专利名称：直拔法的自锁式机械直拔头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及直拔法检测混凝土强度技术领域，特别是一种连接在拉拔仪上的拉拔混凝土用的金属直拔头。
背景技术：
直拔法检测混凝土强度技术是由我国工程质量检测人员在总结了几十年的无损检测技术的经验的基础上，共同研究、创新、开发出来的一种新型的混凝土无损检测技术， 具有对结构破损小、精度高、试验范围广(适合Cio-Cioo的混凝土强度检测)的特点。直拔法检测混凝土强度技术的原理是通过粘结剂(一般为环氧树脂)将拉拔仪上的金属直拔头与混凝土被测构件粘结，待粘结剂的强度到达一定程度时，用金属直拔头将混凝土被测构件中的混凝土芯样拔出，然后根据测得的拉拔强度推定混凝土被测构件的混凝土抗压强度。虽然上述方法具有许多优点，但还存在以下的缺点1、操作步骤繁琐，比如需要采用粘结剂将金属直拔头和混凝土被测构件进行粘结，还需要将混凝土被测构件钻缝冲洗、 风干，待粘结剂硬化后，才能进行直拔试验。2、操作时间长，这是因为要对被测构件进行烘干后才能粘接，粘结后还要等到环氧树脂到达一定强度后才能拉拔(粘胶硬化还受环境温度影响)，所以整个过程所需的时间比较长。3、粘胶存在环境污染，尤其是对拔出的金属直拔头进行加热清渣，这个过程产生的污染更为严重。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种直拔法的自锁式机械直拔头，要解决传统的直拔法检测混凝土强度技术操作步骤繁琐、操作时间长的技术问题；并解决传统的直拔法检测混凝土强度技术环境污染严重的问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种直拔法的自锁式机械直拔头，包括与拉拔仪连接的加力拉杆和与加力拉杆连接的拉拔头，其特征在于所述加力拉杆的上部螺纹连接有预紧加力螺母，加力拉杆的下端设有拉板，所述拉拔头套在预紧加力螺母与拉板之间的加力拉杆上，包括有外锥体、三瓣内锥体、平衡移动锥体滑块、平衡反力弹簧和平衡压力弹簧。所述外锥体的下表面上开有上小下大的锥槽，所述三瓣内锥体的上部位于锥槽内，并且三瓣内锥体的上部的锥度与锥槽的锥度相对应，三瓣内锥体的上端面的直径大于锥槽的顶面的直径，三瓣内锥体的下端设有夹头。所述三瓣内锥体的上端面上开有上大下小的滑块槽，所述平衡移动锥体滑块放置在滑块槽中并且平衡移动锥体滑块的锥度与滑块槽的锥度相对应，所述平衡压力弹簧套在外锥体与平衡移动锥体滑块之间的加力拉杆上，所述平衡反力弹簧套在平衡移动锥体滑块与拉板之间的加力拉杆上。所述外锥体与拉拔仪之间的加力拉杆上套有外锥体附加力压紧弹簧。所述预紧加力螺母与外锥体之间的加力拉杆上套有止推轴承，并且该止推轴承放置在外锥体的上端面上的轴承槽中。 所述平衡移动锥体滑块与拉板之间的加力拉杆上设有凸台，所述平衡反力弹簧夹在平衡移动锥体滑块与凸台之间。 所述三瓣内锥体的下端面上设有拉板槽，所述拉板设置在拉板槽中。所述三瓣内锥体的外侧壁与锥槽的内侧壁之间设有导向装置，该导向装置由设在三瓣内锥体的外侧壁上的导向凹槽，设在锥槽的内侧壁上、与导向凹槽位置相对应的弹性定位销，以及设置在拉板槽的内侧壁上的弹簧涨圈组成。