张拉千斤顶工作原理及标定

一、前言

1、校验的原因

由于每台千斤顶液压配合面实际尺寸和表面粗糙度不同,密封圈和防尘圈松紧程度不同,造成千斤顶内摩阻力不同,而且要随油压高低和使用时间变化而改变。千斤顶能够张拉钢束的原因是千斤顶的活塞在高压油的作用下带动钢束伸长,高压油的油压大小通过张拉油泵的油表读数得到,活塞为受力简图见图所示。从图中发现,由于活塞和千斤顶钢套之间存在摩擦力,油室内油压大小和作用于钢束的力是不相等的。

如张拉油缸的面积为A,有活塞力的平衡:可见,油表上的读数大于实际作用于钢束上的力,为准确控制作用于钢束上的力,按铁路桥规要求,在张拉钢束前,必须对千斤顶进行标定,即得到张拉油表读数和作用于钢束上张拉力间的线性回归方程。

2、什么时候需要对千斤顶进行校验

(1)新千斤顶初次使用前;

(2)油压表指针不能退回零点时;

(3)千斤顶、油压表和油管进行过更换或维修后;

(4)校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业

(5)在使用过程中出现其他不正常现象。

3、千斤顶的工作原理及分类

千斤顶工作系统主要由千斤顶及相应的油路和千斤顶指示器(压力表或数据采集系统)组成。千斤顶的工作原理是油泵对千斤顶供油,千斤顶对施力体施加作用力,通过与千斤顶连通的模拟式指示器(压力表)或数字式指示器(数据采集系统)直接或间接指示所施加的力值。千斤顶主要用于桩基工程和结构工程的力值控制。

分类:液压千斤顶按其构造可分为台式(普通油压千斤顶)、穿心式、锥锚式和拉杆式。工地上比较常见的张拉千斤顶一般为穿心结构,其主要结构包括张拉外套、活塞、油室。

4、千斤顶的组成部分及通用技术条件

(1) 外观与附件

千斤顶主体及各主要部件上应有铭牌。铭牌上应有产品名称、型号规格、出厂编号、制造厂名称等。

千斤顶设备应配套检定、配套使用,主要部件(除油管、接头等)更换后需重新检定。

(2) 千斤顶指示器

A 模拟式指示器

模拟式指示器的表盘刻度及其标记清晰,指针无松动和弯曲。加力时指针走动均匀,无停滞和跳动现象;未加力时,指针应位于零位或“缩格” 内。

模拟式指示器测量上限为额定油压的130%-200% 。

B、数字式指示器

数字式指示器应正常稳定,显示清晰准确,能及时跟踪显示所施加的力值。

数字式指示器测量上限应不低于额定油压的110% 。

(3) 操作适应性

千斤顶油泵加卸力应平稳,无妨碍读数的压力波动,无冲击和颤动现象。

液压系统应工作正常,反应灵敏,油路无渗漏,液压油应清洁纯净。

电气部分应灵敏可靠,绝缘良好。

5、穿心式千斤顶的相关内容和工作方式

穿心式千斤顶是利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。穿心式千斤顶适用于张拉带JM型锚具、XM形锚具的钢筋,配上撑脚与拉杆后,也可作为拉杆式千斤顶张拉带螺母锚具和镦头锚具的预应力筋。下图为JM型锚具和YC-60型千斤顶的安装示意图。系列产品有YC20D,YC60与YC120型千斤顶。YC60型千斤顶主要由张拉油缸、顶压油缸、顶压活塞、穿心套、保护套、端盖堵头、连接套、撑套、回弹弹簧和动、静密封圈等组成见下图。该千斤顶具有双作用,即张拉与顶锚两个作用。

二、试验方法

一般有两种常规的校验方法。

1)用长柱压力试验机校验

压力试验机的精度不得低于±2%。校验时,应采取被动校验法,即在校验时用千斤顶顶试验机,这样活塞运行方向、摩阻力的方向与实际工作时相同,校验比较准确。

在进行被动校验时,压力机本身也有摩阻力,并且与正常使用时相反,所以,试验机表盘读数反映的也不是千斤顶的实际作用力。因此用被动法校验千斤顶时,必须事先用具有足够吨位的标准测力计对试验机进行被动标定,以确定试验机的表盘读数值。标定后在校验千斤顶时,就可以从试验机表盘上直接读出千斤顶的实际作用力以及油压表的准确读数。用压力试验机校验的步骤如下:

