[實(shí)用新型]電液伺服式Z軸主機(jī)的微機(jī)控制混凝土雙軸徐變儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320020248.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203414348U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃衛(wèi)蘭;陳燦明;于忠濤;陳程;李傳殿;王宏;鄭圣義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N3/10
• 分類號(hào): G01N3/10
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 栗仲平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試儀器，具體涉及一種電液伺服式Z軸主機(jī)的微機(jī)控制混凝土雙軸徐變儀（簡(jiǎn)稱雙軸徐變儀）。

背景技術(shù)

混凝土單軸徐變?cè)囼?yàn)研究的歷史相對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)，已有定型試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)，并做了大量的試驗(yàn)研究工作。現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋采用高強(qiáng)度混凝土建造，由于單軸徐變?cè)囼?yàn)多數(shù)采用彈簧式徐變儀，因此試驗(yàn)設(shè)備的加荷能力偏小。

混凝土雙軸徐變儀是一臺(tái)由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電一體化的大型試驗(yàn)儀器。主要用于測(cè)定混凝土或巖石試樣在雙向（豎向和橫向）應(yīng)力的長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載作用下的徐變力學(xué)性能，同時(shí)雙軸徐變儀還能進(jìn)行混凝土或巖石試樣的單軸壓縮變形試驗(yàn)，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度和彈性模量。

現(xiàn)有技術(shù)中的雙軸徐變儀一般試驗(yàn)力較小，試樣尺寸也小，一般為50mm×50mm×50mm（100mm×100mm×100mm）。試樣尺寸小與工程中真實(shí)的應(yīng)力狀態(tài)相似性誤差較大，受動(dòng)力元件的約束，其加荷方式多為機(jī)電式。

發(fā)明內(nèi)容

????為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種新結(jié)構(gòu)的電液伺服式Z軸主機(jī)的微機(jī)控制混凝土雙軸徐變儀，本實(shí)用新型的雙軸徐變儀的試驗(yàn)力可達(dá)到1000kN，試樣尺寸為200mm×200mm×200mm、150mm×150mm×300mm，因此，其狀態(tài)更能接近工程實(shí)際，相似性誤差較小，對(duì)工程中的應(yīng)力狀態(tài)和科研分析，具有極大的意義。

完成上述發(fā)明任務(wù)的方案是：一種電液伺服式Z軸主機(jī)的微機(jī)控制混凝土雙軸徐變儀，由Z軸主機(jī)、X軸主機(jī)（具有四柱臥式水平加載框架）、雙泵伺服油源、所述Z軸主機(jī)與X軸主機(jī)的充液油源（兩套）、所述Z軸主機(jī)與X軸主機(jī)的徐變系統(tǒng)（兩套）、全數(shù)字測(cè)控器（安裝在儀表柜內(nèi)）、手控盒、計(jì)算機(jī)等幾部分所構(gòu)成，其特征在于，所述的Z軸主機(jī)，采用電液伺服系統(tǒng)構(gòu)成。

本實(shí)用新型Z軸向加荷方式為電液伺服系統(tǒng)，因此其響應(yīng)性能較機(jī)電式高許多，做單軸壓縮變形試驗(yàn)時(shí)，由于其能實(shí)現(xiàn)力控制、變形控制，并且能平滑切換控制方式。所以試驗(yàn)的狀態(tài)和取得的數(shù)據(jù)更加接近工程實(shí)際。

本實(shí)用新型有以下優(yōu)化方案：

1、所述的徐變系統(tǒng)應(yīng)用補(bǔ)償保載方式；

2、由交流伺服電機(jī)控制加壓油槍的活塞移動(dòng)完成徐變保載伺服控制，使徐變時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)、功率消耗極小，節(jié)省能源。

3、所述的X軸四柱臥式水平加載框架采用直線軸承作為浮動(dòng)支承，摩擦力極小，因此能自適應(yīng)水平加載變形產(chǎn)生的偏移，使垂直向?qū)υ嚇蛹虞d的幾何中心保持不變。

4、所述的Z軸主機(jī)為四柱式電液伺服主機(jī)，由單絲杠調(diào)節(jié)壓縮空間。

更具體和更詳細(xì)地說(shuō)，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理如下。

????主機(jī)：

Z軸主機(jī)型式為四柱式預(yù)應(yīng)力鎖緊、單絲杠調(diào)節(jié)壓縮空間型。活塞式工作油缸置于下部機(jī)座中央。活塞桿端裝有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和位移傳感器，用于活塞桿的直線運(yùn)動(dòng)和Z軸位移檢測(cè)，桿端面安放下壓板。機(jī)座四角用光杠與橫梁聯(lián)接，形成承載框架，橫梁中央安裝單絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)并設(shè)有導(dǎo)向防轉(zhuǎn)裝置，應(yīng)用鏈傳動(dòng)，由減速機(jī)組的正反轉(zhuǎn)動(dòng)完成上、下移動(dòng)功能，達(dá)到調(diào)節(jié)空間和施加初始載荷的目的（小于10kN）。負(fù)荷式測(cè)力傳感器上端與絲杠聯(lián)接，下端與球面調(diào)心式上壓板聯(lián)接，確保試樣端面均勻受力，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠。機(jī)座油缸兩側(cè)設(shè)置軌道，供水平向加載框架使用。

水平加載框架：

X軸水平加載仍為四柱式預(yù)應(yīng)力鎖緊框架，采用交流伺服電機(jī)作為動(dòng)力元件，經(jīng)減速機(jī)、同步帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)精密滾珠絲杠副的螺母旋轉(zhuǎn)，使?jié)L珠絲杠在導(dǎo)向裝置的約束下做直線移動(dòng)，完成徐變加載、保載伺服控制，水平加載系統(tǒng)布置在一側(cè)端梁中央，另一側(cè)端梁中央安裝負(fù)荷式測(cè)力傳感器，滾珠絲杠前端及傳感器前端安裝水平承載均力板，滾動(dòng)減摩板（移動(dòng)方向向上）裝于承載均力板與試樣壓板中間。兩側(cè)結(jié)構(gòu)基本相同，試樣壓板均為球面調(diào)心支承式（徐變?cè)囼?yàn)時(shí)用）。水平框架下端安裝滾動(dòng)直線軸承，在支撐底板的光杠上移動(dòng)，由于滾動(dòng)摩擦力極小，因此，試樣在水平力作用變形過(guò)程中，能自適應(yīng)跟隨試樣形心，從而保證軸向中心線基本不變化。

手動(dòng)閥組變換組合及功能：

手動(dòng)閥組配流板和伺服閥配流板安裝在主機(jī)機(jī)座上，試驗(yàn)控制方式是由手動(dòng)閥組變換組合而實(shí)現(xiàn)的。

雙泵伺服油源：