与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果本实用新型是一种机械自锁式直拔头，其安装操作简单方便，是直拔法检测混凝土强度方法中所用的拉拔仪上的关键部件，具有经久耐用、可重复使用的特点。本实用新型使用时无需要粘结剂，所以对人和环境没有污染；同时，由于不再需要粘结剂，所以直拔法检测混凝土强度方法也就不再需要粘接和等待粘结剂硬化的步骤，因此操作步骤大大减少，操作时间也得到了缩短；此外，由于不再需要粘结剂，所以混凝土强度检测不会受到自然温度的影响，不受混凝土芯样干湿的影响，也不受钻头磨损而使混凝土芯样直径的变化的影响。本实用新型的出现，对《直拔法检测混凝土强度技术》的推广应用起到推动作用， 这是因为本实用新型使直拔法检测混凝土强度技术变得非常可靠、经济和高效，使用时，只需待被测构件成型后，将本实用新型直接安装到拉拔仪上后即可进行拉拔，每个混凝土芯样的安装、拉拔时间只约为广2分钟。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是三瓣内锥体的仰视示意图。图3是图2中A-A剖面的示意图。图4是图2中从B向看的示意图。图5是外锥体的俯视示意图。图6是图5中C-C剖面的示意图。图7是本实用新型的使用状态示意图。附图标记1 一外锥体、1. 1 一轴承槽、1. 2 一锥槽、2 —三瓣内锥体、2. 1 一夹头、
2.2 —滑块槽、2. 3 —拉板槽、3 —加力拉杆、3. 1 一拉板、3. 2 —凸台、4 一平衡移动锥体滑块、5 —平衡反力弹簧、6 —平衡压力弹簧、7 —外锥体附加力压紧弹簧、8 —止推轴承、9 一预紧加力螺母、10 —拉拔仪、11 一混凝土被测构件、12 —混凝土芯样、13 —导向凹槽、14 一弹性定位销、15—弹簧涨圈。
具体实施方式
实施例参见图1、图7所示，这种直拔法的自锁式机械直拔头，包括与拉拔仪10连接的加力拉杆3和与加力拉杆3连接的拉拔头，所述加力拉杆3的上部螺纹连接有预紧加力螺母9，加力拉杆3的下端设有拉板3. 1，所述拉拔头套在预紧加力螺母9与拉板3. 1之间的加力拉杆3上，包括有外锥体1、三瓣内锥体2、平衡移动锥体滑块4、平衡反力弹簧5和平衡压力弹簧6。所述外锥体1与拉拔仪10之间的加力拉杆3上套有外锥体附加力压紧弹簧7。参见图1-6，所述外锥体1的下表面上开有上小下大的锥槽1. 2，所述三瓣内锥体 2的上部位于锥槽1. 2内，并且三瓣内锥体2的上部的锥度与锥槽1. 2的锥度相对应，三瓣内锥体2的上端面的直径大于锥槽1. 2的顶面的直径，三瓣内锥体2的下端设有夹头2. 1。所述三瓣内锥体2的上端面上开有上大下小的滑块槽2. 2，所述平衡移动锥体滑块4放置在滑块槽2. 2中并且平衡移动锥体滑块4的锥度与滑块槽2. 2的锥度相对应，所述平衡压力弹簧6套在外锥体1与平衡移动锥体滑块4之间的加力拉杆3上，所述平衡反力弹簧5套在平衡移动锥体滑块4与拉板3. 1之间的加力拉杆3上。本实施例中，平衡移动锥体滑块4与拉板3. 1之间的加力拉杆3上设有凸台3. 2，所述平衡反力弹簧5夹在平衡移动锥体滑块4与凸台3. 2之间。