YSW-2000KN電液伺服巖石試驗機是根據(jù)中華人民共和國《水利水電工程巖石試驗規(guī)程SL264-2001》和用戶要求而設(shè)計。整機符合《試驗機通用技術(shù)要求GB/T2611-92》和《拉力、壓力和試驗機JJG 139-1999》檢定規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)各項規(guī)定。
一、功能概述:
本試驗機僅滿足主壓力≤2000KN。能對巖石和混凝土試件進(jìn)行單軸無側(cè)限壓縮試驗,常規(guī)巖石三軸及三軸其他相關(guān)試驗。
整機全液壓傳動,微機全閉環(huán)伺服控制。根據(jù)試驗要求,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)智能測控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件,實現(xiàn)了試驗過程中數(shù)據(jù)的高速采集,實時記錄,及時顯示,智能調(diào)整控制,結(jié)果數(shù)據(jù)處理,及打印標(biāo)準(zhǔn)試驗報告等功能。
二、使用環(huán)境:
1、室內(nèi)溫度在10~30℃范圍內(nèi),其溫度波動應(yīng)不大于2℃/h。
2、相對濕度低于80%;
3、電源電壓變動幅度應(yīng)不超過額定電壓380V±10%。
4、電源頻率50Hz。
5、在試驗機周圍2m范圍內(nèi)無明顯電磁場干擾。
6、試驗機周圍無震動源、空間無腐蝕介質(zhì),無粉塵。
7、試驗機周圍應(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、測力范圍20~2000KN
1.3、測力分辨率1KN
1.4、試驗力測量精度±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、試件變形測量范圍
軸向0~10mm
徑向0~5mm
1.9、變形測量精度±0.5%FS
2、周圍壓力(σ2、σ3):
2.1、大圍壓≤60MPa
2.2、圍壓測力范圍0~60MPa
2.3、圍壓測量精度±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)
單軸試件:≤1003mm,或圓柱形試件
4、機器剛度≥10MN/mm
5、裝機容量15KW
6、機器立柱中心距900×500mm
7、外形尺寸2200×1200×2030(高×寬×長)
8、整機重量15000kg
四、機器結(jié)構(gòu)簡介:
YSW-2000電液伺服巖石試驗機由四柱框架式主機,伺服油源,加載作動器,壓力室,圍壓增壓器,劈裂試驗?zāi)>撸鹬氐踯?,送料輥道及測控系統(tǒng)組成。參見下圖 :
帶溫控環(huán)境箱三軸試驗樣式
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、加載作動器,9、磁滯位移傳感器,
10、伺服油源,11、輔助控制機構(gòu),12、顯示器,13、打印機,14、電腦機箱,
15,、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)
圖1
主機為四柱框梁式結(jié)構(gòu)。底座1由四個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、下各四個螺母將其鎖緊在底座1和上橫梁7上;加載作動器8行程300mm,也能適當(dāng)補償因試件大小而造成試驗空間的變化,原則上可保證巖石三軸試驗的需求;加載作動器8安裝在上橫梁的中部,活塞桿前端布置了負(fù)荷傳感器,檢測受力的數(shù)據(jù),并通過球鉸自位支承連接壓力室承壓桿,尾部內(nèi)置磁滯位移傳感器,能實時檢測試件變形位移(應(yīng)變);試件3安裝在壓力室2內(nèi)(巖石三軸試驗狀況),壓力室2安放在機器底座上,試驗時由加載作動器8按試驗要求伺服加載。
伺服油源10是實現(xiàn)各種試驗加載的動力源。為避免相互干涉,主壓加載是一個獨立的系統(tǒng),圍壓則是另一個系統(tǒng)。加載的控制過程如下:首先按試件試驗要求設(shè)定加載速率和程序(無論是主壓、圍壓),試驗時負(fù)荷傳感器檢測加載力的變化(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)過控制器計算偏差,再通過智能PID運算放大,發(fā)出新的控制命令,D/A轉(zhuǎn)換后,調(diào)節(jié)伺服閥開口,使液壓作動器按設(shè)置條件進(jìn)行加載,全過程閉環(huán)伺服控制。
