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YSW-2000KN電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)

YSW-2000KN電液伺服巖石試驗(yàn)機(jī)是根據(jù)中華人民共和國(guó)《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程SL264-2001》和用戶要求而設(shè)計(jì)。整機(jī)符合《試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求GB/T2611-92》和《拉力、壓力和試驗(yàn)機(jī)JJG 139-1999》檢定規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)規(guī)定。

一、功能概述：

本試驗(yàn)機(jī)僅滿足主壓力≤2000KN。能對(duì)巖石和混凝土試件進(jìn)行單軸無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)，常規(guī)巖石三軸及三軸其他相關(guān)試驗(yàn)。

整機(jī)全液壓傳動(dòng)，微機(jī)全閉環(huán)伺服控制。根據(jù)試驗(yàn)要求，可選擇負(fù)荷力（應(yīng)力），變形位移（應(yīng)變）等多種方式進(jìn)行控制，它們之間可以平滑無(wú)沖擊自由轉(zhuǎn)換。控制部分采用了本公司研發(fā)的多功能閉環(huán)智能測(cè)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)的高速采集，實(shí)時(shí)記錄，及時(shí)顯示，智能調(diào)整控制，結(jié)果數(shù)據(jù)處理，及打印標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)報(bào)告等功能。

二、使用環(huán)境：

1、室內(nèi)溫度在10～30℃范圍內(nèi)，其溫度波動(dòng)應(yīng)不大于2℃/h。

2、相對(duì)濕度低于80%；

3、電源電壓變動(dòng)幅度應(yīng)不超過(guò)額定電壓380V±10%。

4、電源頻率50Hz。

5、在試驗(yàn)機(jī)周?chē)?m范圍內(nèi)無(wú)明顯電磁場(chǎng)干擾。

6、試驗(yàn)機(jī)周?chē)鸁o(wú)震動(dòng)源、空間無(wú)腐蝕介質(zhì)，無(wú)粉塵。

7、試驗(yàn)機(jī)周?chē)鷳?yīng)留有不小于0.8m的空間。

三、主要技術(shù)指標(biāo)：

1、主壓力及位移（垂直壓力）：

1.1、大主壓力Pmax=2000KN

1.2、測(cè)力范圍20～2000KN

1.3、測(cè)力分辨率1KN

1.4、試驗(yàn)力測(cè)量精度±1%FS

1.5、位移加載速率0～100mm/min

1.6、力加載速率0～100KN/s

1.7、主壓行程Hmax=300mm

1.8、試件變形測(cè)量范圍

軸向0～10mm

徑向0～5mm

1.9、變形測(cè)量精度±0.5%FS

2、周?chē)鷫毫Γé?、σ3）：

2.1、大圍壓≤60MPa

2.2、圍壓測(cè)力范圍0～60MPa

2.3、圍壓測(cè)量精度±1%FS

2.4、圍壓分辨率 0.5KPa

3、試件規(guī)格：

三軸試件：Φ50×100mm，Φ75×150mm，

Φ100×200mm三種任選其一（或按用戶需求設(shè)計(jì)）

單軸試件：≤1003mm，或圓柱形試件

4、機(jī)器剛度≥10MN/mm

5、裝機(jī)容量15KW

6、機(jī)器立柱中心距900×500mm

7、外形尺寸2200×1200×2030（高×寬×長(zhǎng)）

8、整機(jī)重量15000kg

四、機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：

YSW-2000電液伺服巖石試驗(yàn)機(jī)由四柱框架式主機(jī)，伺服油源，加載作動(dòng)器，壓力室，圍壓增壓器，劈裂試驗(yàn)?zāi)＞撸鹬氐踯?chē)，送料輥道及測(cè)控系統(tǒng)組成。參見(jiàn)下圖：

帶溫控環(huán)境箱三軸試驗(yàn)樣式

1、底座，2、壓力室，3、50×100mm試樣，4、附件 5、立柱，

6、負(fù)荷傳感器，7、上橫梁，8、加載作動(dòng)器，9、磁滯位移傳感器，

10、伺服油源，11、輔助控制機(jī)構(gòu)，12、顯示器，13、打印機(jī)，14、電腦機(jī)箱，

15、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)

