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YSW-2000KN電液伺服巖石三軸試驗機

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)程標準各項規(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，可選擇負荷力（應(yīng)力），變形位移（應(yīng)變）等多種方式進行控制，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，及打印標準試驗報告等功能。

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：

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)

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；進口伺服閥反應(yīng)靈敏，及時有效準確加載，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、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。

試驗軟件操作易學易會，實驗員稍加培訓即可上崗。

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。

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、當進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。當進行單軸抗壓強度試

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)用熱吹風收縮），在底座1凸出的芯頭及內(nèi)壓頭13的適當部位，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，復位護環(huán)2，插入外壓頭10，適當旋緊導向套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。