一种结构用木材力学性能的机械分等设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种结构用木材力学性能的机械分等设备，其包括一机架上的通道，通过固定传动辊装置和移动传动辊装置形成该通道并形成至少三个支座，构成两个测力区域，在每个该测力区域的中间位置的设备机架上固设一施力装置。通道上还设有相应的传感器。在该设备中让被测的结构用木材通过一个检测通道，在通道中，让所述被测结构用木材出现恒定的弹性变形，测得相应的施加载荷，或者施加恒定荷载于被测结构用木材上，测得其相应的变形，再将所测得的数据通过测力传感器传输到计算机系统，算出该结构用木材的抗弯弹性模量的数据，将该数据与设定的数据分级组进行比对，对被测结构用木材做出强度分级，并将该分级结果输出。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及木材无损检测
，涉及一种结构用木材力学性能检测，尤其提供一种无损的结构用木材力学性能机械分等设备。
技术介绍
随着国民经济的发展和生活水平的提高，人们更加注重居住环境的舒适性和建筑物功能的齐全性，对木结构房屋的需求也逐年增加，从而加快了我国木结构建筑的发展。结构用木材是随着建筑业对承载构件的需求而发展起来的，与普通木材相比，结构用木材在产品的物理力学性能及生产工艺方面也存在着较大差异，最重要的是用于建筑结构的木材要有工程设计值。结构用木材主要可作为体育馆、音乐厅、厂房、住宅等建筑物的木结构梁柱、工字梁、弯曲梁、桁架等承载构件。这样的用途对于结构用木材的机械性能的要求就比较严格。 结构用木材与其它材质的结构材不同，同样外形的结构用木材，其力学性能可能相差很大，在使用时最好逐件检测应力等级，以保证施工质量。对于大量的构件应力等级的检测分类，使用常规的应力试验机进行检测是不现实的。而现有技术中所使用的目测法又是不科学、不准确的，由此就希望能够有一种效率高、分级准确的结构用木材应力机械分等的方法和设备。目前国产结构用板材生产技术、产品标准仍处于研究阶段，尤其是关键分等检测设备还是空白，无法满足木结构建筑市场对国产木质结构用板材用量的需求，更无法为其提供安全和可靠的科学数据。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进现有技术的不足，提供一种能够无损测量结构用木材力学性能的机械分等的设备。本专利技术的目的是这样实现的—种结构用木材力学性能的机械分等设备，其包括一机架，在该机架上设置一通道，在该通道上设固定传动辊装置，即输送机构和移动传动辊装置，两者在通道相对的两个侧壁上设置构成支座，使得所述结构用木材在该通道中移动；在该通道中设置至少三个所述支座，每两个相邻的支座之间构成一个测力区域，共设置两个所述测力区域，在通道长度方向上位于每个该测力区域的中间位置的设备机架上固设一施力装置；该施力装置是一测力压辊，其设置在所述机架上，其测力端的端面比测力压辊同一侧的通道侧壁伸入通道一设定距离，在相对的通道侧壁则向外扩张一相应的距离，以此让所述结构用木材产生相应的设定变形，在该测力压辊上设置一测力传感器，获取测力压辊施加到所述结构用木材上的力的数值；在所述通道中还设有用于感知结构用木材端头到达的位置传感器，设置位置传感器的位置包括有所述通道的入口处；所述通道上第一个测力区域中后一个所述支座的后侧和所述通道上第二个测力区域中后一个所述支座的后侧。所述输送机构可以是传动辊装置，或者是传送带装置。所述输送机构优选为在所述机架上固设至少三组固定传动辊，每组传动辊通过传动带连接，每组传动辊中的一个作为主动辊通过传动带连接一电机；在所述通道中与所述传动辊相对的一侧的机架上垂直于所述通道移动地设置移动传动辊装置，该移动传动辊装置包括一支架，在该支架上可转动地设置若干传动辊与所述固定传动辊相对应，该支架连接一直线运动机构。所述直线运动机构可以是一气缸装置。所述直线运动机构为一气缸装置，其为双气缸装置，即是由两个气缸并联在一起。所述固定传动辊和所述移动传动辊装置在所述通道中上下侧面对应设置，或者左右侧面对应设置。该外扩的通道侧壁是在该施力装置包括所述测力压辊，还包括一个固定辊子排，固定在所述机架上，与测力压辊对应，该固定辊子排具有一框架，在该框架上沿通道长度方向排列，可转动地固设若干辊子，中间的辊子相对于通道的侧壁向外伸出，两边的辊子渐次向内，两端的辊子与通道侧壁平齐，由此辊子排与加压辊共同形成结构用木材弯曲设定的变形量间距，该辊子排的长度与两个支座之间的间距匹配；或者，在所述通道中一些位置上还设有用于感知结构用木材端头到达的位置传感器所述通道的入口处设有第一组位置传感器，所述通道上第一个测力区域中后一个支座的后侧设有第二组位置传感器，所述通道上第二个测力区域中后一个支座的后侧设有第三组位置传感器。