微機控制電液伺服三軸試驗機是一種具有高新技術(shù)手段，符合現代巖石力學(xué)領(lǐng)域研究巖石力學(xué)特性的新型試驗設備。該試驗機可自動(dòng)完成巖石單軸、三軸(不同圍壓)壓縮試驗,巖石單軸、三軸流變試驗、剪切復合試驗、。在試驗中采用寬調速范圍的電液伺服比例閥組及計算機數字控制等先進(jìn)技術(shù)，組成全數字式閉環(huán)調速控制系統，能夠自動(dòng)精確地實(shí)現軸向、徑向的恒應力（恒試驗力）、恒應變（恒變形）、恒位移（恒壓縮率）、恒試驗力速率、恒變形速率、恒位移速率等試驗?？蓜?dòng)態(tài)顯示試驗力、圍壓、軸向變形、徑向變形等試驗全過(guò)程，可實(shí)時(shí)地采集、存儲、處理、顯示試驗數據及試驗曲線(xiàn)，打印試驗報告?？刂品秶鷮?、功能多、全部操作鍵盤(pán)化，各種試驗參數由計算機進(jìn)行控制、測量、顯示、處理并打印，集成度高，使用方便可靠。
該試驗機測控系統采用美國AD公司原裝進(jìn)口器件制造，采用計算機總線(xiàn)設計，組成目前最先進(jìn)的真正的全數字閉環(huán)測量控制系統，在試驗中力、變形、位移等各種控制方式可任意平滑切換(無(wú)沖擊轉換)，配之目前在國內最先采用的VC十十語(yǔ)言編程並實(shí)現了模塊化設計軟件使整機測量控制精度遠優(yōu)于目前國內同類(lèi)產(chǎn)品(詳見(jiàn)功能特點(diǎn))。
一.系統組成：根據用戶(hù)的要求,增加相應配置,可實(shí)現下列功能.
試驗機由軸向主機、軸向伺服油源、三軸壓力室、巖石直剪系統、圍壓系統(包括增壓器，圍壓伺服油源) 、孔隙水試驗系統、聲發(fā)射采集處理系統、高低溫環(huán)境裝置、三軸蠕變試驗系統及三軸疲勞系統等。計算機測控系統等部分組成。
1. 加載框架：采用門(mén)式框架結構，剛度大，利于繪制巖石力—變形的全過(guò)程曲線(xiàn)。工作油缸置于框架下部，整機重心低，穩定性好。
2. 壓力室：壓力室采用壓力自平衡結構，其圍壓不受軸向變形影響；采用下卡環(huán)式， 裝卸試樣方便。配有16條變形測量電測引線(xiàn)。
3. 移動(dòng)小車(chē)：加載框架配備移動(dòng)小車(chē)，壓力室裝于其上，可方便地沿軌道推入拉出。
4. 巖石直剪系統：由框架、剪切油缸、剪切附具、移動(dòng)小車(chē)等組成。該糸統置于小車(chē)軌道上。
5. 起吊裝置：懸臂式起吊裝置安裝于加載框架頂部，可方便地裝卸壓力室筒體。
6. 軸向伺服油源：可向工作油缸裝置提供一定壓力或流量的工作油實(shí)現軸向加載，圍壓伺服油源通過(guò)增壓器將恒定的工作油注入壓力室對試樣提供圍壓。
6. 電氣拖動(dòng)單元：所有的電氣操作都集中于配電箱中。
7. 控制系統：包括軸向力測量控制系統、位移測量控制系統、軸向、徑向變形測量控制系統、圍壓壓力測量控制系統等全部置于一臺P4工控機內，全部試驗均可由計算機編程控制。
8. 孔隙水壓試驗裝置：由日本松下伺服電機、減速機、滾珠絲杠、不銹鋼水缸與活塞組件及水箱、管路、閥及計算機控制系統組成,具有壓力控制及流量控制功能。
9. 全波形聲發(fā)射采集顯示系統：將試樣出現裂紋時(shí)的聲音轉換為電信號輸出。
10.高低溫裝置：數顯溫度控制系統、加熱器、制冷壓縮機、溫度傳感器等組成。
二.主要規格
1、軸向系統向最大試驗力(kN)： 2000
2、工作活塞行程(mm)： ≥150
3、壓板尺寸(mm)： φ100
4、試驗空間 (mm)： 800（高）×550（寬）
5、試樣規格： φ50×100、φ75×150
6、主機外型尺寸（長(cháng)×寬×高）（mm）：1000×800×2250
軸向伺服油源：
1.流量（L/min）： 3.5
2.系統壓力（MPa）： 25
3.功率（KW）： 2.2
圍壓系統
1.圍壓 (Mpa)： 60
