專利名稱：一種耐火材料試驗儀施加荷載的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測試儀器類，涉及耐火材料壓蠕變、荷重軟化溫度、熱膨脹等性能的測試儀，特別是該類測試儀的施加荷載的方法和機構(gòu)
背景技術(shù)：
耐火材料壓蠕變、荷重軟化溫度、熱膨脹等性能指標是其重要的使用性能，其測試原理是規(guī)定尺寸的試樣在恒定載荷和升溫速率下，隨著溫度的升高或在一定的溫度下時間的持續(xù)，試樣高度會發(fā)生膨脹、壓縮變化。試樣發(fā)生規(guī)定壓縮變形量對應(yīng)的溫度，為荷重軟化溫度；試樣變形量與試樣常溫下原始高度的百分率，其一定時間間隔的差值為試樣的壓蠕變率。國家標準《GB/T 5073-2005耐火材料壓蠕變試驗方法》、《GB/T 5989-2008耐火材料荷重軟化溫度試驗方法示差升溫法》、中華人民共和國黑色冶金行業(yè)標準《YB/T 370-1995 耐火制品荷重軟化溫度試驗方法(非示差-升溫法)》都規(guī)定了 “對加壓棒施加一恒定載荷使得作用于試樣上的壓應(yīng)力(包括加壓棒和墊片在內(nèi))，達到如下要求①致密定形耐火材料0. 2MPa，②定形隔熱耐火材料0. 05MPa ；壓應(yīng)力誤差士2%，總應(yīng)力應(yīng)精確至整數(shù) IN0，，
現(xiàn)在生產(chǎn)、使用的壓蠕變儀、荷軟溫度儀的施加荷載的方法主要有如下四種1、依靠爐體的質(zhì)量在試樣的上方向試樣加荷，以杠桿、定滑輪機構(gòu)上不等質(zhì)量的砝碼輔助調(diào)節(jié)，具體的是在試樣上放置上墊片，上墊片上放置加壓棒，加壓棒連接在爐體的上蓋上。爐體的上蓋與鋼絲繩的一端連接，鋼絲繩另一端通過爐體支架上杠桿機構(gòu)的近支點定滑輪和遠支點的定滑后連接在砝碼支撐桿上，在砝碼支撐桿上放置合適的砝碼。爐體兩側(cè)安裝有4個導(dǎo)向機構(gòu)，以調(diào)節(jié)爐體上下運動時的方向。2、依靠重砣的質(zhì)量在試樣的上方向試樣加荷，以定滑輪機構(gòu)上等質(zhì)量的砝碼輔助調(diào)節(jié)。具體的是在試樣上放置上墊片，上墊片上放置加壓棒，力口壓棒連接在重砣上。重砣與鋼絲繩的一端連接，鋼絲繩的另一端通過爐體支架上前端定滑輪和遠端定滑輪后連接在砝碼支撐桿上，在砝碼支撐桿上放置合適的砝碼。3、依靠杠桿機構(gòu)在試樣的上方向試樣加荷。具體的是在試樣上放置上墊片，上墊片上放置加壓棒，加壓棒連接在加載杠桿臂上，杠桿的一端固定，另一端連接砝碼支撐桿，在砝碼支撐桿上放置合適的砝碼。4、依靠杠桿機構(gòu)在試樣的下方向試樣加荷。具體的是在試樣上放置上墊片，上墊片上放置加壓棒，加壓棒連接在爐體上蓋上或穿過爐體連接到爐體上方的支架上。試樣下方放置下墊片，下墊片放置在下支撐棒上，下支撐棒連接在爐體下方的杠桿壁臂上，杠桿的一端與爐體或支架固定，另一端連接砝碼支撐桿，在砝碼支撐桿上放置合適的砝碼。上述的第1種方法其施加荷載機構(gòu)的有一些不足1)爐體直徑約500mm，質(zhì)量約 lOOKg，依靠安裝在爐體外壁的導(dǎo)向機構(gòu)調(diào)節(jié)加載方向，加之加壓棒安裝在爐體內(nèi)，不易直接看到，只有采用盲裝，極易偏離試樣的中心軸線，要調(diào)整沿試樣中心軸線加載是一件非常困難的工作；2)龐大的爐體，不僅安裝困難，而且爐襯材料及發(fā)熱元件會因使用而發(fā)生質(zhì)量變化。
