設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀的製作方法
2023-06-18 05:20:16 1
專利名稱：設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀的製作方法
技術領域：
本申請涉及一種土木工程試驗機械，具體涉及一種設有圍壓穩定補償器 的振動三軸測定儀。
背景技術：
大型振動三軸測定儀(通稱振動三軸儀)是測定粗顆粒土的動力特性， 如動強度、動模量、動力變形參數等的最常用儀器。現有技術的大型振動三
軸測定儀結構是在機架中設有三軸壓力室，三軸壓力室上方設有傳力軸， 傳力軸的連杆上端設有軸向伺服液壓系統該軸向伺服液壓系統的結構是動 力油缸(軸向激振器)通過活塞推拉傳力軸，傳力軸的下端設有樣品帽，用
以固定樣品；傳力軸上還設有負荷傳感器；三軸壓力室的側面設有圍壓加壓 系統，該圍壓加壓系統中設有側向水箱，所述側向水箱與空氣壓縮機連通。 由於這種傳統的振動三軸儀僅在軸向採用伺服液壓方式加壓；而側向圍壓使 用空氣壓縮4幾加壓，側向圍壓最大只能加到2.0MPa。為解決側向圍壓不足問 題，雖然可以採用其他方式加大側向圍壓，例如可以加到5MPa;然而，在 較大荷載軸向振動時，試樣變形可達5 10mm,由於圍壓水的可壓縮量很小， 軸向活塞連杆在壓力室內上下運動將導致圍壓產生較大波動。儘管側向壓力 伺服液壓系統可以調節圍壓，但由于振動頻率較快(可達到0.3~1.0次/秒)， 連杆活塞運動行程大，此項調節遠跟不上軸向振動造成的圍壓波動，圍壓波 動幅度可達圍壓值的7%~10%,超過允許誤差範圍。所以，如何加大側向圍
壓的課題成為現有技術中未解決的難題。 發明內容
針對現有技術中側向圍壓波動幅度過大，超過允許誤差的問題，本申請 的目的是提供一種設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀，本實用新型在軸 向振動時圍壓可保持穩定，在較大的動力試驗時圍壓波動幅度不超過圍壓值
的2%。側向圍壓最大可以力口到5MPa。
完成上述發明任務的技術方案是， 一種設有圍壓穩定補償器的振動三軸 測定儀，在機架中設有三軸壓力室，該三軸壓力室上方設有傳力軸，該傳力 軸的連杆上端設有軸向伺服液壓系統所述軸向伺服液壓系統的結構是動力 油缸(軸向激振器)通過油缸活塞推拉傳力軸，傳力軸的下端設有樣品帽， 用以固定樣品；傳力軸的連杆上還設有負荷傳感器；三軸壓力室的側面設有 圍壓加壓系統，該圍壓加壓系統中設有側向水缸，其特徵在於，所述的圍壓 加壓系統中設有圍壓穩定補償器，該圍壓穩定補償器的結構是在所述動力 油缸的上方設有與傳力軸同軸的串聯水缸，所述側向水缸與側向液壓缸連 接，同時，該串聯水缸通過鋼管與所述的側向水箱連通。
本實用新型的優化方案有
1 、所述串聯水缸的活塞直徑與進入三軸壓力室的連杆直徑相等。
2、 所述的圍壓加壓系統採用伺服液壓方式加壓，其結構是所述負荷 傳感器的輸出，在輸出給測定數據顯示機構的同時，接圍壓加壓系統的控制 電路，該控制電路控制圍壓加壓系統的側向液壓缸。
3、 所述的鋼管採用大口徑空心鋼管，該大口徑空心鋼管的直徑為50mm 以上。 本實用新型在機架頂部設置了與動力油缸活塞同軸相連的串聯水缸，水 缸活塞直徑與進入壓力室的連杆直徑相等，此水缸頂部通過大口徑空心鋼管 與提供圍壓的水缸前部空間相連。試驗前，壓力室、側壓水缸前部、空心鋼 管、頂部串聯上部水缸均充滿水。當軸向活塞向下運動時，帶動串聯水缸活 塞向下運動，壓力室內的水通過鋼管流向串連水缸上部，正好填補充到由軸 向水缸活塞向下運動而騰出的相同體積的空間，壓力室內的7JC體不會淨組縮， 水壓力保持不變。活塞向上運動時也是這樣，只是水流方向相反。這樣在軸 向振動時圍壓可保持穩定。實際試驗結果表明，採用此項技術，在較大的動