2.壓力室壓桿行程（mm）： 50
3.壓力室內配置12根外接導線(xiàn)接口。
圍壓伺服油源
1.流量（L/min）： 1.5
2.充液壓力（MPa）： 0.5
3.功率（KW）： 0.55
巖石直剪系統
1、 最大試驗力(kN)： 1000(可根據要求確定)
2、 試驗力測量分辨率： 1/200000
3、 試驗力測量范圍： 2-100%FS
4、 試驗力測量誤差： ±1%
5、 工作活塞行程(mm)： ≥80
6. 位移測量范圍(mm)： 0-80
7. 位移測量分辨率(mm)： 0.0025
8、 變形測量范圍(mm)： 0-10
9、 示值精度(%FS)： ±0.5
10、 巖石試樣尺寸(mm)： 1003、1503
變形測量系統
引伸計規格：軸向標距：100～150mm 量程：8mm 徑向標距：φ50～φ75 量程：4mm
變形測量分辨率：1/200000
變形測量范圍： 2～100% FS（連續全量程測量）
變形測量誤差： ≤±1% FS
孔隙水試驗系統
1、孔隙水壓力：40Mp
2、孔隙水測量精度: ≤±1%
3、孔隙水測量分辨力：1/1000（Mpa/ml）
4、孔隙水壓力/流量控制精度：≤±0.5%（Mpa/ml）
5、孔隙水流量：0.001—1ml/S
6、孔隙水總量：500ml
7、孔隙水控制方式：壓力控制、流量控制
全波形聲發(fā)射儀
1、采集卡：16位采樣精度，10M采樣速率，可采信號頻率范圍：5KHz-4MHz
2、傳感器：諧振頻率150KHz，帶寬100KHz-300KHz，靈敏度65dB
高低溫裝置
1、溫度范圍：-40～+150℃
2、高溫溫度誤差：±2℃
3、低溫溫度誤差：±2℃
三. 主要技術(shù)參數
1. 采用力傳感器實(shí)現對試驗機試驗力的無(wú)慣性測量
軸向最大試驗力（kN）： 2000
試驗力測量分辨率： 1/200000
軸向試驗力測量范圍（kN）： 2～100%FS（連續全量程測量）
軸向試驗力測量誤差： ≤±1%
2) 圍壓壓力測量范圍（MPa）： 3～60（連續全量程測量）
壓力測量分辨率： 1/200000
圍壓試驗力測量誤差： ≤±2%
軸向圍壓壓力值顯示： 計算機屏幕顯示直讀數。
2. 采用引伸計測量試樣標距內變形
引伸計規格：軸向標距：100/150mm 量程：0-8mm
徑向標距：φ50/φ75mm 量程：0-4mm
變形測量分辨率： 1/200000
變形測量范圍： 2～100% FS（連續全量程測量）
變形測量誤差： ≤±0.5% FS
變形值顯示： 計算機屏幕顯示直讀數。
3. 位移分辨率：0.0025mm 位移量程：150mm 測量誤差：≤±0.5%FS
4. 速度控制
①試驗力等速率控制： 0.1～100% FS /min
控制范圍： 2～100% FS
等速率控制精度： ±1% 設定值
②變形等速率控制： 0.001～50mm/min
控制范圍： 2～100% FS
等速率控制精度： ±0.5% 設定值
③位移等速率控制： 0.5～50mm /min
位移測量分辨率： 0.0025mm
等速率控制精度： ±1 % 設定值
④恒試驗力、恒變形、恒位移速率控制：控制精度：<±1% 設定值
四.主要功能及特點(diǎn)
主要功能
1. 自動(dòng)測量、控制、數據采集、處理、繪制曲線(xiàn)及打印曲線(xiàn)報告(抗壓強度、圍壓、軸向變形、徑向變形、泊松比、彈性模量、剪切強度、蠕變試驗等)。
2. 三軸抗壓試驗（在圍壓環(huán)境下的單軸壓縮試驗，不同加載路徑的試驗）。
3. 單軸抗壓試驗（恒應力、恒應變、恒位移、恒應力速率、恒應變速率、恒位移速率，單向循環(huán)等加載、保載、卸載等多種環(huán)節的程序控制試驗）。
4. 三軸的單軸壓縮全過(guò)程試驗。
5. 繪制應力—應變全過(guò)程曲線(xiàn)。
6. 巖石剪切強度試驗。
7. 三軸孔隙水壓試驗。
8. 全波形聲發(fā)射試驗。
9. 高溫（低溫）下三軸試驗。