上述第2種方法中，重砣最大直徑180mm，高度250mm，質(zhì)量約50Kg，安裝時要依靠人力或附屬工裝設(shè)備才能夠安裝牢固，由多塊砝碼組合安裝在砝碼支撐桿上的砝碼，也大約50Kg。重砣及砝碼共約lOOKg，懸掛在鋼絲繩上，不僅安裝困難，而且存在墜落的安全隱
串上述第3、4種方法中均采用杠桿加載機構(gòu)，其施加壓力的方向易偏離試樣的軸心線，給試樣附加剪切力，影響實驗結(jié)果的準確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種荷載質(zhì)量小、調(diào)整靈活并且安全可靠的施加荷載的方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種耐火材料試驗儀的施加荷載的方法，其是以動滑輪機構(gòu)施加恒定應(yīng)力。所述的以動滑輪機構(gòu)施加恒定應(yīng)力，其是由兩組以動滑輪與定滑輪、柔性鋼絲繩組成的應(yīng)力傳遞系統(tǒng)分別承擔施加荷載和調(diào)節(jié)平衡的作用。所述的動滑輪機構(gòu)由兩組應(yīng)力傳遞機構(gòu)構(gòu)成，其一組由動滑輪與定滑輪、柔性鋼絲繩構(gòu)成，柔性鋼絲繩的一端固定在試驗儀的機架上，另一端承載荷載砝碼，承擔施加荷載的作用；另一組由動滑輪與定滑輪、柔性鋼絲繩組成，柔性鋼絲繩的一端固定在機架上，另一端承載調(diào)節(jié)平衡錘，承擔調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡的作用。所述的兩組應(yīng)力傳遞系統(tǒng)中動滑輪組成動滑輪組，輸出驅(qū)動力方向向下的動滑輪位于動滑輪組的下側(cè)，其交支鏈中心軸與加壓棒相接。本發(fā)明的優(yōu)點①以動滑輪機構(gòu)對試樣施加載荷，可起到事半功倍的作用，大幅度降低荷載質(zhì)量。不僅節(jié)約了大量的鋼材，降低了制造的勞動強度，而且提高了使用的精度和安全性，調(diào)整、操作更方便；②設(shè)置由動滑輪、定滑輪和柔性鋼絲繩組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡，使系統(tǒng)調(diào)節(jié)、計量更為靈活方便；③提高了試驗的準確性，降低試驗誤差；④使鋼絲繩所受的張力大為降低，相應(yīng)延長了其壽命；或者說在相同的應(yīng)力強度條件下，可以使用截面較細、 柔性更大的鋼絲繩，降低系統(tǒng)克服鋼絲繩彎曲應(yīng)力的誤差。


附圖1為耐火材料試驗儀施加荷載機構(gòu)的示意圖。圖中，1、定滑輪I，2、上動滑輪，3、下動滑輪，4、定滑輪II，5、機架，6、加壓棒，7、鋼絲繩I，8、鋼絲繩II，9、定滑輪III，10、定滑輪IV，11、平衡錘，12、荷載砝碼。
具體實施例方式結(jié)合附圖1說明本發(fā)明的具體實施方式
。實施例1:耐火材料壓蠕變試驗儀的施加荷載的方法，以動滑輪機構(gòu)施加恒定應(yīng)力。以兩組由動滑輪與定滑輪、柔性鋼絲繩組成的應(yīng)力傳遞機構(gòu)分別承擔施加荷載和調(diào)節(jié)平衡的作用，其中兩個動滑輪組成動滑輪組，以使荷載與調(diào)節(jié)平衡的質(zhì)量大為減少。所述的耐火材料壓蠕變試驗儀施加荷載的機構(gòu)，其一組由定滑輪II 4、定滑輪IV 10、下動滑輪3和柔性鋼絲繩II 8組成的應(yīng)力傳遞機構(gòu)，承擔施加荷載的作用，柔性鋼絲繩II 8的一端固定在機架5上，另一端承載試驗砝碼12，此組下動滑輪3輸出驅(qū)動力的方向向下；另一組定滑輪I 1、定滑輪III 9、上動滑輪2和柔性鋼絲繩I 7組成的應(yīng)力傳遞機構(gòu)， 承擔調(diào)節(jié)加壓棒平衡的作用，柔性鋼絲繩I 7的一端固定在機架5上，另一端承載調(diào)節(jié)平衡錘11，此組上動滑輪2輸出驅(qū)動力的方向向上；上下兩個動滑輪組成動滑輪組，輸出驅(qū)動力方向向下的下動滑輪3位于動滑輪組的下側(cè)，動滑輪組的交支鏈中心軸與加壓棒6相接。