巖石三軸試驗(yàn)機(jī)|電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)
一. 巖石三軸試驗(yàn)機(jī)適用的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)
SL264-2001《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》
二. 巖石三軸試驗(yàn)機(jī)主要特點(diǎn)
巖石三軸試驗(yàn)機(jī)主要由高剛度（中剛度）主機(jī)、壓力自平衡三軸壓力室、增壓器、伺服液壓源、伺服閥、空氣壓縮機(jī)組、測(cè)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等部分組成。
1. 高剛度主機(jī)
主機(jī)為四柱式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和仿MTS公司門(mén)式框架式高剛度結(jié)構(gòu)，共兩種形式。根據(jù)客戶要求，配置其中一種。工作油缸放置在框架的下橫梁中部，兩側(cè)配置軌道?？蚣苌蠙M梁中部安裝球面壓板，可自動(dòng)調(diào)心，使壓板與壓縮桿端部緊密接觸。上橫梁中部安裝轉(zhuǎn)動(dòng)吊車，方便三軸壓力室安裝和拆卸。
2. 壓力自平衡式三軸壓力室
壓力室采用壓力自平衡技術(shù)，使軸向試驗(yàn)力與圍壓互不干涉，相互獨(dú)立。采用高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼制成，各壓盤(pán)及傳壓活塞桿采用軸承鋼經(jīng)過(guò)熱處理及精密加工而成。壓力室放置在移動(dòng)小車上，可沿軌道移動(dòng)，裝卸試樣方便。
3. 增壓器
增壓器是將系統(tǒng)的工作油液經(jīng)過(guò)壓力放大后而輸出的超高壓油源，超高壓油液供給三軸壓力室。做為側(cè)向壓力（即圍壓）。
4. 伺服液壓源
伺服液壓源由高壓柱塞泵組、溢流閥、精密濾油器、溫度傳感器、冷卻器等組成的伺服油路系統(tǒng)及低壓齒輪泵所組成的注油充液系統(tǒng)兩部分組合而成。試驗(yàn)用油與伺服用工作油相互分開(kāi)，互不污染，提高了使用壽命。
5. 空氣壓縮機(jī)組
空氣壓縮機(jī)組是用來(lái)排除壓力室內(nèi)腔油液而設(shè)置的。
6. 微機(jī)控制電液伺服巖石三軸剪切試驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)
測(cè)量控制系統(tǒng)由軸向力傳感器、（液壓傳感器或測(cè)力傳感器，根據(jù)用戶要求及主機(jī)的剛度提供設(shè)置）、圍壓傳感器、軸向變形傳感器、徑向變形傳感器、位移傳感器、全數(shù)字式測(cè)控器、伺服閥等部分組成。
6.1 設(shè)有12個(gè)測(cè)量通道，其中力2個(gè)通道；軸向及徑向變形各1個(gè)通道；位移2個(gè)通道。
6.2 測(cè)量分辨力高，在全程范圍內(nèi)部變化，內(nèi)外不分檔。
6.3 具有自動(dòng)清零、自動(dòng)標(biāo)定、自動(dòng)存儲(chǔ)功能。
6.4 具有恒試驗(yàn)力、恒變形、恒位移、勻試驗(yàn)力速率、勻變形速率控制功能。
6.5 具有超載、超量程、油路堵塞、超油溫、試件斷裂等保護(hù)功能。
三、微機(jī)控制電液伺服巖石三軸剪切試驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置（無(wú)孔隙水壓系統(tǒng)）
1. 剛性主機(jī) 一臺(tái)（主機(jī)結(jié)構(gòu)及剛度根據(jù)用戶要求）
2. 500kg轉(zhuǎn)動(dòng)吊車 一臺(tái)
3. 壓力自平衡式三軸壓力室 一臺(tái)
4. 增壓器 一套
5. 水平直剪儀 一臺(tái)
6. 伺服液壓源 一臺(tái)
7. 全數(shù)字伺服控制器 一臺(tái)（三臺(tái)）
