專利名稱：設有圍壓穩(wěn)定補償器的振動三軸測定儀的制作方法
設有圍壓穩(wěn)定補償器的振動三軸測定儀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(wěn)定補償器 的振動三軸測定4義。
技術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， 如動強度、動模量、動力變形參數(shù)等的最常用儀器?，F(xiàn)有^^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， 傳力軸的連桿上端設有軸向伺服液壓系統(tǒng)該軸向伺服液壓系統(tǒng)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(tǒng)，該圍壓加壓系統(tǒng)中設有側向水箱，所述側向水箱與空氣壓縮機連通。 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；而側向圍壓使 用空氣壓縮機加壓，側向圍壓最大只能加到2.0MPa。為解決側向圍壓不足問 題，雖然可以采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)上下運動將導致圍壓產(chǎn)生較大波動。盡管側向壓力 伺服液壓系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)圍壓，但由于振動頻率較快(可達到0.3~1.0次/秒)， 連桿活塞運動行程大，此項調(diào)節(jié)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%,超過允許誤差范圍。所以，如何加大側向圍壓的課題成為現(xiàn)有技術中未解決的難題。 發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)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(wěn)定補償器的振動三軸測定儀，本發(fā)明在軸向振 動時圍壓可保持穩(wěn)定，在較大的動力試驗時圍壓波動幅度不超過圍壓值的2%。側向圍壓最大可以加到5MPa。完成上述發(fā)明任務的技術方案是， 一種設有圍壓穩(wěn)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 軸的連桿上端設有軸向伺服液壓系統(tǒng)所述軸向伺服液壓系統(tǒng)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；傳力軸的連桿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(tǒng)，該圍壓加壓系統(tǒng)中i殳有側向水缸，其特征在于，所述的圍壓 加壓系統(tǒng)中設有圍壓穩(wěn)定補償器，該圍壓穩(wěn)定補償器的結構是在所述動力 油缸的上方i殳有與傳力軸同軸的串聯(lián)水缸，所述側向水缸與側向液壓缸連 接，同時，該串聯(lián)水缸通過鋼管與所述的側向水箱連通。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，其結構是所述負荷 傳感器的輸出，在輸出給測定數(shù)據(jù)顯示機構的同時，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)明在機架頂部設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。試驗前，壓力室、側壓水缸前部、空心鋼管、 頂部串聯(lián)上部水缸均充滿水。當軸向活塞向下運動時，帶動串聯(lián)水缸活塞向 下運動，壓力室內(nèi)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(nèi)的水體不會被壓縮，水 壓力保持不變?；钊蛏线\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(wěn)定。實際試驗結果表明，采用此項技術，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1為本發(fā)明的振動三軸儀結構圖；圖2為圍壓穩(wěn)定補償器局部^t大圖。
具體實施方式
實施例l,設有圍壓穩(wěn)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的連桿 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的連桿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(lián)水缸3，該串聯(lián)水缸3通過鋼管 11與側向水箱2連通。串聯(lián)水缸3的活塞直徑與進入三軸壓力室的連桿直徑相 等，以此構成圍壓穩(wěn)定補償器。同時，負荷傳感器6在輸出給測定數(shù)據(jù)顯示 機構的同時，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 側向液壓缸l。
權利要求
1、一種設有圍壓穩(wěn)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，該傳力軸的連桿上端設有軸向伺服液壓系統(tǒng)所述軸向伺服液壓系統(tǒng)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；傳力軸的連桿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(tǒng)，該圍壓加壓系統(tǒng)中設有側向水缸，其特征在于，所述的圍壓加壓系統(tǒng)中設有圍壓穩(wěn)定補償器，該圍壓穩(wěn)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(lián)水缸，該串聯(lián)水缸通過鋼管與所述的側向水缸連通。
2、 根據(jù)權利要求l所述的設有圍壓穩(wěn)定補償器的振動三軸測定儀，其特 征在于，所述串if關水缸的活塞直徑與進入三軸壓力室的連桿直徑相等。
3、 根據(jù)權利要求l所述的設有圍壓穩(wěn)定補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，其結構是所述負荷 傳感器的輸出，在輸出給測定數(shù)據(jù)顯示機構的同時，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)的側向液壓缸。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的設有圍壓穩(wěn)定補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
設有圍壓穩(wěn)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，傳力軸連桿上端設有軸向伺服液壓系統(tǒng)，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，傳力軸的連桿上還設有負荷傳感器；三軸壓力室側面設有圍壓加壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)中設有側向水缸，特征是圍壓加壓系統(tǒng)中設有圍壓穩(wěn)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(lián)水缸并通過耐壓空心鋼管與側向水箱連通。本發(fā)明解決了現(xiàn)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，本發(fā)明在軸向振動時圍壓可保持穩(wěn)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G01N33/24GK101256128SQ200810020650
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月19日 優(yōu)先權日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)部南京水利科學研究院