主機(jī)為四柱框梁式結(jié)構(gòu)。底座1由四個(gè)M30地腳螺釘固定在混凝土基礎(chǔ)上。底座1四角安裝了四根立柱5，立柱5上、下各四個(gè)螺母將其鎖緊在底座1和上橫梁7上；加載作動(dòng)器8行程300mm，也能適當(dāng)補(bǔ)償因試件大小而造成試驗(yàn)空間的變化，原則上可保證巖石三軸試驗(yàn)的需求；加載作動(dòng)器8安裝在上橫梁的中部，活塞桿前端布置了負(fù)荷傳感器，檢測(cè)受力的數(shù)據(jù)，并通過(guò)球鉸自位支承連接壓力室承壓桿，尾部?jī)?nèi)置磁滯位移傳感器，能實(shí)時(shí)檢測(cè)試件變形位移（應(yīng)變）；試件3安裝在壓力室2內(nèi)（巖石三軸試驗(yàn)狀況），壓力室2安放在機(jī)器底座上，試驗(yàn)時(shí)由加載作動(dòng)器8按試驗(yàn)要求伺服加載。

伺服油源10是實(shí)現(xiàn)各種試驗(yàn)加載的動(dòng)力源。為避免相互干涉，主壓加載是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，圍壓則是另一個(gè)系統(tǒng)。加載的控制過(guò)程如下：首先按試件試驗(yàn)要求設(shè)定加載速率和程序（無(wú)論是主壓、圍壓），試驗(yàn)時(shí)負(fù)荷傳感器檢測(cè)加載力的變化（大多用力伺服，也可位置伺服），A/D轉(zhuǎn)換后，反饋至控制器，經(jīng)過(guò)控制器計(jì)算偏差，再通過(guò)智能PID運(yùn)算放大，發(fā)出新的控制命令，D/A轉(zhuǎn)換后，調(diào)節(jié)伺服閥開(kāi)口，使液壓作動(dòng)器按設(shè)置條件進(jìn)行加載，全過(guò)程閉環(huán)伺服控制。

本機(jī)主要特點(diǎn)：液壓系統(tǒng)采取了高度集成，結(jié)構(gòu)緊湊美觀；其調(diào)速系統(tǒng)采用了

差壓溢流調(diào)速技術(shù)，使輸入功率和負(fù)載自敏適應(yīng)，節(jié)能顯著，有效降低了液壓系統(tǒng)的溫升；進(jìn)口伺服閥反應(yīng)靈敏，及時(shí)有效準(zhǔn)確加載，保證了試驗(yàn)精度和試驗(yàn)結(jié)果精確。

圍壓采用了液壓增壓缸增壓，其增壓缸面積比2.4，可產(chǎn)生高圍壓達(dá)60MPa，圍壓數(shù)據(jù)由圍壓傳感器輸出并采集，并采用獨(dú)立的伺服閥控制，可長(zhǎng)時(shí)間持荷，按設(shè)置目標(biāo)值保持穩(wěn)定的圍壓或分級(jí)加載。

整個(gè)油源全封閉安裝，機(jī)電一體。通風(fēng)、散熱良好。造型美觀大方，操作方便，運(yùn)行平穩(wěn)，低噪節(jié)能，安全可靠。

試件安裝簡(jiǎn)捷方便，有效減輕了試驗(yàn)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，深受試驗(yàn)人員歡迎。

試驗(yàn)軟件操作易學(xué)易會(huì)，實(shí)驗(yàn)員稍加培訓(xùn)即可上崗。

本公司在東西南北中五地區(qū)均設(shè)有專門(mén)的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)，售后服務(wù)及時(shí)、高效，全心全意為用戶排憂解難。

五、有關(guān)試驗(yàn)操作方法：

1、無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)：這里包含了單軸壓縮變形試驗(yàn)和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

1.1、檢查各接線（包括電源、采集、通信、控制等接線）是否牢固可靠，檢查各油管及接頭是否牢靠密封。及時(shí)處理修復(fù)。

1.2、接通試驗(yàn)機(jī)電源，開(kāi)啟數(shù)據(jù)采集儀、控制器及主控電腦，打開(kāi)控制軟件界

面，選擇相關(guān)試驗(yàn)程序。

1.3、調(diào)整機(jī)器試驗(yàn)空間，將按規(guī)程制備的試件置于機(jī)器底座的中心，啟動(dòng)主壓作動(dòng)器，使作動(dòng)器壓桿緩慢的靠近壓力室壓頭，直至接觸。

1.4、當(dāng)進(jìn)行單軸壓縮變形試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在上下承壓板（桿）間（例如前后方向）放置至少兩個(gè)千分表，表中心盡量對(duì)準(zhǔn)試件的垂直中心平面，對(duì)稱放置。另在試驗(yàn)機(jī)底座上放置另外兩個(gè)千分表（左右方向），表頭壓向試件水平中心平面和垂直中心平面的交匯點(diǎn)，以便測(cè)量試件軸向和徑向的變形。當(dāng)進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試