第一组位置传感器给出所述结构用木材进入通道的信号，第三组位置传感器给出所述结构用木材离开通道的信号。针对同一结构用木材，第一、二组位置传感器同时有效时，拾取第一测力传感器上的信号数据；第二、三组位置传感器同时有效时，拾取第二测力传感器上的信号数据。进一步地，在所述通道上还设有振动传感器，其为感应振动速度、频率或加速度等。所起到的作用是，当该通道中由于结构用木材的移动产生的振动超过设定值，则可以通知操作者，此时测出的应力数据要删除，不能用。本设备上还可设置测速传感器，放置于从动辊或从动辊连接的齿形带轮上，用于检测结构用木材的移动速度。还可以设置温湿度传感器，用于监控环境的温度和湿度。在所述通道的两个所述测力区域后面的一个位置上设置一打印设备，该打印设备的打印头朝向置于该通道上被测结构用木材经过的路径。使用上述设备进行结构用木材力学性能的机械分等的方法是，让被测的结构用木材通过一个检测通道，在该检测通道中，使得所述结构用木材即在不破坏的情况下，通过让所述被测结构用木材出现恒定的弹性变形，测得相应的施加载荷，再将所测得的数据通过测力传感器传输到计算机系统，算出该结构用木材的抗弯弹性模量的数据，将该数据与设定的数据分级组进行比对，对被测结构用木材做出强度分级，并将该分级结果输出；或者施加恒定荷载于被测结构用木材上，测得其相应的变形，通过位移传感器，测得恒定载荷下不同的位移数据，再传输到计算机系统，算出该结构用木材的抗弯弹性模量的数据，将该数据与设定的数据分级组进行比对，对被测结构用木材做出强度分级，并将该分级结果输出。本专利技术提供的结构用木材力学性能的机械分等方法具体的可以是待测结构用木材置于所述通道中，在所述输送机构带动下移动，在两个所述测力区域中，所述施力装置在所述结构用木材的相对的两个侧面上先后施力，使得所述结构用木材先后产生方向相反的设定弹性变形，所述测力传感器采集到施力值。所述方法中，还可以包括在所述结构用木材上打印分级标记的步骤，将所述分级结果的信号传送到一打印设备上，在所述检测通道的两个所述测力区域后面的位置上设置所述打印设备，在通过该位置的结构用木材上打印分级标记。在结构用木材工业化生产中，木材的分等检测不仅要考虑木材树种、木材的几何尺寸、含水率、密度、年轮宽度、纹理斜度等因素，还要综合考虑木材的加载方式、运动速度、作用力、位移量等控制参数，以及设备振动、环境温湿度等因素的影响，通过建立结构用木材的强度与抗弯弹性模·量的对应关系，实现结构用木材质量控制和快速分等。本专利技术提供的结构用木材力学性能的机械分等设备，实现了对于结构用木材快速、准确的力学性能检测，通过应力分等可以优选出不同强度等级的木材，用于木结构建筑设计和结构材制造，达到适才适用，确保建筑的安全性，也可以做到优材优用。与传统的目测分等方法相比，机械分等可检测目测分等方法比较难辨别的地方，如局部的纤维倾斜和低密度部分等，可快速和准确地评价木材的力学强度，使得木材分等能够实现自动化和规模化，提高结构用木材的生产效率。本专利技术提供的结构用木材力学性能的机械分等方法和设备能够准确测量结构材强度性能的检测步骤，可以有效避免由于锯材含水率、密度、温度、振动等因素发生变化造成的测量误差。下面通过附图和实施例对本专利技术做进一步说明。附图说明图I为本专利技术提供的结构用木材力学性能的机械分等设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：包括一机架，在该机架上设置一通道，在该通道上设固定传动辊装置，即输送机构和移动传动辊装置，两者在通道相对的两个侧壁上设置构成支座，使得所述结构用木材在该通道中移动；在该通道中设置至少三个所述支座，每两个相邻的支座之间构成一个测力区域，共设置两个所述测力区域，在通道长度方向上位于每个该测力区域的中间位置的设备机架上固设一施力装置；该施力装置是一测力压辊，其设置在所述机架上，其测力端的端面比测力压辊同一侧的通道侧壁伸入通道一设定距离，在相对的通道侧壁则向外扩张一相应的距离，以此让所述结构用木材产生相应的设定变形，在该测力压辊上设置一测力传感器，获取测力压辊施加到所述结构用木材上的力的数值；在所述通道中还设有用于感知结构用木材端头到达的位置传感器，设置位置传感器的位置包括有：所述通道的入口处；所述通道上第一个测力区域中后一个所述支座的后侧和所述通道上第二个测力区域中后一个所述支座的后侧。