图。
[0018]图5是电气控制示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本
【发明内容】
进行详细说明。
[0020]—种石材挂件组合抗震试验装备，包括气动系统、电控系统和试验工作台。
[0021]如图4所示，其中气动系统，主路进气分五路分别进入各个工位，以单工位为例，压缩空气经过精密调压阀(16)的调节后可以实现压力可调，电磁阀(14)控制压缩空气的方向，进一步控制气缸(11)的运动，进而向样品施加标准规定的拉压力。
[0022]如图5所示，其中电动控制系统所述电控系统中电源模块(20)负责为整个试验机提供电源供应，控制器模块(18)为可编程逻辑控制器PLC，负责整个试验的过程的控制，其中模拟量模块(21)、拉压力传感器模块(10)负责采集气缸加载在石板上的力值，并且通过数字量模块(19)控制气缸(11)电磁阀产生振动，并且对整个过程进行计数，触摸屏(17)人机交互将试验运行的整个状态参数实时显示，方便试验人员的操作与管理，可进行试验参数设定与观察试验进度
[0023]其中试验工作台包括设备整体框架结构系统、满足单工位试验需求的震动式安装平台、拉压力与石材挂件组合连接夹具系统。整个试验平台通过上导轨(12)实现平面Y向可调，通过两个下导轨(8)实现平面X向移动可调。
[0024]如图1所示，整体框架包括主体台架、封板、有机玻璃门、五个试验工位等。各个试验工位相互独立，互不干扰，有机玻璃门保证了试验过程中的安全性，试验工位巧妙的将样品固定在试验台面。
[0025]如图3、图4和图5所示，石材挂件组合抗震试验机试验步骤，以下仅对单个工位进行说明:取试验样品五块，将十块天然石材，切割成300mmX300mmX30mm的样品块，然后将五块放置于试验机五个工位的实验平台尼龙板(4)上，快速压紧器(9)手动压紧，将试验件挂件组合与石材安装缝用干挂胶填充，挂件组合另一端与快换夹具(5)螺栓连接，拉压力传感器(1)上部与转接头(6)下部连接，转接头上部与气缸(11)通过螺栓连接，气缸(11)固定在连接板(7)上，气缸连接板固定在导轨(12)上螺栓锁紧，快换夹具(5)另一头与拉压力传感器(10)下部螺栓连接，下模板(I)上直接螺栓安装压紧器连接片(2)，下模板与上模板(3)之间通过压簧(13)实现软接触，震动接触，如图2-1、图2-2和图2-3所示。当整个工位的所有零件连接锁紧后，气源(22)供气，施力气缸(11)通气，气缸上部正压，提供200N静压力，然后电磁阀(14)换向，气缸下部正压提供200N静拉力，拉力200N通过精密调压阀(16)调整气源气压保证，换向时间ls，换向时间通过调速阀(15)调整实现。以上动作完成为单次试验，整个动作顺序完成后，以同样的方法顺序将其他工位实现连接，待各个工位都完成手动连接，校准后，操作人员关上安全门，PLC控制系统控制各个工位，依此节奏循环十万次试验。试验应根据挂件类型，选择最薄弱的方向。试验完毕后观察描述外观变化，挂件是否出现松动或脱落。每组试样十块，剩余五块与经过试验的五块作比较。
[0026]工作过程
[0027]1.启动电源，检查各部分是否正常。试验开始前，须对拉压力传感器进行校准。
[0028]2.将试验样品切割成规定大小，将五块试验样品固定在抗震试验台上夹紧，夹具与石材之间应加胶垫。以此避免样品与夹具之间的刚性连接。
[0029]3.进行手动调节，保证每次施加在样品上的拉压力为200N±2N，如果拉压力超过该范围，则将精密调压阀(16)的值调小，如果拉压力不足，则将精密调压阀(16)的值稍微调大一些。按照此步骤直到拉压力满足要求。
[0030]4.按照GB/T 9966.10试验总次数为10万次，然后启动试验按钮按下，试验自动开始。
[0031]5.根据GB/T 9966.10，试验采用拉力或压力应根据挂件类型，选择最薄弱的方向。固定负载在挂件上，对挂件组合单元间歇提供200N ± 2N垂直拉力或压力。
[0032]6.试验完毕后观察描述外观变化，挂件是否出现松动或脱落。
[0033]7.将五块试验样品和五块参比样品分别放在200C +2 0C的蒸馏水中，浸泡48h后取出，用抒干的湿毛巾将试样表面水分擦去。
[0034]8.分别将五块试验样品和五块参比样品固定在平台上，按GB/T9966.7—2001试验方法测定挂件组合单元挂装强度。
[0035]9.根据GB/T 9966.10要求，记录破坏时的最大载荷，并且描述破坏状态。用游标卡尺测量试样破坏部位的尺寸，如槽宽、槽深、孔径、孔深等，精确至0.1mm。
【主权项】
1.一种石材挂件组合抗震试验装备，其特征在于:包括气动系统、电控系统和试验工作台，气动控制系统包括:气缸(11)、调速阀(15)、电磁阀(14)和调压阀(16);在各个工位上的气缸(11)输入与输出管路上各设有一个调速阀(15)，调速阀(15)输出端与气缸上部或者下部连接，调速阀(15)输入端与电磁阀(14)连接，电磁阀(14)与调压阀(16)连接，调压阀(16)与气源(22)连接； 电控系统包括拉压力传感器(1)、电源模块(20)、控制器PLC模块(18)、模拟量模块(21)、数字量模块(19)和人机交互触摸屏(17);电源模块(20)与所有电器元件连接，负责为整个试验装备提供电源供应，模拟量模块(21)的输入端与拉压力传感器(10)连接，输出端与控制器PLC模块(I 8)连接;数字量模块(I 9)的输入端与控制器PLC模块(I 8)连接，输出端与气缸(11)连接;人机交互触摸屏(17)与控制器PLC模块(18)连接； 所述试验工作台包括设备主体框架、放置于试验设备各个工位的实验平台尼龙板(4)、转接头(6)、连接板(7)、用于压紧样品的快速压紧器(9)和快换夹具(5)，其中在连接板(7)上面设有上导轨(12)，在下模板(I)下面设有两个下导轨(8)，上部与转接头(6)下部连接，转接头(6)上部与气缸(11)连接，气缸(11)固定在连接板(7)上，连接板(7)固定在上导轨(12)上，快换夹具(5)另一头与拉压力传感器(10)下部连接，下模板(I)上安装压紧器连接片(2);下模板(I)与上模板(3)之间通过压簧(13)实现软接触。
【文档编号】G01N3/10GK106066281SQ201610353376
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月25日 公开号201610353376.X, CN 106066281 A, CN 106066281A, CN 201610353376, CN-A-106066281, CN106066281 A, CN106066281A, CN201610353376, CN201610353376.X
【发明人】张帆, 商蓓, 李治, 韩少荣, 吴浩
【申请人】中国建材检验认证集团(陕西)有限公司