一、設備簡介
該系統主要用于模擬高速公路邊坡土層,溝渠及水庫坡底加固段,巖土開采、隧道挖掘、礦物開采、有色金屬開采、煤炭開采等巖土層變化的試驗過程。通過伺服加載作動器,可實現巖土應力的模擬試驗。
可通過填充不同相似材料,模擬各類復雜的巖土環(huán)境。正面大面積觀察窗能夠更好的觀察,記錄試驗過程中各類變化。采用自平衡設計理念,安裝時無需反力地槽。
該模型加載系統由:模型箱裝置、伺服作動器一套、力值傳感器、位移傳感器、控制軟件、電液伺服油源、電腦,傾角及水淋系統等組成;
可檢測試驗內容:
1. 巖土開采
2. 隧道挖掘
3. 礦物開采
二、模型箱裝置
1. 試驗裝置由1套自平衡工作臺、1套網格式前擋板、1塊高強度鋼化玻璃、2套模塊化側擋板、1套模塊化后擋板、3件可拆卸模塊、2根立柱、1根橫梁、1套作動器、1套工裝夾具及測控系統組成。
2. 設備整體外觀尺寸為2000×1800×2700(長×寬×高),內部可用空間為800×800×1000(長×寬×高)
3. 模型箱與工作臺螺栓連接,下層地板為復合結構,預置角度油缸和類搓板底板,
4. 工作臺可承受靜態(tài)承載力為2500KN(10mpa),反力架可承受靜態(tài)承載力為3000KN,整套設備可承受豎向靜態(tài)承載力為3000KN。
5. 大行程作動器可提供2500KN的豎向加載力。
6. 各連接面進行精密機械加工,反力架整體進行退火處理,消除殘余應力;
7. 主要安裝面預留安裝接口及功能擴展接口。
8. 所有鋼構件均采用Q355B 結構鋼,符合國標檢測標準,各連接面均進行機加工。
9. 采用E5003~E5016 系列焊條焊接。
10. 立柱,橫梁焊接角度尺寸公差±35′,焊接件線度尺寸公差±4.5mm(L<4m),±8.0mm(L>4m)。
11. 各鋼構件外表面進行噴砂除銹處理后,并立即噴涂環(huán)氧富鋅底漆二遍,面漆二遍。
12. 立柱及所有梁上按模數設置的孔均采用模鉆或數控加工的方式,孔間距誤差不大于0.2mm。
三、雨淋系統(如圖示)
通過調整水泵流量,及噴頭角度和噴頭數量實現點雨量的調整,實現模擬小雨中雨暴雨及山洪暴發(fā)時的特定形態(tài),驗證不同土質角度時的抗沖刷性能。
試樣壓縮完成后拆掉圍板,將雨林系統模擬車推入框架,連接水路后根據需要調整出水量及噴淋角度,通過液壓系統調整角度油缸的位置,實現不同傾角。
人工模擬降雨系統硬件 | |
水泵 | 智能自吸泵15m^3/h,揚程10m |
電機 | 功率1w/4p |
壓力表 | 0.8mpa |
旋轉噴頭 | 0.5mm,1mm,1.5mm,2.5mm,3.2mm,4.0mm,5.0mm任選 |
節(jié)流閥 | KLQ911F-16F-T DN15 |
管材及配件 | DN15不銹鋼定制 |
電線 | 若干 |
水箱 | 0.6m^3 |
過濾器 | φ70(隔離式) |
相應支架 | DN15不銹鋼定制 |
四、多通道協調加載控制軟件
1. 該產品使用功能強大的AJTestV3.0全數字多通道伺服控制系統。由伺服作動器、負荷傳感器、位移傳感器、全數字閉環(huán)控制軟件與計算機再加上伺服液壓站共同組成一個閉環(huán)的測量控制操作系統,因此,可以設置和選擇各種試驗規(guī)程,可以自動精確地控制試驗過程,并自動測量各階段試驗參數,保證了試驗的高精度。
2. 該專用試驗軟件是在windows平臺下開發(fā)的,保證試驗操作簡便和通用性,試驗數據的處理、保存、傳輸容易和便捷,試驗過程曲線在顯示器上實時顯示。
3. 可實現長時間連續(xù)快速加荷、保載和卸載,等速率加荷、長時間保載、等速率卸載、等速率位移等閉環(huán)控制。
4. 軟件主界面主要功能包括:恒應力控制、恒位移控制、恒變形控制、恒位移速度控制、恒力速度控制、恒變形速度控制,可設置一定的循環(huán)步驟。并可在多種控制方式間實現無沖擊轉換,實現全自動閉環(huán)控制。
上圖例:反復加載試驗曲線
5. 編程控制功能舉例:
u 第1步:位移控制:0.8(mm/s),目標載荷:10(kN),保持時間20秒。
u 第2步:載荷控制:2(kN/s),目標應力:30(MPa),保持時間1分鐘。
u 第3步:位移控制:0.5(mm/s),目標載荷:80kN,保持時間1小時。
u 可靈活設置,操作性更強!