驗(yàn)時(shí)，此項(xiàng)操作可以取消。

1.5、按試件試驗(yàn)要求在主控電腦上打開(kāi)控制軟件，填寫(xiě)試驗(yàn)有關(guān)參數(shù)，比如

大負(fù)載壓力，加載速率，加載循環(huán)次數(shù)，間隔持荷時(shí)間等。

1.6、啟動(dòng)試驗(yàn)程序，進(jìn)入試驗(yàn)直至結(jié)束。

1.7、存儲(chǔ)試驗(yàn)文檔，打印試驗(yàn)報(bào)告。

1.8、清除試件殘骸。

1.9、清潔試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)及周?chē)h(huán)境，準(zhǔn)備下次試驗(yàn)。

2、三軸試驗(yàn)：

2.1、巖石三軸試驗(yàn)由于側(cè)應(yīng)力σ2=σ3所以該試驗(yàn)必須在專用的壓力室內(nèi)進(jìn)行。本機(jī)壓力室為不銹鋼材料，壓力室結(jié)構(gòu)參見(jiàn)下圖：

1、底座2、護(hù)環(huán)3、鎖緊環(huán)4、密封圈5、外筒6、徑向引伸計(jì)7、軸向引伸計(jì)

8、放氣塞9、導(dǎo)向套10、外壓頭11、壓環(huán)12、密封圈13、內(nèi)壓頭14、扎緊帶

15、膠套16、試件17、掛鉤18、電纜密封接頭19、高壓膠管20、管接頭

2.2、試件的正確安裝是保證試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的前提。試件安裝過(guò)程如下：

垂直向上提起護(hù)環(huán)2，超越掛鉤17后，水平旋轉(zhuǎn)護(hù)環(huán)2一定角度，護(hù)環(huán)2則被掛在掛鉤17上。水平沿底座1直徑方向依次拔出鎖緊環(huán)3，鎖緊環(huán)3為同一扣

環(huán)均分為三件。此時(shí)可以將外筒5從底座1上輕松拔出，旋松導(dǎo)向套9，同時(shí)拔

出外壓頭10。將符合規(guī)程要求的試件,（此處為φ50×100mm）放置在底座1的中心芯頭上，試件頂部放置內(nèi)壓頭13，外部套入膠套15（或熱縮塑套，套入后應(yīng)用熱吹風(fēng)收縮），在底座1凸出的芯頭及內(nèi)壓頭13的適當(dāng)部位，用扎緊帶14將膠套15密封扎緊。然后將徑向引伸計(jì)系于試件膠套的中部，調(diào)整鎖緊螺釘將徑向引伸計(jì)固定在試件圓周上。其次再將軸向引伸計(jì)的兩個(gè)支腿固定在徑向引伸計(jì)鏈帶上下兩側(cè)（兩腿相距約10mm），同一軸線安裝。至此試件安裝完成。

逆以上過(guò)程套入外筒5，插入鎖緊環(huán)3，復(fù)位護(hù)環(huán)2，插入外壓頭10，適當(dāng)旋緊導(dǎo)向套9，壓力室裝配完成。

2.3、用機(jī)器頂部的吊車(chē)將壓力室放置在送料輥道上，推動(dòng)壓力室送入試驗(yàn)機(jī)中心。啟動(dòng)主壓作動(dòng)器，使作動(dòng)器壓桿緩慢的靠近壓力室壓頭，直至接觸。

2.4、放松壓力室頂部放氣塞8，啟動(dòng)增壓缸向壓力室圍壓空間充注油液，至放氣塞8處冒出油液即可，旋緊放氣塞8，充液完成。此時(shí)還應(yīng)將增壓缸復(fù)位，以保障試驗(yàn)過(guò)程中圍壓的伺服加載。（此項(xiàng)內(nèi)容也可在壓力室送入試驗(yàn)機(jī)前完成）

2.5、按試件試驗(yàn)內(nèi)容及規(guī)范要求在控制軟件界面上設(shè)置相關(guān)參數(shù)。

2.6、啟動(dòng)試驗(yàn)程序，進(jìn)入試驗(yàn)直至結(jié)束。

2.7、存儲(chǔ)試驗(yàn)文檔，打印試驗(yàn)報(bào)告。

2.8、放松壓力室頂部放氣塞8，啟動(dòng)增壓缸將壓力室圍壓空間硅油液排出。拆卸壓力室，清除廢棄試件，清潔壓力室。其余操作同前不再贅述。