所述预紧加力螺母9与外锥体1之间的加力拉杆3上套有止推轴承8，并且该止推轴承8放置在外锥体1的上端面上的轴承槽1. 1中。参见图1、图2-4，所述三瓣内锥体2的下端面上设有拉板槽2. 3，所述拉板3. 1设置在拉板槽2. 3中。所述三瓣内锥体2的外侧壁与锥槽1. 2的内侧壁之间设有导向装置， 该导向装置由设在三瓣内锥体2的外侧壁上的导向凹槽13，设在锥槽1.2的内侧壁上、与导向凹槽13位置相对应的弹性定位销14，以及设置在拉板槽2. 3的内侧壁上的弹簧涨圈15 组成。本实用新型借鉴预应力锚具和钻头卡头的原理进行设计，是一个加紧、受力、传力体系。所述的可移动的三瓣内锥体2被等分为三掰，其上部为锥体，其下部由三掰共同组成夹头2. 1，夹紧已成型的混凝土芯样12，三瓣内锥体2被垂直向上的加力拉杆3向上移动形成轴向拉力，与移动方向相反的外锥体1形成相对运动，外锥体1对三瓣内锥体2形成约束，三掰内锥体2在外锥体1的约束下，形成对径向的径向力，在径向力的作用下，三瓣内锥体2对混凝土芯样12施加夹紧力，加力拉杆3的轴向拉力越大，三掰内锥体2受到的径向力越大，对混凝土芯样12的夹紧力也越大。由于三瓣内锥体2在径向力的约束下向轴心收缩，三瓣内锥体2的下端夹有混凝土芯样12，而三瓣内锥体2会向轴心移动，为了使三瓣内锥体2移动平行，以及上下端平衡，在内锥体的上端部设置锥度与外锥体锥度相同，且套在加力拉杆3上的平衡移动锥体滑块4，随着径向收缩直径的变化，通过平衡反力弹簧5和平衡压力弹簧6调整平衡移动锥体滑块4的轴向位置，使三瓣内锥体2时刻处于平行与平衡状态。最初内外锥体相对运动的轴向力，是由预紧加力螺母9通过不断移动加力拉杆3 形成的，为了减少预紧加力螺母9对外锥体1的摩擦力，进而减少对本实用新型的扭矩(如果扭矩太太会损伤被检测的芯样)，外锥体的上端面设置了轴承槽1. 1，轴承槽1. 1中安装了止推轴承8，所以减少了外力给本实用新型的扭矩。将本实用新型套在混凝土芯样12上，并拧紧预紧加力螺母9，将外锥体附加力压紧弹簧7安装在外锥体1与拉拔仪10之间，加力拉杆3穿过具有支架反力的千斤顶、压力传感器，将预紧加力螺母9拧紧(采用扳手)。原预紧加力螺母9施加给本实用新型的力是初始力，外锥体附加力压紧弹簧7施加的是附加力，二力共同作用对三瓣内锥体2产生径向抱紧力。附加力是通过摇动油泵手柄，给千斤顶加压，千斤顶设计成异步双向结构，最初千斤顶顶杆下部伸出，对外锥体附加力压紧弹簧7施加压力，给外锥体1施压，待到达下部终点后开始给移动上部顶杆，在千斤顶的轴向力作用下产生向上的直拔力，当其直拔力值大于混凝土芯样12的抗拉强度时，混凝土芯样12被拉断。 为了防止三瓣内锥体2的三瓣出现左右水平移动，分别在三瓣内锥体2的背部，铣一条导向凹槽13，在外锥体对称设置三个弹性定位销14，由于弹性定位销14的弹簧作用， 将对三瓣内锥体2产生向内推力，为此在靠近三瓣内锥体2变径附近设置一个弹簧涨圈15， 用于平衡弹性定位销14的弹力。
