一種移軸式碎石道砟直剪儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種專用于鐵路碎石道砟的直剪儀器，特別是涉及一種移軸式碎石道砟直剪儀。
【背景技術】
[0002]有砟軌道是我國鐵路最主要的軌道結構形式之一，截止2004年底，我國既有鐵路里程為7.44萬公里，其中有砟軌道占99%以上。有砟軌道中的碎石道床由級配碎石組成，其服役狀態(tài)直接影響到了鐵路的安全運營以及日常的養(yǎng)護維修，其中有砟道床的養(yǎng)護維修工作中，75%以上均是針對碎石道床展開的。因此掌握鐵路碎石道床的力學性能具有重要的工程實際意義。
[0003]巖土體的破壞和荷載下的失穩(wěn)主要是由剪切破壞而引起的。在土工試驗通常采用直剪儀來測定巖土體靜載條件下的剪切強度。然而碎石道砟相比于傳統(tǒng)的巖土材料具有強度高、粒徑大等特點，是一種特殊的巖體集合。傳統(tǒng)的直剪儀無法滿足其要求。因此開發(fā)一種面向鐵路行業(yè)，針對級配碎石直剪性能的測試設備就顯得尤為重要了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種專門用于鐵路碎石道砟并且拆裝簡便、能準確測出鐵路道砟直剪性能的移軸式碎石道砟直剪儀。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種移軸式碎石道砟直剪儀，所述直剪儀包括反力加力架以及設置在所述反力加力架內(nèi)側的直剪儀主體，所述直剪儀主體包括與所述反力加力架豎直連接的垂直加載機構、設置在所述垂直加載機構下的第一剪切盒、以及設置在所述第一剪切盒下的第二剪切盒、與所述第一剪切盒水平連接的水平加載機構、支承所述直剪儀主體的底座機構以及用于采集壓力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集機構，所述第一剪切盒通過滾珠與所述第二剪切盒相連接，所述垂直加載機構下設有與所述垂直加載機構軸向垂直的水平承載板，所述水平承載板通過滾軸與所述第一剪切盒相連接。
[0006]優(yōu)選地，所述反力加力架包括至少兩根豎直設置的立柱和橫向設置在所述立柱頂部的反力橫梁。
[0007]優(yōu)選地，所述垂直加載機構包括垂直設置的加載器以及與所述加載器連接的第二液壓頂。
[0008]優(yōu)選地，所述水平加載機構包括與所述底座機構水平連接的第一液壓頂以及與所述第一液壓頂相配合的油壓設備。
[0009]優(yōu)選地，所述底座機構包括支承所述第一液壓頂?shù)囊簤喉敺戳Φ鬃?、支承所述第二剪切盒的剪切盒反力底座以及連接所述液壓頂反力底座與剪切盒反力底座的抗彎矩加強板。
[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集機構包括設置在所述第一液壓頂與所述第一剪切盒之間的水平壓力傳感器、設置在所述第二剪切盒上的水平位移傳感器、設置在所述第一剪切盒外側壁上的垂直位移傳感器、設置在所述第二液壓頂與所述水平承載板之間的垂直壓力傳感器以及與傳感器相連接的數(shù)據(jù)實時采集器。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述第二剪切盒的側邊上開具有凹槽，并且所述滾珠設置在所述凹槽中。
[0012]優(yōu)選地，所述第二剪切盒通過設置在所述剪切盒反力底座上的卡槽進行固定。
[0013]優(yōu)選地，所述第一剪切盒為無蓋無底的金屬方形框，所述方形框由鋼板焊接而成。
[0014]優(yōu)選地，所述水平承載板的上表面設有兩條凸條，所述滾軸設置在所述凸條之間，并且所述凸條上設有蓋板。