本機主要特點: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,及時有效準(zhǔn)確加載,保證了試驗精度和試驗結(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,并采用獨立的伺服閥控制,可長時間持荷,按設(shè)置目標(biāo)值保持穩(wěn)定的圍壓或分級加載。
整個油源全封閉安裝,機電一體。通風(fēng)、散熱良好。造型美觀大方,操作方便,運行平穩(wěn),低噪節(jié)能,安全可靠。
試件安裝簡捷方便,有效減輕了試驗員的勞動強度,深受試驗人員歡迎。
試驗軟件操作易學(xué)易會,實驗員稍加培訓(xùn)即可上崗。
本公司在東西南北中五地區(qū)均設(shè)有專門的售后服務(wù)機構(gòu),售后服務(wù)及時、高效,全心全意為用戶排憂解難。
五、有關(guān)試驗操作方法:
1、無側(cè)限壓縮試驗:這里包含了單軸壓縮變形試驗和單軸抗壓強度試驗。
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。及時處理修復(fù)。
1.2、接通試驗機電源,開啟數(shù)據(jù)采集儀、控制器及主控電腦,打開控制軟件界
面,選擇相關(guān)試驗程序。
1.3、調(diào)整機器試驗空間,將按規(guī)程制備的試件置于機器底座的中心,啟動主壓作動器,使作動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時,應(yīng)在上下承壓板(桿)間(例如前后方向)放置至少兩個千分表,表中心盡量對準(zhǔn)試件的垂直中心平面,對稱放置。另在試驗機底座上放置另外兩個千分表(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,以便測量試件軸向和徑向的變形。當(dāng)進(jìn)行單軸抗壓強度試
驗時,此項操作可以取消。
1.5、按試件試驗要求在主控電腦上打開控制軟件,填寫試驗有關(guān)參數(shù),比如
大負(fù)載壓力,加載速率,加載循環(huán)次數(shù),間隔持荷時間等。
1.6、啟動試驗程序,進(jìn)入試驗直至結(jié)束。
1.7、存儲試驗文檔,打印試驗報告。
1.8、清除試件殘骸。
1.9、清潔試驗機工作臺及周圍環(huán)境,準(zhǔn)備下次試驗。
2、三軸試驗:
2.1、巖石三軸試驗由于側(cè)應(yīng)力σ2=σ3所以該試驗必須在專用的壓力室內(nèi)進(jìn)行。本機壓力室為不銹鋼材料,壓力室結(jié)構(gòu)參見下圖:
1、底座2、護環(huán)3、鎖緊環(huán)4、密封圈5、外筒6、徑向引伸計7、軸向引伸計
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結(jié)果準(zhǔn)確的前提。試件安裝過程如下:
垂直向上提起護環(huán)2,超越掛鉤17后,水平旋轉(zhuǎn)護環(huán)2一定角度,護環(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。此時可以將外筒5從底座1上輕松拔出,旋松導(dǎo)向套9,同時拔
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。然后將徑向引伸計系于試件膠套的中部,調(diào)整鎖緊螺釘將徑向引伸計固定在試件圓周上。其次再將軸向引伸計的兩個支腿固定在徑向引伸計鏈帶上下兩側(cè)(兩腿相距約10mm),同一軸線安裝。至此試件安裝完成。
逆以上過程套入外筒5,插入鎖緊環(huán)3,復(fù)位護環(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、用機器頂部的吊車將壓力室放置在送料輥道上,推動壓力室送入試驗機中心。啟動主壓作動器,使作動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。此時還應(yīng)將增壓缸復(fù)位,以保障試驗過程中圍壓的伺服加載。(此項內(nèi)容也可在壓力室送入試驗機前完成)
2.5、按試件試驗內(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、啟動試驗程序,進(jìn)入試驗直至結(jié)束。
2.7、存儲試驗文檔,打印試驗報告。
2.8、放松壓力室頂部放氣塞8,啟動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。