新型機液控制的三軸蠕變試驗機
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于蠕變試驗機領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，是一種新型機液控制的三軸蠕變試驗機。
背景技術(shù)
其一、三軸試驗時(shí)，試件通常會(huì )有多種直徑的規格，要做到****不受?chē)鷫河绊懀?*需有相應不同尺寸規格的上傳力柱及相應的傳力柱套，上傳力柱及傳力柱套的更換又十分不方便，因此現有三軸試驗機，都采用通用一種尺寸的上傳力柱裝置，那么當試件直徑小于上傳力柱直徑時(shí)，圍壓即會(huì )作用在上傳力柱上，導致額外的豎向載荷，影響其真實(shí)的試驗效果。
其二、目前，巖石三軸試驗、巖石單軸壓縮試驗的加載控制，都是采用控制高精度的液壓閥來(lái)實(shí)現，高精度的液壓閥的滑閥與孔的配合間隙非常小，因此，對油液的清潔度要求非常高，稍有不慎**會(huì )造成閥芯卡住，導致控制失敗。杠桿式單軸蠕變試驗機，****銷(xiāo)軸轉動(dòng)摩擦力導致加載誤差超大的問(wèn)題，目前尚未解決。
其三、巖石的蠕變，在單位時(shí)間內的變形非常小，加載控制時(shí)，對執行器（加載油缸、壓力室）的補油量也非常少，因高精度液壓閥的控制流量不可能做得非常小，所以用高精度的液壓閥控制加載補油，其加載曲線(xiàn)不是很理想。
對《土工試驗方法標準》中的CD試驗，其剪切應變速率0.012%～0.003%min的控制要求，用目前**小流量的高精度液壓閥控制加載也達不到其控制要求。
實(shí)用新型內容
本實(shí)用新型目的是旨在提供了一種克服現有技術(shù)中不足的新型機液控制的三軸蠕變試驗機。
為實(shí)現上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
一種新型機液控制的三軸蠕變試驗機，包括上承力板、中板和下承力板；
所述上承力板與中板之間設置有多個(gè)上立柱，多個(gè)所述上立柱兩端分別與上承力板邊緣和中板邊緣連接；
所述中板與下承力板之間設置有多個(gè)下立柱，多個(gè)所述下立柱兩端分別與中板邊緣和下承力板邊緣連接；
所述中板上表面中部固定連接有壓力室底座，所述壓力室底座上方設置有壓力室端蓋，所述壓力室底座和壓力室端蓋之間設置有壓力室筒，所述壓力室底座、壓力室端蓋和壓力室筒構成密閉空間；
所述下承力板上固定設置有軸向油缸，所述軸向油缸的推桿豎直向上，且連接有下傳力柱，所述下傳力柱下端與軸向油缸的推桿連接，上端向上延伸且依次穿透中板和壓力室底座；
所述上承力板底面中部設置有上傳力柱，所述上傳力柱上端與承力板中部固定連接，下端向下延伸穿透壓力室端蓋中部，所述上傳力柱和下傳力柱同軸設置；
所述上承力板上設置有提升缸，所述提升缸與上承力板固定連接，且推桿向下與壓力室端蓋固定連接。
進(jìn)一步限定，所述軸向油缸的推桿與下傳力柱下端之間設置有荷載傳感器。
進(jìn)一步限定，所述中板與上立柱和下立柱的連接處均設置有立柱鎖帽。
進(jìn)一步限定，所述壓力室底座側壁開(kāi)有進(jìn)油口，所述進(jìn)油口連通壓力室底座與壓力室筒體和壓力室端蓋構成的密閉空間內部，所述進(jìn)油口通過(guò)管道連通有圍壓加載缸。
進(jìn)一步限定，所述軸向油缸連通有軸壓蠕變缸和輕便型液壓泵站。
進(jìn)一步限定，軸壓蠕變缸和圍壓加載缸均采用伺服電機驅動(dòng)。
進(jìn)一步限定，所述壓力室底座與下傳力柱之間設置有下傳力桿套。
進(jìn)一步限定，所述壓力室筒下端和壓力室底座之間設置有底座鎖緊蓋。
進(jìn)一步限定，所述壓力室筒上端設置有壓力室端蓋。
