[實用新型]三軸試驗中沖擊載荷的自動保護裝置

有效

• 申請號: 202022399773.5
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN213684797U
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 桑勇;孔憲京;鄒德高;蔣路明;周晨光;劉京茂;寧凡偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F15B20/00
• 分類號: F15B20/00;F15B13/01;G01N3/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種三軸試驗中沖擊載荷的自動保護裝置，屬于機械工程領域，包括通過液壓管連通為一個整體的安全閥和換向閥間：換向閥Ⅲ的換向閥油口T與安全閥Ⅱ的安全閥進油口Ⅰ連通，換向閥油口F與安全閥出油口Ⅱ連通。液壓缸兩個油口在原有的液控系統基礎上，分別分出液壓管與換向閥的換向閥油口B、換向閥油口A相連通。在換向閥的作用下，換向閥作用過程可實現保持換向閥油口T(安全閥進油口Ⅰ)處承擔雙作用式液壓缸的內部最高壓力。當沖擊載荷出現時，柱塞向上移動，安全閥進油口Ⅰ、安全閥出油口Ⅱ相連通，將沖擊載荷卸去。本實用新型通過調節力矩電機輸出恒力矩大小可調節自動保護的觸發條件，反應靈敏可靠，能夠對液壓裝置中的沖擊載荷進行適應性保護。

技術領域

本實用新型屬于機械工程領域，涉及土力學三軸試驗，尤其涉及一種沖擊載荷的自動保護裝置。

背景技術

測量土壤的強度和變形而常使用三軸試驗儀，該儀器應用廣泛，可用于測量多種參數，包括剪切強度特性，固結特點和土壤滲透性。三軸試驗儀通常采用電液伺服加載的方式，實驗過程中需要分別根據圍壓的大小設定軸向加載力。然而三軸試驗中一個非常重要的試驗—液化試驗需要不斷地往復加載，加載過程中動強度逐漸降低，負載特性變差。試樣在剪切過程中很可能會破裂，導致沖擊載荷的發生。因此，為了保護設備，實際實驗過程中急需沖擊載荷的自動保護裝置。

目前，國內外還沒有相關產品。通常情況下，在工程需要的前提下采用降壓控制的方式，即降低供油的壓力。然而，這個方式并不利于伺服閥的控制，油壓偏低時，控制系統的動態控制性能通常較差。所以，在高壓油源供油前提下實現沖擊載荷的自動保護是非常困難的。

實用新型內容

本實用新型的目的是實現沖擊載荷的自動保護。該裝置為一種帶有安全保護閥的雙作用式活塞液壓缸，可在受到較高的沖擊載荷時快速將載荷卸載，以實現對實驗過程中試樣的自動保護。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種三軸試驗中沖擊載荷的自動保護裝置，該裝置包括一個安全閥Ⅱ和一個換向閥Ⅲ，用于保護液壓缸Ⅰ，所述保護對象液壓缸Ⅰ為一般雙作用式活塞液壓缸。

所述的安全閥Ⅱ包括安全閥殼體、力矩電機、電機螺栓組件、平鍵、電機齒輪、齒輪、支撐軸、推桿軸、推桿、鉚釘、柱塞(安全閥閥芯)、安全閥閥體、安全閥進油口Ⅰ、安全閥出油口Ⅱ、安全閥固定螺釘Ⅰ。所述的換向閥Ⅲ包括換向閥閥體、位于換向閥閥體內部的換向閥閥芯、設于換向閥閥體上的換向閥油口B、換向閥油口T、換向閥油口A、換向閥油口F。

所述的安全閥Ⅱ和換向閥Ⅲ之間通過液壓管連通為一個整體。其具體連接方式為換向閥Ⅲ的換向閥油口T與安全閥Ⅱ的安全閥進油口Ⅰ連通，換向閥油口F與安全閥出油口Ⅱ連通。液壓缸Ⅰ兩個油口在原有的液控系統基礎上，分別分出液壓管與換向閥的換向閥油口B、換向閥油口A相連通。

所述安全閥Ⅱ中的力矩電機通過電機螺栓組件固定在安全閥殼體上，通過平鍵與電機齒輪實現傳動作用。所述安全閥殼體與支撐軸之間通過焊接進行固定。所述齒輪安裝在安全閥殼體的支撐軸上，與電機齒輪嚙合；所述齒輪的一側表面焊接有推桿軸，推桿頂部與推桿軸同心軸配合，推桿低端通過鉚釘和柱塞(安全閥閥芯)連接到一起。通過柱塞(安全閥閥芯)的球狀端部處于安全閥閥體內部，使用密封槽和軸用密封圈安裝密封。安全閥閥體通過安全閥固定螺釘Ⅰ固定在安全閥殼體上。在推桿施加的壓力下，柱塞(安全閥閥芯)與安全閥閥體底部的安全閥進油口Ⅰ緊密接觸，在壓緊時滿足密封條件。

所述換向閥Ⅲ中的換向閥閥芯密封安裝在換向閥閥體內部，且兩側有限位擋塊，被限制位移距離。在換向閥閥體上開出換向閥油口B、換向閥油口T、換向閥油口A、換向閥油口F共四個油口，所述換向閥油口B、換向閥油口T、換向閥油口A位于閥體一側，且換向閥油口T位于三個油口中部，所述換向閥油口F位于閥體另一側；且依照內部結構原理可以實現換向閥油口B及換向閥油口A之間的壓差控制換向閥閥芯相對于換向閥閥體的位置，以實現不同條件下的自動換向作用。

本實用新型的工作過程為：