[0015]基于上述技術方案，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0016]本發(fā)明的移軸式碎石道砟直剪儀專用于鐵路碎石道砟性能檢測，具有拆裝簡便、能準確測出鐵路道砟直剪性能的特點，本發(fā)明直剪儀的運動部件之間均通過滾珠或滾軸連接，能夠抵消運動部件之間的摩擦力，最大程度上確保測量的精度并有利于延長使用壽命。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1為移軸式碎石道砟直剪儀結構示意圖；
[0019]圖2為直剪儀主體結構示意圖；
[0020]圖3為直剪儀主體俯視示意圖；
[0021]圖4a為水平承載板俯視示意圖；
[0022]圖4b為水平承載板截面示意圖；
[0023]圖5a為滾軸安裝示意圖；
[0024]圖5b為滾軸安裝截面示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。本發(fā)明中的垂直方向是指在垂直于反力橫梁的方向，水平方向是指平行于反力橫梁的方向。
[0026]本發(fā)明提供了一種移軸式碎石道砟直剪儀，該式碎石道砟直剪儀采用上移軸的設計原則設計，以確保剪切盒內(nèi)的道砟受到最小程度的擾動。如圖1所示，所述直剪儀包括反力加力架以及設置在所述反力加力架內(nèi)側的直剪儀主體20。所述反力加力架包括至少兩根豎直設置的立柱19和橫向設置在所述立柱19頂部的反力橫梁18，所以立柱19能夠給所述反力橫梁18提供支撐力，而所述反力橫梁18則用于給所述直剪儀主體20提供豎直方向的支撐力。
[0027]如圖2所示,所述直剪儀主體20包括與所述反力加力架豎直連接的垂直加載機構、設置在所述垂直加載機構下的第一剪切盒7、以及設置在所述第一剪切盒7下的第二剪切盒8、與所述第一剪切盒7水平連接的水平加載機構、支承所述直剪儀主體20的底座機構以及用于采集壓力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集機構。所述底座機構包括支承所述第一液壓頂I的液壓頂反力底座3、支承所述第二剪切盒8的剪切盒反力底座9以及連接所述液壓頂反力底座3與剪切盒反力底座9的抗彎矩加強板4。
[0028]本發(fā)明的直剪儀主體20在使用時主要通過對試件施加垂直和水平的兩向荷載，在此基礎上獲得試件的剪切性能參數(shù)。豎向荷載通過反力橫梁18進行施加，水平荷載通過帶有壓力傳感器的液壓頂進行施加。具體地，如圖2、圖3所示，所述垂直加載機構包括垂直設置的加載器5以及與所述加載器5連接的第二液壓頂11 ;所述水平加載機構包括與所述底座機構水平連接的第一液壓頂I以及與所述第一液壓頂I相配合的油壓設備10。
[0029]進一步，儀器的數(shù)據(jù)采集機構主要分為水平、豎直兩組，分別由位移及應力傳感器構成。所述數(shù)據(jù)采集機構包括設置在所述第一液壓頂I與所述第一剪切盒7之間的水平壓力傳感器2、設置在所述第二剪切盒8上的水平位移傳感器14、設置在所述第一剪切盒7外側壁上的垂直位移傳感器13、設置在所述第二液壓頂11與所述水平承載板17之間的垂直壓力傳感器16以及與傳感器相連接的數(shù)據(jù)實時采集器12。
[0030]其中，所述垂直壓力傳感器16主要用于測量第二液壓頂11所提供的垂向力。所述垂直位移傳感器13將位移傳感測量頭架設于所述第一剪切盒7之上，以測量在剪切時所述第一剪切盒7相對于所述第一剪切盒7側壁的豎向剪漲位移。所述水平壓力傳感器2用以測量并記錄第一液壓頂I的水平推力。所述水平位移傳感器14的傳感器測量頭被設置在所述第一剪切盒7上，用于測量并記錄所述第一剪切盒7與所述第二剪切盒8的相對位移。
[0031]進一步，所述第一剪切盒7通過滾珠15與所述第二剪切盒8相連接，所述垂直加載機構下設有與所述垂直加載機構軸向垂直的水平承載板17，所述水平承載板17通過滾軸6與所述第一剪切盒7相連接。所述第二剪切盒8的側邊上開具有凹槽，并且所述滾珠15設置在所述凹槽中。所述第二剪切盒8通過設置在所述剪切盒反力底座9上的卡槽進行固定。
[0032]在通過所述垂直加載機構對所述第一剪切盒7施加荷載時，所述第二液壓頂11并不與第一剪切盒7直接接觸，而