本實(shí)用新型相比現有技術(shù)，結構緊湊、功能多樣、剛度大、適用于《水利水電工程巖石試驗規程》中巖石的三軸試驗、巖石單軸壓縮試驗、以及巖石蠕變試驗、適用于《土工試驗方法標準》中的三軸壓縮試驗的新型試驗裝置。該裝置包括：伺服電機、蠕變缸、輕便型液壓泵站、上承力板、上立柱、中板、下立柱、下承力板、豎向油缸、荷載傳感器、試件壓頭、上傳力柱、下傳力柱、提升油缸、鎖帽、連接螺釘等構件。該加載裝置采用上下承力框架，荷載傳感器、軸向油缸下置，三軸試驗時(shí)能消除圍壓對軸壓的不良影響。該裝置采用高強度金屬材料加工制造，同時(shí)具有整體結構緊湊、協(xié)調美觀(guān)大方，試件安裝方便、綜合使用性能好及測控精度高等特性。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在附圖中，類(lèi)似的元件或部分一般由類(lèi)似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。
圖1為本實(shí)用新型的結構示意圖。
提升缸1、鎖緊螺帽2、上承力板3、上立柱4、上傳力柱5、吊裝板6、壓力室端蓋7、上壓頭8、試件9、下壓頭10、下傳力桿11、中板12、立柱鎖帽13、下傳力柱14、荷載傳感器15、軸向油缸16、下立柱17、下承力板18、軸壓蠕變缸19、軸壓加載單向閥20、軸壓補油油箱21、軸壓補油單向閥22、軸壓泵站截止閥23、圍壓泵站截止閥24、圍壓加載缸25、輕便型液壓泵站26、壓力室底座27、底座鎖緊蓋28、下傳力桿套29、壓力室筒30、提升缸截止閥31、伺服電機（32、33）、圍壓補油油箱34、圍壓補油單向閥35、圍壓加載單向閥36。
具體實(shí)施方式
下面將結合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護范圍。
需要注意的是，除非另有說(shuō)明，本申請使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應當為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。
如圖1所示，一種新型機液控制的三軸蠕變試驗機，包括上承力板3、中板12和下承力板18；所述上承力板3與中板12之間設置有多個(gè)上立柱4，多個(gè)所述上立柱4兩端分別與上承力板3邊緣和中板12邊緣連接；所述中板12與下承力板18之間設置有多個(gè)下立柱17，多個(gè)所述下立柱17兩端分別與中板12邊緣和下承力板18邊緣連接；所述中板12上表面中部固定連接有壓力室底座27，所述壓力室底座27上方設置有壓力室端蓋7，所述壓力室底座27和壓力室端蓋7之間設置有壓力室筒30，所述壓力室底座27、壓力室端蓋7和壓力室筒30構成密閉空間；所述下承力板18上固定設置有軸向油缸16，所述軸向油缸16的推桿豎直向上，且連接有荷重傳感器15，所述荷重傳感器15下端與軸向油缸16的推桿連接，上端與下傳力柱14連接；所述下傳力柱14，上端向上延伸且依次穿透中板12和壓力室底座27；所述上承力板3底面中部設置有上傳力柱5，所述上傳力柱5上端與承力板中部固定連接，下端向下延伸穿透壓力室端蓋7中部，所述上傳力柱5和下傳力柱14同軸設置；所述上承力板3上設置有提升缸1，所述提升缸1與上承力板3固定連接，且推桿向下與壓力室端蓋7固定連接。所述中板12與上立柱4和下立柱17的連接處均設置有立柱鎖帽13。所述壓力室底座27側壁開(kāi)有進(jìn)油口，所述進(jìn)油口連通壓力室底座27與壓力室筒30體和壓力室端蓋7構成的密閉空間內部，所述進(jìn)油口通過(guò)管道連通有圍壓加載缸25。所述軸向油缸16連通有軸壓蠕變缸19和輕便型液壓泵站26。軸壓蠕變缸19和圍壓加載缸25均采用伺服電機驅動(dòng)。所述壓力室底座27與下傳力柱14之間設置有下傳力桿11套。所述壓力室筒30下端和壓力室底座27之間設置有底座鎖緊蓋28。