10.可繪制莫爾圓應力圖求取粘聚力摩擦角。
11.壓力室配有徑向和軸向變形測量引線(xiàn)。
12.自平衡式結構的壓力室可在試驗過(guò)程中保持設定的圍壓值不變。
13.測量系統具有自動(dòng)調零、自動(dòng)標定、連續全程測量不分檔。
14.可進(jìn)行試驗力、變形、位移等速率控制并保持。具有超載自動(dòng)保護功能。
15.無(wú)級調速,力、位移、軸向和徑向變形，各種控制方式可在試驗過(guò)程中任意平滑切換。
16.曲線(xiàn)、數據存儲及曲線(xiàn)放大，在試驗過(guò)程中可切換顯示六種試驗曲線(xiàn)。
17.可自行設置控制參數, 實(shí)現程序自動(dòng)運行，可進(jìn)行斜波、三角波、梯形波等低周循環(huán)及用戶(hù)設計的各種組合程序波形試驗。
18.可進(jìn)行試驗室間微機聯(lián)網(wǎng)。
19.可通過(guò)聯(lián)機幫助查看或打印軟件說(shuō)明、操作規程、注意事項等內容。
20.可按用戶(hù)要求編制試驗報告，打印各種試驗曲線(xiàn)。
21.配有UPS電源，斷電后持續為測量控制系統供電,工作時(shí)間大于2小時(shí)。
22.整機連續、穩定工作時(shí)間不少于1,000小時(shí)。
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主要特點(diǎn)
1. 一臺計算機控制完成多種試驗過(guò)程，操作均由鍵盤(pán)及鼠標來(lái)完成，并保留手閥加荷。
2. 測量、控制系統采用計算機總線(xiàn)設計。即以P4工業(yè)控制計算機為內核制造，其運算速度、控制精度、軟件功能、可靠性均能與計算機匹配達到最佳效果，遠領(lǐng)先于國內以單片機為內核產(chǎn)品，並優(yōu)于以386計算機為內核的控制器。
3. 試驗力、變形測量分辨率可達1/200000。位移測量分辨率可達0.002mm。
4. 試驗軟件采用VC++語(yǔ)言編程，可在Windows2000\XP\NT操作系統下工作,功能強大。為方便擴大軟件功能軟件采用模塊化設計，可根據用戶(hù)需要填充各種軟件，擴展功能。
5. 采用先進(jìn)的數字式電液伺服比例閥作控制元件，抗污染能力強，可實(shí)現長(cháng)期無(wú)故障運行。
6. 采用數字式脈沖調寬技術(shù)，實(shí)現了全數字式閉環(huán)伺服控制。
7. 完整的數據庫軟件接口供用戶(hù)使用，軟件升級只須通過(guò)郵寄光盤(pán)或E-mail傳送即可。
8. 完善的軟件自檢功能，提示發(fā)生故障之處，無(wú)須廠(chǎng)家現場(chǎng)維修，只須更換計算機內相應的功能卡即可，維護簡(jiǎn)單方便。
五 試驗機主要配置
|
序號 |
產(chǎn) 品 名 稱(chēng) |
規格型號 |
產(chǎn) 地 |
數量 |
備 注 |
|
1 |
三軸試驗機主機 |
2000kN |
金力公司 |
1臺 |
含起吊裝置 |
|
2 |
直剪試驗裝置 |
1000KN |
金力公司 |
1臺 |
|
|
3 |
自平衡式壓力室 |
配有徑向和軸向變形測量裝置，16條引線(xiàn) |
金力公司 |
1臺 |
|
|
4 |
伺服液壓源 |
配套油源 |
金力公司 |
1臺套 |
軸向、圍壓、直剪伺服液壓源一臺套 |
|
其
中 |
①油泵 |
定量齒輪泵 |
日本 |
3臺 |
其中另配壓力室充液齒輪泵一臺 |
|
②電機 |
|
臺灣 |
3臺 |
其中另配壓力室充液齒輪泵電機一臺 |
|
③電液伺服比例閥組 |
|
美國 |
3套 |
|
|
④濾油器 |
ZUH10×10 |
黎明公司 |
3套 |
|
|
⑤溢流閥 |
DBDS6G315/2 |
黎明公司 |
3套 |
|
|
⑥增壓器 |
0-60MPa |
金力公司 |
1套 |
|
