一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置，包括钢球，所述钢球底部紧贴设置有球座，所述球座的上表面为与所述钢球相契合的球面，所述球座的底部固定连接有端板，所述端板上方围绕所述钢球自下而上依次设置有下球槽和上球槽，所述钢球上方固定连接有套管，所述套管内与所述钢球相切设置有隔板，所述套管的截面形心位于所述球座的中心轴线上，所述上球槽、所述下球槽和锁紧螺母通过螺柱固定连接。本发明专利技术保证了加载轴压力时钢球可以在槽内万向转动，使钢球根据试验需要进行更换，并及时补充润滑剂。

An embedded spherical hinge device for axial compression test

【技术实现步骤摘要】
一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置
本专利技术涉及钢构件的轴压试验的
，更具体地，涉及一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置。
技术介绍
钢构件的轴压试验是钢结构基础研究中的重要试验类型之一。进行轴压试验，构件两端需要模拟铰接节点。目前常用的铰接模拟装置主要有单刀口铰、双刀口铰和万向球铰等三类装置。单刀口铰可以实现构件绕单一方向自由转动，实现构件在一个方向上的铰接约束；双刀口铰可以实现构件绕正交两个方向自由转动，实现构件在正交两个方向的铰接约束。然而，不论是单刀口铰还是双刀口铰，其与理想的铰接状态还有较大的差距，理想的铰接允许结构绕任何方向自由转动。球铰装置可以实现构件绕各个方向自由转动，是一种理想球铰支座，但是上半球铰与下半球铰之间、球铰与构件之间采用接触传力，当构件处于失稳状态时，会存在安全隐患。因此，现有技术中亟需一种既可以模拟万向球铰约束，又具有较高安全性的球铰模拟装置。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种能够准确实现构件轴心受压，且能有效模拟万向铰接形式，结构简单，操作便捷，安全可靠，可重复拆卸利用，适应多种截面构件的嵌入式球铰支座。为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案予以实现：一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置，包括钢球，所述钢球底部紧贴设置有球座，所述球座的上表面为与所述钢球相契合的球面，所述球座的底部固定连接有端板，所述端板上方围绕所述钢球自下而上依次设置有下球槽和上球槽，所述钢球上方固定连接有套管，所述套管内与所述钢球相切设置有隔板，所述套管的截面形心位于所述球座的中心轴线上，所述上球槽、所述下球槽和锁紧螺母通过螺柱固定连接。所述上球槽开口的直径小于所述钢球的直径。所述套管与所述钢球采用焊接方式固定连接。所述端板与所述球座采用焊接方式固定连接。所述套管的截面形状为矩形、圆形、L形或C形中的一种。所述上球槽和所述下球槽的内壁、以及所述球座的上表面均涂有润滑剂。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：1.螺栓和锁紧螺母将上下球槽和端板紧固，保证了球槽和端板间不会发生平移和转动，可以使钢球根据试验需要进行更换，并及时补充润滑剂。2.球槽开口处直径大于嵌入钢球的最大直径，避免了加载过程中钢球脱出。3.球座底面为与钢球契合的内凹球面，使球座与球底部中心保持相切接触，保证试验用的杆件满足轴心受力状态。4.上下球槽的内表面都为内凹球面，球槽与钢球留有一定间隙，且四部分球槽双轴对称分布，保证了加载轴压力时钢球可以在槽内万向转动。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的俯视结构示意图。图3为球槽内去除钢球后的展开图。图4为本专利技术的主视剖面结构示意图。图5为上球槽的结构示意图。图6为下球槽的结构示意图。图7为球座及端板部分的结构示意图。图8为矩形截面套管结构示意图。图9为圆形截面套管结构示意图。图10为述L型截面套管结构示意图。图11为C型截面套管结构结构示意图。附图标记：1-套管，2-钢球，3-上球槽，4-下球槽，5-螺柱，6-锁紧螺母，7-球座，8-端板，9-隔板。具体实施方式如图1-11所示的用于轴压试验的嵌入式球铰装置，包括钢球2，钢球2底部紧贴设置有球座7，球座7的上表面为与钢球2相契合的球面，球座7与钢球2保持相切且光滑接触，球座7的底部固定连接有端板8，端板8与球座7采用焊接方式固定连接。端板8上方围绕钢球2自下而上依次设置有下球槽4和上球槽3，为了避免钢球2从球槽中脱落，上球槽3开口的直径小于钢球2的直径。钢球2上方固定连接有套管1，套管1中插入构件，进行轴压测试试验，套管1与钢球2采用焊接方式固定连接。套管1内与钢球2相切设置有隔板9，套管1的截面形状可以为矩形、圆形、L形、C形或C形，本实施例中为矩形。为了使插入套管1的试验用构件实现轴心受压，套管1的截面形心都设计为位于球座7的中心轴线上。上球槽3和下球槽4的内壁、以及球座7的上表面均涂有润滑剂。在本实施例中，上球槽3和下球槽4均有四个，规格相同，并以图1中的方式对称设置，上球槽3、下球槽4和锁紧螺母6通过螺柱5固定连接，使钢球2嵌入球槽里，螺柱5共有8个，每组上下球槽上各两个，每个螺柱5上套设一个锁紧螺母6，上下球槽的内表面都为内凹球面，球槽与钢球2留有一定间隙，且四部分球槽双轴对称分布，保证了加载轴压时钢球2可以在槽内万向转动。进行轴压试验时，将试验用的构件插入套管1中，构件端部抵住隔板9，对构件施加压力，进行试验。套管1截面的形状根据构件的形状进行设计，构件两端都可以套设上述嵌入式球铰装置。当需要更换不同直径的钢球来改变轴压时，螺柱和锁紧螺母都可以拆卸，便于适应不同大小的钢球2，并且便于球槽及球座上涂抹润滑油。以上所述的仅是本专利技术的优选实施方式，但本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置，包括钢球(2)，其特征是，所述钢球(2)底部紧贴设置有球座(7)，所述球座(7)的上表面为与所述钢球(2)相契合的球面，所述球座(7)的底部固定连接有端板(8)，所述端板(8)上方围绕所述钢球(2)自下而上依次设置有下球槽(4)和上球槽(3)，所述钢球(2)上方固定连接有套管(1)，所述套管(1)内与所述钢球(2)相切设置有隔板(9)，所述套管(1)的截面形心位于所述球座(7)的中心轴线上，所述上球槽(3)、所述下球槽(4)和锁紧螺母(6)通过螺柱(5)固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于轴压试验的嵌入式球铰装置，包括钢球(2)，其特征是，所述钢球(2)底部紧贴设置有球座(7)，所述球座(7)的上表面为与所述钢球(2)相契合的球面，所述球座(7)的底部固定连接有端板(8)，所述端板(8)上方围绕所述钢球(2)自下而上依次设置有下球槽(4)和上球槽(3)，所述钢球(2)上方固定连接有套管(1)，所述套管(1)内与所述钢球(2)相切设置有隔板(9)，所述套管(1)的截面形心位于所述球座(7)的中心轴线上，所述上球槽(3)、所述下球槽(4)和锁紧螺母(6)通过螺柱(5)固定连接。


2.根据权利要求1所述的用于轴压试验的嵌入式球铰装置，其特征是，所述上球槽(3)开口的直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红波，于磊，陈志华，贾莉，周婷，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12