專利名稱：設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀的制作方法
設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀技術(shù)領(lǐng)域本申請涉及一種土木工程試驗(yàn)機(jī)械，具體涉及一種設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器 的振動三軸測定4義。
技術(shù)背景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(qiáng)度、動模量、動力變形參數(shù)等的最常用儀器。現(xiàn)有^^術(shù)的大型振動三軸測定儀結(jié)構(gòu)是在機(jī)架中設(shè)有三軸壓力室，三軸壓力室上方設(shè)有傳力軸， 傳力軸的連桿上端設(shè)有軸向伺服液壓系統(tǒng)該軸向伺服液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(shè)有樣品帽，用 以固定樣品；傳力軸上還設(shè)有負(fù)荷傳感器；三軸壓力室的側(cè)面設(shè)有圍壓加壓 系統(tǒng)，該圍壓加壓系統(tǒng)中設(shè)有側(cè)向水箱，所述側(cè)向水箱與空氣壓縮機(jī)連通。 由于這種傳統(tǒng)的振動三軸儀僅在軸向采用伺服液壓方式加壓；而側(cè)向圍壓使 用空氣壓縮機(jī)加壓，側(cè)向圍壓最大只能加到2.0MPa。為解決側(cè)向圍壓不足問 題，雖然可以采用其他方式加大側(cè)向圍壓，例如可以加到5Mpa;然而，在 較大荷載軸向振動時(shí)，試樣變形可達(dá)5 10mm，由于圍壓水的可壓縮量很小， 軸向活塞連桿在壓力室內(nèi)上下運(yùn)動將導(dǎo)致圍壓產(chǎn)生較大波動。盡管側(cè)向壓力 伺服液壓系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)圍壓，但由于振動頻率較快(可達(dá)到0.3~1.0次/秒)， 連桿活塞運(yùn)動行程大，此項(xiàng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)跟不上軸向振動造成的圍壓波動，圍壓波 動幅度可達(dá)圍壓值的7%~10%,超過允許誤差范圍。所以，如何加大側(cè)向圍壓的課題成為現(xiàn)有技術(shù)中未解決的難題。 發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)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(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀，本發(fā)明在軸向振 動時(shí)圍壓可保持穩(wěn)定，在較大的動力試驗(yàn)時(shí)圍壓波動幅度不超過圍壓值的2%。側(cè)向圍壓最大可以加到5MPa。完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是， 一種設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸 測定儀，在機(jī)架中設(shè)有三軸壓力室，該三軸壓力室上方設(shè)有傳力軸，該傳力 軸的連桿上端設(shè)有軸向伺服液壓系統(tǒng)所述軸向伺服液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(shè)有樣品帽， 用以固定樣品；傳力軸的連桿上還設(shè)有負(fù)荷傳感器；三軸壓力室的側(cè)面設(shè)有 圍壓加壓系統(tǒng)，該圍壓加壓系統(tǒng)中i殳有側(cè)向水缸，其特征在于，所述的圍壓 加壓系統(tǒng)中設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器，該圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)是在所述動力 油缸的上方i殳有與傳力軸同軸的串聯(lián)水缸，所述側(cè)向水缸與側(cè)向液壓缸連 接，同時(shí)，該串聯(lián)水缸通過鋼管與所述的側(cè)向水箱連通。本發(fā)明的優(yōu)化方案有1 、所述串聯(lián)水缸的活塞直徑與進(jìn)入三軸壓力室的連桿直徑相等。2、 所述的圍壓加壓系統(tǒng)采用伺服液壓方式加壓，其結(jié)構(gòu)是所述負(fù)荷 傳感器的輸出，在輸出給測定數(shù)據(jù)顯示機(jī)構(gòu)的同時(shí)，接圍壓加壓系統(tǒng)的控制 電路，該控制電路控制圍壓加壓系統(tǒng)的側(cè)向液壓缸。3、 所述的鋼管采用大口徑空心鋼管，該大口徑空心鋼管的直徑為50mm 以上本發(fā)明在機(jī)架頂部設(shè)置了與動力油缸活塞同軸相連的串聯(lián)水缸，水缸活 塞直徑與進(jìn)入壓力室的連桿直徑相等，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(yàn)前，壓力室、側(cè)壓水缸前部、空心鋼管、 頂部串聯(lián)上部水缸均充滿水。當(dāng)軸向活塞向下運(yùn)動時(shí)，帶動串聯(lián)水缸活塞向 下運(yùn)動，壓力室內(nèi)的水通過鋼管流向串連水缸上部，正好填補(bǔ)充到由軸向水 缸活塞向下運(yùn)動而騰出的相同體積的空間，壓力室內(nèi)的水體不會被壓縮，水 壓力保持不變。活塞向上運(yùn)動時(shí)也是這樣，只是水流方向相反。這樣在軸向 振動時(shí)圍壓可保持穩(wěn)定。實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果表明，采用此項(xiàng)技術(shù)，在較大的動力試驗(yàn)時(shí)圍壓波動幅度不超過圍壓值的2°/。。側(cè)向圍壓最大可以加到5MPa。