6. 可顯示多種曲線:力-時間、力-位移、位移-時間、力-變形、變形-時間等。
7. 軟件界面集成控制功能,可設置控制方式,功能強大,獲得全國科研工作者的熱烈好評。
8. 數據采集和分析功能:能對試驗實現實時采集,對試驗特性曲線實現動態(tài)顯示。
9. 可處理試驗力、位移、時間、變形的曲線。
10. 過載和限位保護功能:具有軟件和機械兩級限位保護,負荷超過額定值的10%時自動停機保護。
11. 試驗數據采用數據庫管理方式,便于查詢和維護。
五、大行程高精度伺服油缸
液壓油缸的密封元件全部采用進口專用高速密封元件?;钊麠U的支撐打破傳統設計,采用非金屬支撐、大間隙設計,具有高速不燒結自潤滑的特點。伺服直線作動器振幅極限位置設計液壓緩沖區(qū),避免運行失控對作動器產生損傷。
大行程高精度伺服油缸1只.
u 試驗壓力:2500kN;
u 行程:400mm;單出桿雙作用;
u 速度:0.1~100mm/min(可快速升降、也可恒應力保持)
u 試驗精度:±1%
u 作動器位移分辨率:0.001mm
u 力分辨率:1/500000碼;
u 試驗力有效測量范圍:1%-99.9%;
u 配置高精度力傳感器
u 配置位移傳感器測量;
六、電液伺服*油源
伺服泵站:伺服泵站是新型*油源,采用伺服電機帶動油泵提供動力,可根據不同加載力自動選擇電機轉速,提供恒定的持續(xù)的動力來源。該系列產品具有使用方便,壓力輸出穩(wěn)定,可靠性好、噪音低等特點。整體性能與產品技術水平相當。該系列泵站額定壓力可在0-40MPa內無級調整,系統流量可根據試驗要求調整流量,節(jié)約能源。該系列泵站已泛應用于各種電液伺服加載試驗系統。
泵站由金屬框架外殼、油箱、油泵電機組、管路、電控系統、過濾系統等部分組成。
泵站油箱采用全封閉設計,防止外界雜質進入液壓系統對液壓油的污染。
油泵、電機組配置采用串聯雙彈性支撐方式,配合減震機構,進一步減少泵站噪音。
采用多組油泵電機組并聯,可根據試驗要求任意組合使用,節(jié)約能源。
系統壓力調整:采用PID自適應功能調定系統壓力,控制液壓系統溢流量以降低調壓誤差;為電液伺服試驗系統提供穩(wěn)定的系統壓力,壓力輸出精度±0.01。
由主溢流閥、進回油路、安全閥和換向閥、精密濾油器組成的液壓模塊用于調整泵站輸出系統壓力及精密過濾,可有效防止液壓系統工作時產生的沖擊;
泵站配置吸油過濾器、精密過濾器、回油過濾器三道過濾保護,其中精密過濾器過濾精度為5μm,保護液壓油不受污染。
泵站配置溫控表,液位計、壓力傳感器等必要傳感器;具有油溫報警、液位報警、電機過載保護等多種安全報警功能。
標配高精度5μm高壓濾油器。
電機功率:1.5kW;
無需任何冷卻系統,無需室外冷卻塔建設,更加節(jié)能環(huán)保,無噪音污染;