（亦可根據(jù)用戶要求配置二臺(tái)或三臺(tái)德國(guó)都利公司EDC系列測(cè)控器）
8. 空氣壓縮機(jī)組 一臺(tái)
TAW—1000微機(jī)控制電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)
TAW-1000型微機(jī)伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)是巖石力學(xué)領(lǐng)域研究巖石在多種環(huán)境下力學(xué)特性及剪切特性的試驗(yàn)設(shè)備。該機(jī)可以自動(dòng)完成巖石的三軸壓縮試驗(yàn)。
TAW-1000 型微機(jī)伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)的控制系統(tǒng)采用德國(guó)DOLI公司的EDC全數(shù)字伺服測(cè)控器。這種測(cè)控器具有多個(gè)測(cè)量通道，可以對(duì)其中任意一通道進(jìn)行閉環(huán)控制，而且可以在試驗(yàn)中可以對(duì)控制通道進(jìn)行無(wú)沖擊轉(zhuǎn)換。該測(cè)控器的操作方便，容錯(cuò)性強(qiáng)、測(cè)量準(zhǔn)確、保護(hù)功能全、控制精度高。這種控制器可以單獨(dú)進(jìn)行工作，也可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制進(jìn)行工作。
TAW-1000型微機(jī)控制巖石三軸試驗(yàn)機(jī)采用了幾項(xiàng)我公司的技術(shù)，使得該試驗(yàn)機(jī)具有了水平；其一是三軸壓力室采用了自平衡壓力室，使巖石在不加軸壓時(shí)巖石的各個(gè)方向所受的壓力是相同的，另外在加軸壓時(shí)圍壓對(duì)軸壓沒(méi)有附加力；其二是采用了巖石變形傳感器對(duì)巖石在單軸和三軸狀態(tài)下的軸向及徑向變形進(jìn)行直接測(cè)量，這種測(cè)量方式精確度高，可信度高，是巖石變形測(cè)量的方法；其三是選用了DOLI公司的全數(shù)字伺服測(cè)控器作為控制核心，使得該試驗(yàn)機(jī)的控制達(dá)到了水平。
二、TAW—1000微機(jī)控制電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)組成
1、軸向加載系統(tǒng)： 包括主機(jī)、力傳感器、軸向變形傳感器、徑向變形傳感器、位移傳感器、EDC測(cè)控器、伺服液壓源。
2、側(cè)向加載系統(tǒng)： 包括三軸壓力室、壓力傳感器、EDC測(cè)控器、增壓器、充液油源、氣泵。
3、孔隙水壓系統(tǒng)： 包括加壓缸、日本松下交流調(diào)速系統(tǒng)、EDC測(cè)控器、
4、橫向剪切系統(tǒng)：包括加載框架，伺服油缸、力傳感器、位移傳感器等。橫向剪切系統(tǒng)與三軸壓力室共用一臺(tái)EDC控制器。
5、微機(jī)操作系統(tǒng)： 包括品牌微機(jī)（PⅣ/3.2G以上）、打印機(jī)。
三、TAW—1000微機(jī)控制電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)各系統(tǒng)介紹
1、 軸壓加載系統(tǒng)：主機(jī)采用四立柱固定橫梁結(jié)構(gòu))，加載油缸固定在底座上，力傳感器安裝在上橫梁的下平面上，位移傳感器直接測(cè)量油缸活塞的位移。這種形式的主機(jī)結(jié)構(gòu)使得整機(jī)的剛度大大提高，這樣在試驗(yàn)中機(jī)器的受力變形非常小（整機(jī)剛度大于5000kN/mm），這在提高試驗(yàn)機(jī)的響應(yīng)速度、減小伺服油源的流量是非常關(guān)鍵的，而且在巖石試驗(yàn)中也是至關(guān)重要的。
為了提高提高試驗(yàn)機(jī)的響應(yīng)速度、減小伺服油源的流量我們采用了較高的工作油壓（30Mpa），這樣可以減小活塞的直徑，降低單位工作周期的用油量。
