[其他]落锤式弯沉仪

说明书

本发明为测量路面承载能力的专用设备。

传统的测量路面承载能力的方法为“贝克曼粱”式弯沉测试法。此方法手工劳动强度大，操作繁琐，测量精度低。70年代中期，开始出现落锤式弯沉仪。如丹麦的8000型落锤式弯沉仪（见附件1），它提高了测量精度，实现了弯沉测试的现代化，但其结构复杂，机构繁多。苏联专利US1073359所提供的落锤式弯沉仪，结构简单，但需人工提升重锤及操作，搬运不便。

本发明提供了一种结构简单、机构少而紧凑、自动化程度高的落锤式弯沉仪。

本发明由动力源、供气系统、加载机构、信号测量和处理系统、操作控制装置及小拖车所组成，其特征在于它采用压缩空气作为动力源;它的加载机构（如图2所示）由气缸筒（1）、上活塞（3）、下活塞（7）、活塞杆（11）、传力座（12）、承载板（14）、快排阀（5）及垂锤组成，气缸筒（1）通过支承轴（4）安装在小拖车（16）的安装架（15）上（如图1所示），上活塞（3）和下活塞（7）置于气缸筒（1）内，活塞杆（11）与下活塞（7）、传力座（12）相连结，传力座（12）置于承载板（14）上方，快排阀（5）安装在汽缸筒（1）下部（如图2所示），其中上活塞（3）即为重锤，快排阀（5）的排气通道断面积为保证上活塞（3）以非常接近于自由落体速度下落的面积;它的信号测量和处理系统由传感器（13）、信号放大器及微处理机所组成，用导线相连接;它的供气系统由一组电控阀和两级串联压力调节阀所组成，用导管与动力源、加载机构相连接。本发明由供气系统提供恒压的压缩空气，推动上活塞（3）到达预定高度，切断供气，打开快排阀（5）排气，上活塞（3）迅速下落，打击活塞杆（11）顶部，由传力座（12）、承载板（14）将冲击力传至路面，由传感器（13）拾取路面的响应迅号，经放大和处理后，即得所需的弯沉值。

现有的落锤式弯沉仪，采用电动液压泵或专用的汽油发动机带动液压泵提供动力，本发明采用压缩空气作为动力源，直接使用牵引车内的压缩空气或使用一个小型空气压缩机即可代替现有的落锤式弯沉仪的较大功率的电动液压动力系统来满足动力供应的要求。现有的落锤式弯沉仪，其加载部分由重锤夹持/自动松脱装置、导轨、承载板及动力装置组成，其重锤与它的提升机构是分离的，且承载板和重锤各有一套专门的提升机构。本发明的上活塞（3）（如图2所示）本身即为重锤，又为提升机构，它在气缸筒（1）内的升降，即代替了现有的落锤式弯沉仪的重锤、重锤夹持/自动松脱装置、重锤的提升机构以及重锤升降导轨的作用。当提升下活塞（7）时，便可将承载板（14）提起，而作为上下活塞的升降导轨和动力缸的气缸筒（1）亦为整个加载机构的支架。本发明将落锤式弯沉仪工作所需的基本构件全部集于气缸一体，从而达到了简化机构，减少机件，降低成本的目的。

图1为本发明的侧视图;图2为加载机构的结构图。其中：1-气缸筒;2-压力继电器;3-上活塞（即重锤）;4-支承轴;5-快排阀;6-上气室;7-下活塞;8-上进气口;9-下气室;10-下进/排气口;11-活塞杆;12-传力座;13-传感器;14-承载板;15-安装架;16-小拖车;17-速度传感器;18-侧杆。

作为本发明的实施例，如图1、图2所示。使用牵引汽车内的压缩空气源，连接于供气系统，由牵引汽车牵引至所测地点。操作员通过控制操作装置发出指令，将下气室（9）通过下进/排气口（10）排空，下活塞（7）落下，将承载板（14）放至待测道路表面。然后关闭快排阀（5），从上进气口（8）导入由两级串联压力调节阀所提供的压力恒定的压缩空气，推动上活塞（3）上升。当上活塞（3）上升至预定高度时，压力继电器（2）与上气室（6）相通，压力继电器（2）触点动作以控制供气系统中相应的电控阀切断对上进气口（8）的供气，并打开快排阀（5），使上气室（6）迅速排空。上活塞（3）下落，打击活塞杆（11）顶部，通过传力座（12）和承载板（14）将冲击力传至路面，使路面产生变形。由安装于承载板（14）中心孔内的传感器（13）拾取路面的响应信号，经电子放大及微机处理，即测得弯沉值。测量结束后，由下进/排气口（10）导入压缩空气进入下气室（9），推动下活塞（7）上升，带动承载（14）提升至运输位置，完成一个工作循环。拖车被牵引至下一测点。

如图1所示，本发明在侧杆（18）上加数个速度传感器（17），便可测得弯沉盒曲线，在传力座（12）内加应力片，便可测得加载力值，以供科学研究之用。