权利要求1.一种直拔法的自锁式机械直拔头，包括与拉拔仪(10)连接的加力拉杆(3)和与加力拉杆(3)连接的拉拔头，其特征在于所述加力拉杆(3)的上部螺纹连接有预紧加力螺母 (9)，加力拉杆(3)的下端设有拉板(3. 1)，所述拉拔头套在预紧加力螺母(9)与拉板(3. 1) 之间的加力拉杆(3)上，包括有外锥体(1)、三瓣内锥体(2)、平衡移动锥体滑块(4)、平衡反力弹簧(5)和平衡压力弹簧(6);所述外锥体(1)的下表面上开有上小下大的锥槽(1.2)，所述三瓣内锥体(2)的上部位于锥槽(1.2)内，并且三瓣内锥体(2)的上部的锥度与锥槽(1.2)的锥度相对应，三瓣内锥体(2)的上端面的直径大于锥槽(1.2)的顶面的直径，三瓣内锥体(2)的下端设有夹头 (2. 1)；所述三瓣内锥体(2)的上端面上开有上大下小的滑块槽(2. 2)，所述平衡移动锥体滑块(4)放置在滑块槽(2. 2)中并且平衡移动锥体滑块(4)的锥度与滑块槽(2. 2)的锥度相对应，所述平衡压力弹簧(6)套在外锥体(1)与平衡移动锥体滑块(4)之间的加力拉杆(3) 上，所述平衡反力弹簧(5)套在平衡移动锥体滑块(4)与拉板(3. 1)之间的加力拉杆(3)上。
2.根据权利要求1所述的直拔法的自锁式机械直拔头，其特征在于所述外锥体(1)与拉拔仪(10)之间的加力拉杆(3)上套有外锥体附加力压紧弹簧(7)。
3.根据权利要求1所述的直拔法的自锁式机械直拔头，其特征在于所述预紧加力螺母(9)与外锥体(1)之间的加力拉杆(3)上套有止推轴承(8)，并且该止推轴承(8)放置在外锥体(1)的上端面上的轴承槽(1. 1)中。
4.根据权利要求1所述的直拔法的自锁式机械直拔头，其特征在于所述平衡移动锥体滑块(4)与拉板(3. 1)之间的加力拉杆(3)上设有凸台(3. 2)，所述平衡反力弹簧(5)夹在平衡移动锥体滑块(4 )与凸台(3. 2 )之间。
5.根据权利要求1所述的直拔法的自锁式机械直拔头，其特征在于所述三瓣内锥体 (2)的下端面上设有拉板槽(2. 3)，所述拉板(3. 1)设置在拉板槽(2. 3)中。
6.根据权利要求5所述的直拔法的自锁式机械直拔头，其特征在于所述三瓣内锥体 (2)的外侧壁与锥槽(1. 2)的内侧壁之间设有导向装置，该导向装置由设在三瓣内锥体(2) 的外侧壁上的导向凹槽(13)，设在锥槽(1.2)的内侧壁上、与导向凹槽(13)位置相对应的弹性定位销(14)，以及设置在拉板槽(2. 3)的内侧壁上的弹簧涨圈(15)组成。
专利摘要一种直拔法的自锁式机械直拔头，包括与拉拔仪连接的加力拉杆和与加力拉杆连接的拉拔头，所述加力拉杆的上部螺纹连接有预紧加力螺母，加力拉杆的下端设有拉板，所述拉拔头套在预紧加力螺母与拉板之间的加力拉杆上，包括有外锥体、三瓣内锥体、平衡移动锥体滑块、平衡反力弹簧和平衡压力弹簧；所述外锥体的下表面上开有上小下大的锥槽，所述三瓣内锥体的上部位于锥槽中并且三瓣内锥体的上部的锥度与锥槽的锥度相对应，三瓣内锥体的外侧壁与锥槽的内侧壁之间设有导向装置，三瓣内锥体的下端设有夹头。本机械直拔头安装操作简单方便，具有经久耐用、可重复使用的特点，其使用时无需要粘结剂，所以对人和环境没有污染。
文档编号G01N3/02GK202182847SQ201120270748
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者张作栋, 张建宁, 张晓东, 朱跃武, 王大勇, 王宝才, 王文明, 郝克耕, 韩春雷 申请人:中国建筑科学研究院