2.根据权利要求1所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：所述输送机构是传动辊装置，或者是传送带装置。3.根据权利要求1所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：所述输送机构为：在所述机架上固设至少三组固定传动辊，每组传动辊通过传动带连接，每组传动辊中的一个作为主动辊通过传动带连接一电机输出轴上的带轮连接；在所述通道中与所述传动辊相对的一侧的机架上垂直于所述通道移动地设置移动传动辊装置，该移动传动辊装置包括一支架，在该支架上可转动地设置若干传动辊与所述固定传动辊相对应，该支架连接一直线运动机构。4.根据权利要求3所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：所述直线运动机构是一气缸装置；或者，所述直线运动机构为一气缸装置，其为双气缸装置，即是由两个气缸并联在一起。5.根据权利要求1所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：所述固定传动辊和所述移动传动辊装置在所述通道中上下侧面对应设置，或者左右侧面对应设置。6.根据权利要求1所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：在所述通道上还设有振动传感器；和/或，还设置测速传感器；和/或，还设置温湿度传感器；和/或，在所述通道的两个所述测力区域后面的一个位置上设置一打印设备，该打印设备的打印头朝向置于该通道上被测结构用木材经过的路径。7.根据权利要求1所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：所述输送机构中的传动辊和所述电机之间设置齿形传动带。8.根据权利要求1所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于：该外扩的通道侧壁是：在该施力装置包括所述测力压辊，还包括一个固定辊子排，固定在所述机架上，与测力压辊对应，该固定辊子排具有一框架，在该框架上沿通道长度方向排列，可转动地固设若干辊子，中间的辊子相对于通道的侧壁向外伸出，两边的辊子渐次向内，两端的辊子与通道侧壁平齐，由此辊子排与加压辊共同形成结构用木材弯曲设定的变形量间距，该辊子排的长度与两个支座之间的间距匹配。...

【技术特征摘要】
1.一种结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于包括一机架，在该机架上设置一通道，在该通道上设固定传动辊装置，即输送机构和移动传动辊装置，两者在通道相对的两个侧壁上设置构成支座，使得所述结构用木材在该通道中移动；在该通道中设置至少三个所述支座，每两个相邻的支座之间构成一个测力区域，共设置两个所述测力区域，在通道长度方向上位于每个该测力区域的中间位置的设备机架上固设一施力装置； 该施力装置是一测力压辊，其设置在所述机架上，其测力端的端面比测力压辊同一侧的通道侧壁伸入通道一设定距离，在相对的通道侧壁则向外扩张一相应的距离，以此让所述结构用木材产生相应的设定变形，在该测力压辊上设置一测力传感器，获取测力压辊施加到所述结构用木材上的力的数值； 在所述通道中还设有用于感知结构用木材端头到达的位置传感器，设置位置传感器的位置包括有所述通道的入口处；所述通道上第一个测力区域中后一个所述支座的后侧和所述通道上第二个测力区域中后一个所述支座的后侧。2.根据权利要求I所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于所述输送机构是传动辊装置，或者是传送带装置。3.根据权利要求I所述的结构用木材力学性能的机械分等设备，其特征在于所述输送机构为在所述机架上固设至少三组固定传动辊，每组传动辊通过传动带连接，每组传动辊中的一个作为主动辊通过传动带连接一电机输出轴上的带轮连接；在所述通道中与所述传动辊相对的一侧的机架上垂直于所述通道移动地设置移动传动辊装置，该移动传动辊装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，杨建华，王晓欢，周海宾，金征，王建功，
申请(专利权)人：国家林业局北京林业机械研究所，
类型：实用新型
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