一种试验机用的小角度自动复位球铰

本实用新型涉及结构加载试验装备技术领域，具体涉及一种试验机用的小角度自动复位球铰。

背景技术：

在结构压力试验中，竖向加载器与试件之间要通过球铰连接，以保证其根据试件的形状能自动调整方向来满足试件顶端变形要求，或者当试件顶端发生位移和转动时，保证竖向千斤顶随上部滑动小车平移的同时，产生的轴向压力也能通过球铰保持以均匀受压状态作用于试件顶端，这是试验加载的特定需要；加载试验结束时，球铰可以自动调平复位。

在这一过程中，对竖向千斤顶与试件间的球铰提出较高的性能要求，其一是球铰自身的强度和刚度须满足要求，这方面是根据额定荷载并且经强度和刚度计算加以保证的；其二是球铰要具备一定的转动能力，以满足试件顶端的变形要求，使试件均匀受力，并且在试验结束时自动调平复位，所以如何保证球铰有一定的转动能力是至关重要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便的试验机用的小角度自动复位球铰，通过压缩弹簧的弹性形变使球头具备一定的转动能力，从而使连接球头的上压盘自动调整方向以满足试件顶端的变形要求，并且试验结束后，球铰与试件分离后靠压缩弹簧的弹性恢复力自动调平复位。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含球头座、球头、上托盘、下托盘、上压盘；所述的球头座通过定位销一与试验机上部结构精准定位；上托盘设在球头座的下方，并与试验机上部结构固定连接，将球头座压接在试验机上部结构的下部；球头包含球头上半部和圆柱体下半部；圆柱体下半部穿过下托盘与上压盘通过定位销二精准定位；上托盘、下托盘和球头座下部形成球头装配空间；球头上半部设在球头装配空间内；上压盘、上托盘、下托盘之间通过带有压缩弹簧的双头螺柱固定连接；

进一步地，上压盘上附有水平气泡；上压盘上设有圆形阵列的螺纹孔一；上压盘的中部设有与定位销二配合的定位孔二；

进一步地，上托盘、下托盘上均设有与螺纹孔一对应的螺纹孔二；

进一步地，上托盘上设有圆形阵列的螺纹孔三；螺钉穿过螺纹孔三与试验机上部结构固定连接，使上托盘固定在试验机上部结构的下方；螺纹孔三与螺纹孔二间隔设置；

进一步地，上托盘与螺钉的螺钉帽之间设有弹性垫圈；压缩弹簧与双头螺柱的顶端螺帽之间设有弹簧压片；

进一步地，上托盘、下托盘和球头座下部形成球头装配空间的内壁上及球头上半部外表面均涂抹有润滑油层；

进一步地，球头座上设有限位台阶一；限位台阶一的外径大于上托盘的圆形内径；球头座的顶部中心设有与定位销一配合的定位孔一；

进一步地，圆柱体下半部上设有限位台阶二；限位台阶二的外径大与下托盘的圆形内径；圆柱体下半部的底部中心设有与定位销配合的定位孔三。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为；本实用新型所述的一种试验机用的小角度自动复位球铰，试验加载时可通过压缩弹簧的弹性形变，使得球头具备一定的转动能力，与球头连接的上压盘根据试件形状自动调整方向，使试件受力均匀；试验结束时，球铰通过压缩弹簧自动调节上压盘的水平度完成自动复位并通过附有的水平气泡衡量，且具有结构简单、设置合理、制作成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是球头座的结构示意图；

图3是球头的结构示意图；

图4是上压盘的俯视图；

图5是图4中a-a方向的剖视图；

图6是上托盘的俯视图；

图7是下托盘的俯视图。

附图标记说明：

1、上压盘；2、下托盘；3、上托盘；4、螺钉；5、试验机上部结构；6、球头座；7、定位销一；8、弹簧压片；9、压缩弹簧；10、双头螺柱；11、定位销二；12、球头；1-1、螺纹孔一；1-2、定位孔二；3-1、螺纹孔二；3-2、螺纹孔三；6-1、限位台阶一；6-2、定位孔一；10-1、螺帽；12-1、球头上半部；12-2、圆柱体下半部；12-3、限位台阶二；12-4、定位孔三。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明。

参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是；它包含球头座6、球头12、上托盘3、下托盘2、上压盘1；

参看图1-2、图6所示，所述的球头座6的顶部中心设有与定位销一7配合的定位孔一6-2；球头座6通过定位销一7及定位孔一6-2的配合与试验机上部结构5精准定位；上托盘3上设有圆形阵列的螺纹孔三3-2；螺钉4穿过螺纹孔三3-2与试验机上部结构5固定连接，使上托盘3固定在试验机上部结构5的下方；上托盘3与螺钉4的螺钉帽之间设有弹性垫圈；球头座6上设有限位台阶一6-1；限位台阶一6-1的外径大于上托盘3的圆形内径；上托盘3设在球头座的限位台阶一6-1外侧，通过限位台阶一6将球头座6卡住，将球头座6压接在试验机上部结构5的下部；

参看图1-7所示，球头12包含球头上半部12-1和圆柱体下半部12-2；圆柱体下半部12-2的底部中心设有与定位销二11配合的定位孔三12-4；上压盘1的中部设有与定位销二11配合的定位孔二1-2；圆柱体下半部12-2穿过下托盘2与上压盘1通过定位销二11与定位孔二1-2、定位孔三12-4的配合精准定位；圆柱体下半部12-2上设有限位台阶二12-3；限位台阶二12-3的外径大与下托盘2的圆形内径；下托盘2设在限位台阶二的外侧；上托盘3、下托盘2和球头座6下部形成球头装配空间；球头上半部12-1设在球头装配空间内；上托盘3、下托盘2和球头座6下部形成球头装配空间的内壁上及球头上半部12-1外表面均涂抹有润滑油层；

上压盘1上设有圆形阵列的螺纹孔一1-1；上托盘3、下托盘2上均设有与螺纹孔一1-1对应的螺纹孔二3-1；上托盘3上的螺纹孔二3-1与螺纹孔三3-2间隔设置；带有压缩弹簧9的双头螺柱10穿设在螺纹孔一1-1、螺纹孔二3-1上，将上压盘1、上托盘3、下托盘2相互固定连接；压缩弹簧9与双头螺柱10的顶端螺帽10-1之间设有弹簧压片8；通过压缩弹簧9弹性变形能力促使球头12转动，自动调节上压盘1方向；

上压盘1上附有水平气泡，试验机自动调平复位时通过上压盘1附有的水平气泡衡量球铰的水平度。

本实用新型中，球头座6、球头12经过淬火至硬度达到45-55hrc，发蓝处理；上托盘3、下托盘2、定位销一7、定位销二11同样经过发蓝处理；上压盘1经过淬火至硬度达到50-55hrc，发蓝处理；压缩弹簧9经过淬火至硬度达到45-50hrc，发蓝处理，展开长度为595mm，总圈数为右旋10圈，有效圈数为右旋7圈，端部并紧、磨平，支撑圈为1圈；双头螺柱10发蓝处理，螺纹m10-6g。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。