變形傳感器是我公司研制和生產(chǎn)的可在單軸和三軸狀態(tài)直接測(cè)量巖石試樣變形的高精度巖石變形傳感器，這種傳感器裝卡方便，工作可靠，測(cè)量精度高，使用壽命長(zhǎng)（正常使用在一萬(wàn)小時(shí)以上）。
軸向控制器和圍壓、剪切控制器都選用德國(guó)DOLI公司的全數(shù)字伺服測(cè)控器（EDC），這種控制器在國(guó)內(nèi)是的控制器，在國(guó)際上也是比較的控制器，它具有目前數(shù)字技術(shù)的全部特點(diǎn)，具有數(shù)字P、I、D調(diào)節(jié)，菜單式試驗(yàn)設(shè)置，自動(dòng)標(biāo)定，自動(dòng)清零，故障自診斷，多功能軟保護(hù)；還具有測(cè)量和控制精度高，分力辨強(qiáng)（180000碼），可靠性好（幾乎不出現(xiàn)故障）等特點(diǎn)；的功能是EDC控制器可以同時(shí)測(cè)量和顯示多個(gè)試驗(yàn)參數(shù)，可以控制任一測(cè)量通道，并且可以在試驗(yàn)中平滑切換控制通道，這在國(guó)內(nèi)的其它控制器上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，而且這種功能在巖石試驗(yàn)中是的，因?yàn)樵趲r石試驗(yàn)中，一般先要位移控制，在壓頭接觸試樣上后轉(zhuǎn)到試驗(yàn)力控制上，在試樣屈服前或屈服后就要轉(zhuǎn)換到變形控制方式上，這樣才能做出理想的試驗(yàn)全曲線，如果沒(méi)有控制方式的平滑切換功能，就只能用位移控制進(jìn)行試驗(yàn)，那試驗(yàn)力和變形控制實(shí)現(xiàn)起來(lái)就非常困難，或者說(shuō)是不可能的，因?yàn)橐婚_(kāi)始如果選擇試驗(yàn)力控制或變形控制，在試樣接觸壓頭前是開(kāi)環(huán)控制，也就是說(shuō)機(jī)器是一種失控狀態(tài)，在試樣接觸壓頭時(shí)必然產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊，這個(gè)沖擊可以使試樣破壞，即使不破壞，試驗(yàn)的前段曲線也是無(wú)效曲線。EDC控制器可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)整機(jī)的計(jì)算機(jī)控制。
軸向系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)恒試驗(yàn)力（單軸或三軸流變）、恒位移、恒變形（單軸或三軸松弛）、恒速率試驗(yàn)力、恒速率位移、恒速率變形以及多種控制方式多種試驗(yàn)速率的程序試驗(yàn)。
由于我公司是DOLI公司在國(guó)內(nèi)的服務(wù)維修中心，而且使用EDC控制器已經(jīng)有十年的經(jīng)驗(yàn)，故對(duì)EDC控制器有深刻的理解和掌握，除可提供特殊的附件和配件外，還可以進(jìn)行維修和升級(jí)。
2、 側(cè)向加載采用液壓加載方式，伺服油源的壓力油經(jīng)過(guò)增壓器使其達(dá)到60Mpa，進(jìn)入增壓器的壓力油是通過(guò)伺服閥進(jìn)行控制的，從而控制了側(cè)向壓力；增壓器出來(lái)的油進(jìn)入三軸壓力室內(nèi)，在壓力室內(nèi)的試樣就可以感受到圍壓，側(cè)向壓力傳感器安裝在增壓器出口處，直接檢測(cè)壓力室內(nèi)的側(cè)向壓力。我公司生產(chǎn)的壓力室是自平衡壓力室，這在國(guó)內(nèi)采用這種技術(shù)的還不多，自平衡壓力室消除掉了側(cè)向壓力對(duì)壓力室活塞的反作用力，這種反作用力在側(cè)向力較小時(shí)，還可以不考慮，但在幾十兆帕?xí)r反作用力就很大了，就不能忽略了，而且即使考慮了反作用力，在計(jì)算中也會(huì)帶來(lái)一定的誤差；另外自平衡壓力室在三軸試驗(yàn)中，軸壓和圍壓相互之間的加（卸）載不會(huì)產(chǎn)生影響，這對(duì)于巖石三軸試驗(yàn)是非常重要的。自平衡壓力室不管巖石試樣的直徑大小都不會(huì)對(duì)活塞產(chǎn)生反作用力。在三軸試驗(yàn)中巖石變形傳感器要放到壓力室內(nèi)，對(duì)試樣的變形進(jìn)行直接測(cè)量，這種測(cè)量方式即保證了測(cè)量的可靠性又提高了裝試樣的速度。