圖1為本發(fā)明的振動三軸儀結(jié)構(gòu)圖；圖2為圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器局部^t大圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l,設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀，參照圖l、圖2:在 機(jī)架5中設(shè)有三軸壓力室7，三軸壓力室7上方設(shè)有傳力軸9，傳力軸9的連桿 上端設(shè)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(shè)有樣品帽IO，用以固定樣品12;傳力軸9的連桿上還設(shè)有負(fù)荷傳感器6; 三軸壓力室7的側(cè)面設(shè)有側(cè)向水箱2，側(cè)向水箱2與側(cè)向液壓缸1連接。同時(shí)， 在動力油缸4的上方設(shè)有與傳力軸9同軸的串聯(lián)水缸3，該串聯(lián)水缸3通過鋼管 11與側(cè)向水箱2連通。串聯(lián)水缸3的活塞直徑與進(jìn)入三軸壓力室的連桿直徑相 等，以此構(gòu)成圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器。同時(shí)，負(fù)荷傳感器6在輸出給測定數(shù)據(jù)顯示 機(jī)構(gòu)的同時(shí)，接圍壓加壓系統(tǒng)的控制電路，該控制電路控制圍壓加壓系統(tǒng)的 側(cè)向液壓缸l。
權(quán)利要求
1、一種設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀，在機(jī)架中設(shè)有三軸壓力室，該三軸壓力室上方設(shè)有傳力軸，該傳力軸的連桿上端設(shè)有軸向伺服液壓系統(tǒng)所述軸向伺服液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(shè)有樣品帽，用以固定樣品；傳力軸的連桿上還設(shè)有負(fù)荷傳感器；三軸壓力室的側(cè)面設(shè)有圍壓加壓系統(tǒng)，該圍壓加壓系統(tǒng)中設(shè)有側(cè)向水缸，其特征在于，所述的圍壓加壓系統(tǒng)中設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器，該圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)是所述側(cè)向水缸與側(cè)向液壓缸連接，同時(shí)，在所述動力油缸的上方設(shè)有與傳力軸同軸的串聯(lián)水缸，該串聯(lián)水缸通過鋼管與所述的側(cè)向水缸連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀，其特 征在于，所述串if關(guān)水缸的活塞直徑與進(jìn)入三軸壓力室的連桿直徑相等。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀，其特 征在于，所述的圍壓加壓系統(tǒng)采用伺服液壓方式加壓，其結(jié)構(gòu)是所述負(fù)荷 傳感器的輸出，在輸出給測定數(shù)據(jù)顯示機(jī)構(gòu)的同時(shí)，接圍壓加壓系統(tǒng)的控制 電路，該控制電路控制圍壓加壓系統(tǒng)的側(cè)向液壓缸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定 儀，其特征在于，所述的耐壓空心鋼管采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。
全文摘要
設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器的振動三軸測定儀，機(jī)架中設(shè)有三軸壓力室，其上方設(shè)有傳力軸，傳力軸連桿上端設(shè)有軸向伺服液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)是動力油缸通過油缸活塞推拉傳力軸，傳力軸的下端設(shè)有樣品帽，傳力軸的連桿上還設(shè)有負(fù)荷傳感器；三軸壓力室側(cè)面設(shè)有圍壓加壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)中設(shè)有側(cè)向水缸，特征是圍壓加壓系統(tǒng)中設(shè)有圍壓穩(wěn)定補(bǔ)償器，結(jié)構(gòu)是側(cè)向水箱與側(cè)向液壓缸連接，同時(shí)在動力油缸上方設(shè)有與傳力軸同軸的串聯(lián)水缸并通過耐壓空心鋼管與側(cè)向水箱連通。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)側(cè)向圍壓不足，或圍壓波動幅度過大，超過允許誤差的問題，本發(fā)明在軸向振動時(shí)圍壓可保持穩(wěn)定，圍壓波動幅度不超過圍壓值的2％。同時(shí)，側(cè)向圍壓最大可以加到5MPa。
文檔編號G01N33/24GK101256128SQ200810020650
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者張建衛(wèi), 肖雪宏, 范明橋, 范春生, 蔡正銀, 賈喜群 申請人:水利部交通部電力工業(yè)部南京水利科學(xué)研究院