實施例2:在實施例1的基礎(chǔ)上，應(yīng)用于耐火材料荷重軟化溫度試驗儀的施加荷載的方法和機構(gòu)。實施例3:在實施例1的基礎(chǔ)上，應(yīng)用于耐火材料熱膨脹測試儀的施加荷載或位移跟蹤的方法和機構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種耐火材料試驗儀的施加荷載的方法，其特征是其是以動滑輪機構(gòu)施加恒定應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料試驗儀的施加荷載的方法，其特征是，所述的以動滑輪機構(gòu)施加恒定應(yīng)力，其是以兩組由動滑輪與定滑輪、柔性鋼絲繩組成的應(yīng)力傳遞機構(gòu)分別承擔施加荷載和調(diào)節(jié)平衡的作用。
3.權(quán)利要求1所述的耐火材料試驗儀的施加荷載的方法，其特征是，所述的動滑輪機構(gòu)由兩組應(yīng)力傳遞機構(gòu)構(gòu)成，其一組由動滑輪(3)與定滑輪II (4)、定滑輪IV(10)、柔性鋼絲繩II (8)構(gòu)成，柔性鋼絲繩II (8)的一端固定在試驗儀的機架上，另一端承載荷載砝碼 (12)，承擔施加荷載的作用；另一組由動滑輪(2)與定滑輪I (1)、定滑輪111(9)、柔性鋼絲繩I (7)組成，柔性鋼絲繩I (7)的一端固定在機架上，另一端承載調(diào)節(jié)平衡錘(11)，承擔調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡的作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐火材料試驗儀的施加荷載的方法，其特征是，上動滑輪(2) 和下動滑輪(3)組成動滑輪組，輸出驅(qū)動力方向向下的下動滑輪(3)位于動滑輪組的下側(cè)， 其交支鏈中心軸與加壓棒(6)相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐火材料試驗儀的施加荷載的方法以動滑輪機構(gòu)施加恒定應(yīng)力；兩組由動滑輪、定滑輪和柔性鋼絲繩組成的兩組應(yīng)力傳遞機構(gòu)分別承擔施加荷載和調(diào)節(jié)平衡的作用，其中兩個動滑輪組成動滑輪組，其交支鏈中心軸與加壓棒相接；兩根鋼絲繩的一端分別連接施加荷載與平衡錘。本發(fā)明的優(yōu)點以動滑輪結(jié)構(gòu)施加載荷，使荷載與調(diào)節(jié)平衡的質(zhì)量大為降低，調(diào)整、操作更方便；降低試驗誤差；相應(yīng)延長了鋼絲繩的壽命；操作人員的勞動強度大為降低，人員和設(shè)備的安全性大為提高；將施加荷載與調(diào)節(jié)平衡分別由兩根柔性鋼絲繩分擔，實現(xiàn)了分別調(diào)整，操作靈活。
文檔編號G01N3/28GK102346112SQ20111029805
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉克, 劉祎冉, 婁海青, 李曉瑞, 李永剛, 申西杰, 蔚曉敏 申請人:中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司