側(cè)向壓力控制也是采用EDC控制器，該控制器的功能和特點(diǎn)前面已經(jīng)介紹過(guò)了。通過(guò)控制器可以實(shí)現(xiàn)恒圍壓、恒速率加（減）壓試驗(yàn)。
3、 孔隙水（水滲透）加載系統(tǒng)：包括水壓缸、日本伺服電機(jī)及功率放大器、加載框架、水壓傳感器、EDC控制器。
4、 橫向剪切系統(tǒng)：包括剪切油缸、力傳感器、剪切框架、剪切盒、測(cè)量放大器。
5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)除配置了目前市場(chǎng)上的國(guó)產(chǎn)品牌計(jì)算機(jī)主機(jī)和液晶顯示屏，以及惠普激光打印機(jī)外，而且系統(tǒng)還安裝了用C++語(yǔ)言編寫(xiě)的系統(tǒng)控制軟件（見(jiàn)控制軟件簡(jiǎn)介）。這使得整個(gè)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)具有了美好外觀的同時(shí)還具有了技術(shù)上的性。
四、TAW—1000微機(jī)控制電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
1、主機(jī)剛度達(dá)5GN/m以上
2、軸向試驗(yàn)力1000kN，有效測(cè)力范圍20kN-2000kN，
測(cè)力分辨率10N，測(cè)力精度±1%。
3、圍壓60Mpa，圍壓測(cè)控精度±2%，
圍壓分辨率0.1MPa。
4、、變形測(cè)控范圍:軸向0-5mm 徑向0-3mm
測(cè)量分辨率0.0001mm 測(cè)量精度±1%
變形速度控制范圍 0.01mm-----50mm/min
5、位移測(cè)控范圍: 0-100mm 測(cè)量精度<±0.5%FS
測(cè)量分辨率高于萬(wàn)分之一
6、孔隙水壓力：40Mpa 有效壓力范圍4%—99%F•S
孔隙水壓力測(cè)量精度：≤±2% 蓄水量大于500ml
7、控制波形：用戶根據(jù)需要可任意設(shè)定包含有加載、保載、卸載環(huán)節(jié)的多種程序波形；加卸載和保載時(shí)間設(shè)置范圍0～30小時(shí)。
8、極限控制：當(dāng)軸向變形、徑向變形、時(shí)間等參數(shù)達(dá)到極限值或預(yù)設(shè)置、試樣斷裂、油路堵塞和油溫過(guò)高時(shí)均可自動(dòng)保護(hù)。
9、試樣規(guī)格： Φ75X150mm. Φ50X100mm。.
10、橫向剪切系統(tǒng)
剪切力： 500kN
剪切力測(cè)量范圍： 10kN——500 kN
剪切位移測(cè)量范圍： 0——100mm
剪切力精度： ≤±1%
剪切位移測(cè)量精度： ≤±0.5%
最小剪切力加載速率： 0.1kN/S
最小剪切位移移動(dòng)速率： 0.001mm/S
剪切試樣尺寸： 200X200X200mm、100X100X100 mm
五、服務(wù)承諾
1、 免費(fèi)培訓(xùn)操作人員，免費(fèi)提供升級(jí)軟件。
2、 產(chǎn)品保修期一年。終身維修。
六、TAW—1000微機(jī)控制電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)價(jià)格：
基本系統(tǒng)（包括軸壓、圍壓系統(tǒng)）---77萬(wàn)元
基本系統(tǒng)+孔隙水壓系統(tǒng)------- 92萬(wàn)元
基本系統(tǒng)+孔隙水壓系統(tǒng)+橫向剪切系統(tǒng)-------110萬(wàn)元
基本系統(tǒng)+橫向剪切系統(tǒng)-------95萬(wàn)元
如配置不同，價(jià)格不同，以上僅為參考
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