力試驗時圍壓波動幅度不超過圍壓值的2%。側向圍壓最大可以加到5MPa。
圖l為本實用新型的振動三軸儀結構圖； 圖2為圍壓穩定補償器局部放大圖。
具體實施方式
實施例l，設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀，參照圖l、圖2*.在 機架5中設有三軸壓力室7，三軸壓力室7上方設有傳力軸9，傳力軸9的連杆 上端設有動力油缸(軸向激振器)，通過油缸活塞推拉傳力軸9，傳力軸9的 下端設有樣品帽IO，用以固定樣品12;傳力軸9的連杆上還設有負荷傳感器6; 三軸壓力室7的側面設有側向水箱2，側向水箱2與側向液壓缸1連接。同時， 在動力油缸4的上方設有與傳力軸9同軸的串聯水缸3，該串聯水缸3通過鋼管 11與側向水箱2連通。串聯水缸3的活塞直徑與進入三軸壓力室的連杆直徑相 等，以此構成圍壓穩定補償器。同時，負荷傳感器6在輸出給測定數據顯示 機構的同時，接圍壓加壓系統的控制電路，該控制電路控制圍壓加壓系統的 側向液壓缸l。
權利要求1、一種設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀，在機架中設有三軸壓力室，該三軸壓力室上方設有傳力軸，該傳力軸的連杆上端設有軸向伺服液壓系統所述軸向伺服液壓系統的結構是動力油缸通過油缸活塞推拉傳力軸，傳力軸的下端設有樣品帽，用以固定樣品；傳力軸的連杆上還設有負荷傳感器；三軸壓力室的側面設有圍壓加壓系統，該圍壓加壓系統中設有側向水缸，其特徵在於，所述的圍壓加壓系統中設有圍壓穩定補償器，該圍壓穩定補償器的結構是所述側向水缸與側向液壓缸連接，同時，在所述動力油缸的上方設有與傳力軸同軸的串聯水缸，該串聯水缸通過鋼管與所述的側向水缸連通。
2、 根據權利要求l所述的設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀，其特 徵在於，所述串聯水缸的活塞直徑與進入三軸壓力室的連杆直徑相等。
3、 根據權利要求l所述的設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀，其特 徵在於，所述的圍壓加壓系統採用伺服液壓方式加壓，其結構是所述負荷 傳感器的輸出，在輸出給測定數據顯示機構的同時，接圍壓加壓系統的控制 電路，該控制電路控制圍壓加壓系統的側向液壓缸。
4、 根據權利要求1或2或3所述的設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定 儀，其特徵在於，所述的耐壓空心鋼管採用大口徑耐壓空心鋼管，該大口徑 空心鋼管的直徑為50mm以上；耐壓5MPa以上。
專利摘要設有圍壓穩定補償器的振動三軸測定儀，機架中設有三軸壓力室，其上方設有傳力軸，傳力軸連杆上端設有軸向伺服液壓系統，結構是動力油缸通過油缸活塞推拉傳力軸，傳力軸的下端設有樣品帽，傳力軸的連杆上還設有負荷傳感器；三軸壓力室側面設有圍壓加壓系統，該系統中設有側向水缸，特徵是圍壓加壓系統中設有圍壓穩定補償器，結構是側向水箱與側向液壓缸連接，同時在動力油缸上方設有與傳力軸同軸的串聯水缸並通過耐壓空心鋼管與側向水箱連通。本實用新型解決了現有技術側向圍壓不足，或圍壓波動幅度過大，超過允許誤差的問題，本實用新型在軸向振動時圍壓可保持穩定，圍壓波動幅度不超過圍壓值的2％。同時，側向圍壓最大可以加到5MPa。
文檔編號G01N33/24GK201193998SQ200820032550
公開日2009年2月11日 申請日期2008年2月19日 優先權日2008年2月19日
發明者張建衛, 肖雪宏, 範明橋, 範春生, 蔡正銀, 賈喜群 申請人:水利部交通部電力工業部南京水利科學研究院