①千斤顶就位

当校验穿心式千斤顶时,将千斤顶放在试验机台面上,千斤顶活塞面或撑套与试验机压板紧密接触,并使千斤顶与试验机的受力中心线重合。

②校验千斤顶

开动油泵,千斤顶进油,使活塞上升,顶试验机压板。在千斤顶顶试验机且使荷载平缓增加的过程中,自零位到最大吨位,将试验机被动标定的结果逐点标记到千斤顶的油压表上,标定点应均匀分布在整个测量范围内,且不少于5点。当采用最小二乘法回归分析千斤顶的标定试验时需要10~20点。各标定点重复标定3次,取平均值,并且只测读进程,不测读回程

2)用标准测力计校验

检定条件:检定在(5一35)℃温度下进行。应变式标准测力仪:准确度不低于0.5级。

配套设备:立式稳固的门式框架或张力杆,其承力机构在最大负荷下应无明显的变形。

加力条件:测力仪的安装应保证其受力轴线和千斤顶的加力轴线相重合。千斤顶带有上承压垫。测力仪与千斤顶的接触面平滑,无锈蚀和杂物。用水银压力计、测力环、弹簧拉力计等标准测力计检验千斤顶,是一种简便可靠的方法。

框架式检定。千斤顶安装调整成工作状态,将千斤顶安放在检定框架底座中间,与应变式标准测力仪串接。使千斤顶、应变式标准测力仪与检定框架对中,且符合加力条件的要求。千斤顶与应变式标准测力仪之间,可根据需要放置垫块,调整空间高度,使千斤顶活塞伸出量接近工作状态,串接式检定。千斤顶与应变式标准测力仪串接在张拉杆上,调整三者在同一轴线后进行检定,启动油泵将千斤顶加荷到最大力值,预压两次。

检定示值,校验时,开动油泵,千斤顶进油,活塞杆推出,顶测力计,加载速度小于3kN/s。当千斤顶压力表达到一定读数P1时, 立即读出测力计相应的读数T1,同样可得P2、T2、;P3、T3;……,此时T1、T2、T3、……,即为相应于压力表读数为P1、P2、P3……时的实际作用力。将测得的各值绘成曲线。实际使用时。即可由此曲线找出要求的T值和相应的P值。

压力表应分级标定,级差不大于加载最大值的10%,应均匀分布。

从初始点开始,驱动千斤顶主动加压,按递增顺序施加力,直到额定力值后退回到初始点。示值检定时施加试验力应平稳,加到检定点前应缓慢施加,便于准确读数。重复测量3次。

三、关键注意事项

TB/T 3043-2005、TB/T2092-2003和TB10203-2002对千斤顶校验的有关规定

1)TB/T 3043-2005相关规定

张拉千斤顶的校正系数不应大于1.05(采用压力环、传感器和试验机校正),千斤顶校正有效期限不应超过一个月;油压表应采用防震型,其精度等级不应低于1.0级。最小分度值不应大于0.5MPa,表盘量程再工作最大油压的1.25-2.0倍之间。油压表检定有效期不应超过7d。当采用0.4级精度的精密油压表并有计量管理部门按0.4级精度进行检定时,其有效期不应超过一个月。(但认证要求期间一个星期自检一次)

2)TB/T2092-2003的相关规定

1加载用千斤顶消炎系数不应大于1.05。

2压力表采用防震型,精度等级不低于0.4级,最小刻度不应大于0.2MPa。表盘量程在工作最大油压的1.25-2.0倍之间。

3采用压力表控制试验荷载时,试验前应将千斤顶在精度不低于三级的试验机进行标定。当采用压力传感器控制试验荷载时,是眼前应将压力传感器与度数仪配套后再精度不低于三级的试验机上进行校正。

4压力表分级标定,每级应不大于加载最大值的10%,加载速度不应大于3kN/s,标定的最大荷载宜不小于加载最大值的1.1倍,且持荷10min。

5千斤顶与压力表配套标定时,应采用千斤顶预压试验机或压力传感器的标定方式,其活塞的外漏量应约等于试验最大荷载时的外露量,各级荷载下的压力表的表盘度数对应压力机的表盘度数。

6配套标定数据应进行线性回归,并确定校正方程,且相关系数不小于0.999。

3)铁路桥涵施工规范TB10203-2002

1张拉千斤顶宜采用穿心式千斤顶。整体张拉和整体放张宜采用自锁式双作用千斤顶,张拉吨位宜为张拉力的1.5倍,且不得小于1.2倍,张拉千斤顶再张拉前必须经过校正,校正系数不得大于1.05倍。校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业,拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。

2压力表应选择防振型,表面最大读数应为张拉力的1.5-2.0倍,精度不应低于1.0倍,校正有效期为一周。当用0.4级时,校正有效期可为一个与。压力表发生故障后必须重新校正。

3油泵、压力表应与张拉千斤顶配套校正使用。

千斤顶与压力表应配套检验、配套使用,即使用时严格按照标定报告上注明的油泵号、油表号和千斤顶号配套安装成张拉系统使用。

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