[发明专利]一种用于杆式天平静校的轻型加载头及其使用方法

权利要求书

1.一种用于杆式天平静校的轻型加载头，其特征在于：包括加载外套(1)、内套筒(2)、天平(3)、天平支杆(4)和轴向力加载板(5)，内套筒(2)插接在加载外套(1)内，天平(3)伸入加载外套(1)内，天平(3)一端伸入内套筒(2)内，天平(3)另一端伸入天平支杆(4)内，天平支杆(4)伸入加载外套(1)内，轴向力加载板(5)固连在加载外套(1)靠近天平支杆(4)的一端，天平支杆(4)一端穿过轴向力加载板(5)以伸出加载外套(1)外；

内套筒(2)外壁上间隔开设有若干个带有螺纹的孔，加载外套(1)顶部开设有长方形的通孔，所述通孔内插接有紧固螺栓(15)，紧固螺栓(15)与所述螺纹孔螺纹连接，紧固螺栓(15)螺帽底端面与加载外套(1)抵接；

加载外套(1)两侧架设有轴向位置调节器(6)，轴向位置调节器(6)包括位置调节螺栓(61)、固定螺栓(62)和轴向位置调整块(63)，轴向位置调整块(63)滑动连接在加载外套(1)上，位置调节螺栓(61)螺纹连接在轴向位置调整块(63)滑动方向两端的加载外套(1)上，位置调节螺栓(61)与轴向位置调整块(63)抵接，固定螺栓(62)穿过轴向位置调整块(63)与内套筒(2)螺纹连接；

加载外套(1)外侧顶部固连有十字状的横梁(11)，横梁(11)上放置有倾角仪；横梁(11)长度方向与加载外套(1)轴线方向垂直的直杆两端设有滚转力矩加载线连接头(12)，加载外套(1)长度方向两端底部设有法向力加载线连接头(13)，加载外套(1)远离轴向力加载板(5)一端两侧设有侧向力加载线连接头(14)。

2.根据权利要求1所述的一种用于杆式天平静校的轻型加载头，其特征在于：内套筒(2)为圆柱状，内套筒(2)内部一侧开设有圆柱状的孔，内套筒(2)内部另一侧开设有圆锥状的孔，所述圆锥状的孔的外径小于所述圆柱状的孔的外径，所述圆锥状的孔外径大于天平(3)一端的外径。

3.根据权利要求2所述的一种用于杆式天平静校的轻型加载头，其特征在于：天平(3)一端穿过所述圆柱状的孔和所述圆锥状的孔并伸出内套筒(2)外，天平(3)伸出所述圆锥状的孔的一端螺纹连接有螺母，所述螺母与内套筒(2)之间的天平(3)外套接有弹簧垫圈(31)，弹簧垫圈(31)抵接在内套筒(2)上。

4.根据权利要求1所述的一种用于杆式天平静校的轻型加载头，其特征在于：天平(3)伸入天平支杆(4)一端外套接有隔热锥套(41)，隔热锥套(41)与天平支杆(4)抵接，天平(3)伸入天平支杆(4)一端顶部开设有键槽，所述键槽内插接有方形的平键，所述平键贯穿隔热锥套(41)插入天平支杆(4)内壁的正上方。

5.根据权利要求1所述的一种用于杆式天平静校的轻型加载头，其特征在于：轴向力加载板(5)为细长板状，轴向力加载板(5)长度方向与加载外套(1)轴线方向垂直，轴向力加载板(5)长度方向两端设有轴向力加载线连接头。

6.一种用于权利要求1-5任一所述 杆式天平静校的轻型加载头的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

Ⅰ.将轴向力加载板(5)通过螺栓固连在加载外套(1)前端面上；

Ⅱ.通过穿孔打结的方式将施力线安装在各加载线连接头上；

Ⅲ.将装好天平(3)的天平支杆(4)安装在天平校准架支座上；

Ⅳ.使用弹簧垫圈(31)和螺母将内套筒(2)紧固安装于天平(3)上，并调整天平校准架支座滚转角，使天平(3)前锥段的键槽垂直向上；

Ⅴ.将加载外套(1)滑动安装在内套筒(2)上，使加载外套(1)中心位置在天平(3)设计中心位置附近，并将轴向位置调节器(6)安装在加载外套(1)和内套筒(2)上，所有螺栓均处于拧松状态；

Ⅵ.在横梁(11)水平面上放置倾角仪检测加载头俯仰和滚转方向的安装角度，调整校准架支座角度，使得所测加载头俯仰和滚转方向的安装角度小于1′；

Ⅶ.在两个法向力加载线连接头(13)上施加相同载荷，观测加载前后天平(3)俯仰力矩测量单元信号输出变化，如果输出变化较大，则旋动四个位置调节螺栓(61)微调加载外套(1)在内套筒(2)轴线方向的相对位置，直到加载前后天平(3)俯仰力矩测量单元信号输出变化小于20微伏后，拧紧固定螺栓(62)和紧固螺栓(15)，以使加载头加载中心与天平校心接近重合，实现加载外套(1)和内套筒(2)紧密固连，使满足天平(3)静校要求，最后按照加载、采集数据的流程重复Ⅰ～Ⅶ的操作完成天平(3)的静校工作。