本實(shí)施例中，其特征Ⅱ在于通過(guò)中板聯(lián)接構成的上下承力框架結構，圍壓對傳力柱5產(chǎn)生的向上的豎向荷載力、通過(guò)上立柱4與中板12上承力板3形成的自平衡上框架形成的反力相互抵消平衡。荷載傳感器15、軸向油缸16下置安裝在下承力框架內，可以避免圍壓對傳力柱5產(chǎn)生的軸向荷載力傳遞到荷載傳感器上，從而****試驗數據****。
該裝置的軸向荷載加載系統，采用軸壓蠕變缸19對軸向油缸16提供穩定的油液壓力，軸向蠕變缸采用伺服電機帶動(dòng)軸壓蠕變缸活塞將液壓油推入到軸向油缸16內，從而對試件施加需要的豎向荷載。該加載方式控制精度高，穩壓時(shí)間長(cháng)，非常適合做巖石蠕變試驗的長(cháng)期荷載穩定。采用該控制方式，有效的解決了：目前巖石三軸試驗、巖石單軸試驗，采用高精度液壓閥控制加載閥芯易卡死，導致控制失敗的問(wèn)題；同時(shí)還解決了，杠桿式單軸蠕變試驗機，****銷(xiāo)軸轉動(dòng)摩擦力導致加載誤差超大的問(wèn)題。
該裝置的圍壓加載系統，采用圍壓加載缸25對壓力室筒30中的試件9施加穩定的圍壓，圍壓加載缸采用伺服電機帶動(dòng)圍壓加載活塞將液壓油推入到壓力室筒30內，從而對試件9周?chē)┘臃�定的油液壓力。該加載方式控制精度高，穩壓時(shí)間長(cháng)，非常適合做巖三軸試驗時(shí)圍壓長(cháng)期荷載穩定。采用該控制方式，伺服電機的控制轉速可達1/1000～1/10000轉，減速比按3計算，其控制轉速可達1/3000～1/30000轉，加上，軸壓蠕變缸、圍壓加載缸的缸徑的匹配設計，因此每次推出的流量可達足夠小，以此來(lái)滿(mǎn)足極小變形的加載需求。采用此控制方式，有效的解決了目前巖石蠕變試驗采用高精度液壓閥控制加載，其加載曲線(xiàn)不理想的問(wèn)題，同時(shí)，有效的解決了《土工試驗方法標準》中的CD試驗，其剪切應變數率0.012%～0.003%/min的加載控制問(wèn)題。
壓力室內部下端，采用多種下傳力桿套29和多種下傳力桿11與試件外徑尺寸相匹配，有效的避免了圍壓對試件產(chǎn)生的軸向力，避免了圍壓對作用在試件上的真實(shí)軸向力造成的影響。三軸試驗時(shí)，試件通常會(huì )有多種直徑的試件規格。不同規格的試件，如果通用一種上傳力裝置，那么當試件直徑小于上傳力柱直徑時(shí)，圍壓即會(huì )作用在上傳力柱上，從而對試件產(chǎn)生額外的豎向荷載，影響真實(shí)的試驗效果。
兩只提升缸1倒置安裝在上板3上，通過(guò)吊裝板6與壓力室相連。壓力室通過(guò)傳力柱5導向，由兩只提升缸1將壓力室向上提升，便于試件的拆裝。
壓力室端蓋7與壓力室筒30采用整體大螺紋連接形式；底座鎖緊蓋28與壓力室底座27采用整體大螺紋連接形式，該連接方式具有外形美觀(guān)，結構緊湊，受力性能優(yōu)越、安全性高等特點(diǎn)，避免了以往采用多個(gè)螺釘連接受力產(chǎn)生的螺釘受力不均，容易造成局部螺釘斷裂、連接部位脫開(kāi)等人身安全事故。
提升缸1能快速提升壓力室筒30便于拆裝試件；軸向油缸16的快速上升和壓力室筒30內部快速注油通過(guò)輕便型液壓泵站26來(lái)完成。當安裝或拆卸試件時(shí)，需要將豎向油缸快速上升或下降，此時(shí)打開(kāi)軸壓泵站截止閥23，操作輕便型液壓泵站26即可實(shí)現。對壓力室筒30進(jìn)行注油和排油時(shí)，打開(kāi)圍壓泵站截止閥24，操作輕便型液壓泵站26即可實(shí)現。提升缸1提升壓力室筒30時(shí)，打開(kāi)提升缸截止閥31，操作輕便型液壓泵站26向提升缸內注油即可實(shí)現。
**后應說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應涵蓋在本實(shí)用新型的權利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當中。 |
