专利名称：沥青混合料低温低频疲劳试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种路面材料——沥青混合料的疲劳试验机，特别是低温和低频加载的疲劳试验机。
现有的测试沥青混合料疲劳性能的试验机有重复弯曲试验机，旋转式悬臂梁疲劳试验机、和伺服液压闭环控制系统装置，它们分别存在有不同的3个方面的问题1.试件在试验机上承受的是弯矩，或弯矩与剪力综合作用，而实际路面沥青材料产生的是单向的拉、压应力应变。
2.加载频率高，每分钟1～45次、60次，高至1000次。
3.温度控制差，很难达到要求的温度。
由于常年和昼夜温度变化大多是缓慢的，路面热胀产生的拉载荷是缓慢渐变的，实际沥青混合路面是处于低频加载状态，而一般而言，加载频率为每小时1～2次，甚至几个小时至十数小时载荷变化一次的低频加载疲劳试验结果与每分钟600次的常规试验频率(10Hz)的疲劳试验结果是完全不同的；并且沥青路面的反射裂缝是由于温度和载荷的双重作用引起的，而温度起主要作用，温度达不到要求，对试验结果影响很大。
本实用新型的目的在于设计一种试件单向承受拉力，低频缓液慢平稳加载，温度可控，高低温均达到试验要求的路面沥青混合料疲劳试验机。
本实用新型的技术解决方案是一种沥青混合料低温低频疲劳试验机，由工作平台上上安装试件对试件施载的施力装置构成，施力装置为缓幔拉力装置，它是一个封闭充油的内、外双层油缸，外油缸中有电热器，内油缸装有活塞，活塞杆伸出缸外，杆端籍杠杆铰联接活动施力座，试件两端分别藉连接夹具与安装在工作平台上的活动施力座和固定施力座联接；试验机装有油缸油温控制装置；试验机有温度可调控的恒温箱，恒温箱分为试验箱与予温箱，试件置于恒温环境箱中。
试验机和机外测量仪组合使用，装于试验机上的试件贴附传感器，传感器和测量仪电联接，传感器产生的电信号接到测量仪的动力应变仪，再分别接到显示屏和打印机。
如下图1是本实用型新沥青混合料低温低频疲劳试验机结构示意图一种沥青混合料低温低频疲劳试验机，由工作平台上安装试件和对试件施载的施力装置构成，施力装置为缓慢拉力装置，它是一个封闭充油的内、外双层油缸，参见附图1，外油缸[7]内装有电热器[8]，外油缸[7]籍连通管道[29]依次与油泵[28]和贮油箱[26]联接连通，内油缸[5]内装活塞[4]，活塞杆[2]伸出缸外，杆端藉杠杆[1]铰联接活动施力座[9]，杠杆[1]一端与活塞杆[2]铰接，另一端定位铰接于机架上的联接座[25]，活动施力座[9]与杠杆[1]中部铰联接，活动施力座[9]藉滚珠[11]与工作平台[12]滑移联接，试件[14]两端分别藉连接夹具[10]与安装在工作平台[12]上的活动施力座[9]和固定施力座[16]联接；试件[14]上贴附应力，应变传感器，传感器经电桥盒与试验机外的测量仪电联接，接至测量仪的动力应变仪，再分别接至显示屏与打印机；试验机有温度可调控的恒温环境箱，分为试验箱[23]和预热箱[22]，预热箱[22]置于试验箱[23]下方，两者有孔道连通，恒温环境箱装有电热石英管[13]加热，置于上部试验箱[23]中，下方预热箱[22]中装有冷却管[21]与致冷机[20]联接连通致冷；还装有环温控制装置控制恒温，环温控制装置由温控器与温度传感器组成，高、低温传感器[15][17]分别装于上部试验箱[23]中，高温传感器[17]与温控器A[18]电联接，温控器A[18]开关串接于电热石英管[13]的电路中；低温传感器[15]与温控器B[19]电联接，温控器B[19]的开关串接于致冷机[20]的电路中；缓慢施力装置的油缸装有油温控制装置，它是装于外油缸壁上的温度传感器[6]与温控器C[27]电联接，温控器C[27]的开关串接在油泵[28]的电动机M的电路中，装于工作平台[12]上靠近活动施力装置[9]一端的位置开关[24]，其触点K串接在外油缸[7]的电热器[8]电路中；温控器A、B、C均为现有技术，市场购买产品。
