[实用新型]一种钢球结构压头

说明书

【技术领域】

本实用新型属于岩体裂隙渗流实验设备技术领域，尤其涉及一种钢球结构压头。

【背景技术】

岩体裂隙是影响高坝基础稳定性的重要岩体结构，裂隙在应力场和水压力耦合作用下的渗流特性是坝基稳定评价的重要指标。限于试验方法和试验设备的条件，当前裂隙渗流特性通过裂隙分布密度、开度等指标通过统计方法折算成综合渗透系数，传统的垂直渗透仪可承受的最大上覆荷载小，仅可达到10MPa，不能承受高强度的荷载，其非真三轴受力、水头压力小，导致测量的精确度低。而且，现有技术中的压头均为固定结构受力，其在施压时，当试样有上下移动时，不能同时调节水平压头的位置，有可能使试样承受侧向压力，导致实验结果不精确，甚至是实验失败。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种钢球结构压头，以解决现有压头不能同步调节位置、易产生侧向力的问题。

本实用新型采用以下技术方案：一种钢球结构压头，包括依次连接的过渡板、夹板、压头体，压头体和夹板之间通过连接板连接，过渡板和夹板之间通过螺钉固定连接，压头体用于对试样施加载荷，并随试样同步上下移动；

夹板上还开设有多个通孔，每个通孔靠近压头体的一端均带有锥度，每个通孔内均安装有钢球，每个钢球均用于在通孔中转动，以使压头体和连接板随受压试样同步移动。

进一步地，每个连接板与夹板连接处均设置有顶丝螺钉和用于为压头体导向和限位的轴承。

进一步地，压头体与试样接触的端面上设置有缓冲垫。

进一步地，缓冲垫设置在压头体与试样接触端面的边缘处。

本实用新型的另一种技术方案为，一种钢球结构压头组，包含两个相对设置的上述钢球结构压头。

本实用新型的有益效果是：通过设置有夹板，并在夹板上开设有放置钢球的通孔，通过放置钢球可以使压头体随试样上下移动，而自动调节试样的受力，避免产生对试样的侧向力，增强试验的精准性。

【附图说明】

图1为本实用新型的一种钢球结构压头的结构示意图。

其中：602.连接板；603.钢球；604.夹板；605.缓冲垫；606.压头体；607.过渡板；608.顶丝螺钉；609.轴承。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型公开了一种钢球结构压头，如图1所示，包括从外侧至内侧依次连接过渡板607、夹板604、压头体606，压头体606和夹板604之间通过连接板602连接，过渡板607和夹板604之间通过螺钉固定连接。

过渡板607，为了适应试样的形状，过渡板607一般设置为方形板。

过渡板607在竖直方向上相对的两个侧面分别连接至电液伺服作动器的输出端和夹板604，即过渡板607的外侧连接电液伺服作动器，内侧连接夹板604。夹板604的相对两个侧面均通过连接板602连接有用于对试样施加载荷的压头体606，即夹板604竖直方向上的两个相对侧面上通过连接板602与压头体连接，过渡板607起到了力的传递作用。

通过压头体606可以直接施力到试样上，对试样进行施压。夹板604形状和过渡板607类似，可以实现保持受力均匀、美观等作用。夹板604上开设有多个通孔，每个通孔靠近压头体606的一端均带有锥度，可以卡住钢球603，保证钢球603不会滑脱。

每个通孔内均安装有钢球603，每个钢球603均用于在通孔中转动并承压，以使压头体606和连接板602随受压试样同步移动。每个钢球603的两端分别接触过渡板607、压头体606，当试样受压时，有可能造成试样中心上下移动，则为了避免试样受到侧向力而影响试验效果，设置钢球603可以使压头体606和连接板602随试样同步上下移动，而不会带动后方的夹板604、过渡板607、电液伺服作动器等，这样就可以保持试样不会受到侧向力，提升试验效果。

钢球603的数量是根据整机最大承受力计算的，本实用新型中按照最大承受力为1000kN计算，可以得出在夹板604上共设置有81个钢球。

每个连接板602与夹板604的连接处均设置有用于固定连接板602的顶丝螺钉608，顶丝螺钉608起到放置压头体606掉落的作用，但并不影响压头体606和连接板602相对于夹板604上下运动。

每个连接板602与夹板604连接处均设置有用于为压头体606导向和限位的轴承609，通过轴承609使压头体606和连接板602在移动的过程中不会偏离纵向中心线，以保证试验过程中的压力准确度，不会出现侧向力。