本实用新型的工作原理是当电热器[8]通电加热，外油缸[7]中油温升高，内油缸[5]右端缸壁与活塞[4]的密封腔内的充油受热膨胀，推动活塞[4]向左运动，通过活塞杆[2]藉杠杆[1]、活动施力座[9]、连拉夹具[10]对试件[14]施加拉力，随着油温不断升高，拉力逐渐加大，由于油温可控缓慢升高，拉力也是缓慢加大；当油温升高到某数值，例如约180℃时，压力相应加大到某数值，此时油温传感器[6]发出电信号给温控器[27]，温控器C[27]的开关C1、C2，动作；开关C1接通油泵[28]的电路；同时开关C2切断电热器[8]的电路停止给油缸[7]中油加热，而油泵[28]则将贮油箱[26]中的冷却油注入油缸[7]中，使缸中油冷却，油温逐渐降低，活塞[4]在复位弹簧[3]作用下缓慢向右回弹，带动活动施力座[9]向右复位，试件[14]逐渐解除拉力，油温降到常温时，活动施力座[9]触碰限位开关[24]，其开关触点K1接通电热器[8]电路重新给缸中油加热，而同时其开关K2则切断油泵[28]电路，停止向油缸泵入冷却油，如此反复循环，给试件[14]低频缓慢施加单向拉力进行试验，施载频率可低达每小时1～2次，数小时一次，乃至数十小时一次。
在试件[14]承受低频缓慢加载拉力试验的同时，恒温环境箱中的冷却器或电热石英管[13]可根据试验要求分别工作。使恒温环境箱维持某一个高温值或低温值，进行低温试验时，冷却器工作，由温控器B[19]与低温传感器[15]共同控制致冷机[20]工作，通过冷却管[21]致冷，使恒温环境箱中温度维持在某一个低温值；当试件进行高温试验时，电热石英管[13]通电加热，由温控器A[18]与高温传感器[17]共同控制电热石英管[13]工作，使恒温箱中温度维持某一个高温值；高、低温控制范围在+35℃～25℃，控制精度为0.5℃。
试件试验前，先置于预温箱中放置一段时间，使试件表面与体内温度均匀，然后进行试验。
试验机和机外测量仪组合使用，装于试验机上的试件贴附传感器，传感器和测量仪联接，传感器产生的电信号接到测量的动力应变仪，再分别接到显示屏和打印机。
本实用新型的优点是加载力单向拉力；加载频率低，可实现每小时1～2次，甚至数小时～数十小时一次缓慢低频加载；可进行低温下低频加载试验，且试验温度可在-25℃～+35℃范围内保持某一个恒定值，精度可达0.5℃；有预温箱，试件进行测试前先在预温箱中放置，使试件内、外温度一体均匀。因此本实用新型沥青混合料疲劳试验机能模拟贴近实际使用情况，更好地测试沥青混合料的疲劳性能和温度、载荷、特别是低温和低频加载方式等因素对沥青混合料疲劳性能的影响。
权利要求1.一种沥青混合料低温低频疲劳试验机，由工作平台上安装试件和对试件施载的施力装置构成，其特征在于(1)施力装置为缓慢拉力装置，它是一个封闭充油的内、外双层油缸，外油缸中有电热器，内油缸装有活塞，活塞杆伸出缸外，杆端籍杠杆铰联接活动施力座，试件两端分别藉连接夹具与安装在工作平台上的活动施力座和固定施力座联接；(2)试验机装有油缸油温控制装置；(3)试验机有温度可调控的恒温环境箱，分为试验箱和予温箱，试件置于恒温环境箱中。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料低温低频疲劳试验机，其特征在于其温度可调控的恒温环境箱，装有电热石英管，冷却管与致冷机联接连通致冷装置，控温装置。
3.根据权利要求1及2所述沥青混合料低温低频疲劳试验机，其特征在于恒温环境箱的环温控制装置是高、低温传感器分别装于上部试验箱中，高温传感器与温控器A电联接，温控A开关串接于电热石英管电路中，低温传感器与温控器B电联接，温控B的开关串接在致冷机的电路中。
4.根据权利要求1所述的沥青混合料低温低频疲劳试验机，其特征在于其油缸油温控制装置是装于外油缸壁上的油温传感器与温控器C电联接，温控C的开关串接在油泵电动机M的电路中；装于工作平台上靠近活动施力装置一端的位置开关，其触点K串接在外油缸的电热器电路中。
专利摘要一种沥青混合料低温低频疲劳试验机,由内、外双层油缸的活塞藉杠杆铰联接用滚珠滑移的活动施力座,它与固定施力座装在同一平台工上,试件联接在两个施力座之间,藉电热器加热缸中油,热油膨胀推动油缸中活塞对试件施加拉力,加载周期低,达每小时1～2次,甚至数小时至数十小时一次,试验机上有恒温环境箱,可在－25℃～+35℃范围内控制维持某一恒温值,精度为0.5℃,本机优点是可保持恒温下实现低温低频单向拉力缓慢加载,试验结果更模拟接近实际工作情况。
文档编号G01N3/10GK2399720SQ99249808
公开日2000年10月4日 申请日期1999年12月1日 优先权日1999年12月1日
发明者应荣华, 郑健龙, 林魁壁 申请人:长沙交通学院公路工程试验检测中心
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