|
⑦電器柜 |
|
金力公司 |
1套 |
|
|
5 |
工控計算機 |
雙核、500G硬盤(pán) 4G內存 |
臺灣研華 |
1臺 |
|
|
6 |
顯示器 |
19寸液晶顯示器 |
品牌機 |
1臺 |
|
|
7 |
激光打印機 |
A4 |
品牌機 |
1臺 |
|
|
8 |
試驗力測量控制系統 |
EM102-AD
|
美國AD公司原裝器件 |
3套 |
金力公司組裝
置于計算機主機內 |
|
9 |
變形測量控制系統 |
EM102-AD
|
美國AD公司原裝器件 |
2套 |
金力公司組裝
置于計算機主機內
軸向、徑向各一套 |
|
10 |
位移測量控制系統 |
Ec101－AD |
美國AD公司原裝器件 |
2套 |
金力公司組裝
置于計算機主機內 |
|
11 |
試驗軟件包 |
VC++語(yǔ)言編程 |
金力公司 |
1套 |
置于計算機內 |
|
12 |
高精度引伸計 |
適用巖樣：Φ50×100mmΦ75×150mm 軸向量程8mm
徑向量程4mm |
金力公司 |
1套 |
軸向、徑向各一套
引進(jìn)技術(shù)制造
可根據需方要求確定 |
|
13 |
高精度負荷傳感器 |
2000KN
1000KN |
金力公司 |
各1套 |
|
|
14 |
高精度壓力傳感器 |
60MPa |
中航電測 |
1套 |
置于油源內 |
|
15 |
高精度位移傳感器 |
LE-5000脈沖(日本元件) |
長(cháng)春 |
1套 |
置于主機上 |
|
16 |
壓縮試驗裝置 |
|
金力公司 |
1套 |
|
|
17 |
孔隙水壓試驗裝置 |
含孔隙水壓系統孔隙水計算機控制系統 |
金力公司 |
1套 |
|
|
18 |
三軸蠕變試驗穩壓裝置 |
含壓力控制閥、增壓器、穩壓器、氣源、UPS電源 |
金力公司 |
1套 |
|
|
19 |
聲發(fā)射監測儀 |
含 |
金力公司 |
1套 |
|
|
20 |
高溫低溫試驗裝置 |
含溫度控制系統、加熱器、制冷壓縮機、溫度傳感器等 |
金力公司 |
1套 |
|
|
21 |
各種接頭、密封件 |
|
金力公司 |
1套 |
|
|
22 |
各種導線(xiàn) |
|
金力公司 |
1套 |
|
|
23 |
專(zhuān)用工具 |
|
金力公司 |
1套 |
|
|
24 |
計算機桌椅 |
|
用戶(hù)當地 |
1套 |
|
|
25 |
使用說(shuō)明書(shū)、計量檢定合格證、裝箱單 |
|
金力公司 |
1套 |
|
六. 關(guān)鍵技術(shù)處理
1. 為了能夠畫(huà)出巖石的“σ－ε”全過(guò)程曲線(xiàn)，本機軸向加載框架加強了剛度，而且電液伺服控制系統的各個(gè)環(huán)節頻響高。
2. 三軸試驗中巖石軸向與徑向變形的測量采用耐高壓、耐高溫的傳感器，傳感器直接安置在壓力室內，對巖樣的變形進(jìn)行直接測量，從而，保證了測量的精確度。
七 . 工作環(huán)境
1. 室溫：10～35℃
2. 濕度：≤80%
3. 電源：380V±10% 50HZ計算機電源單獨接入。
八 . 售后服務(wù)
1. 我公司己通過(guò)國際ISO9001:2000質(zhì)量管理體系認證(證書(shū)號：EWC117203Q)，所提供的產(chǎn)品為保證附合技術(shù)協(xié)議條件並按試驗機生產(chǎn)規程生產(chǎn)的原裝機。
2. 我方公司本部及部分主要城市。設有維修服務(wù)處和專(zhuān)業(yè)調試維修工程師，在產(chǎn)品進(jìn)入免費保修期后包括保修期外將揭誠為您服務(wù)，每年二次以上售后服務(wù)咨詢(xún)或上門(mén)服務(wù)，保證產(chǎn)品長(cháng)期正常使用。
3. 產(chǎn)品到達用戶(hù)現場(chǎng)后供方負責免費安裝調試。（用戶(hù)吊裝到位）。
4. 產(chǎn)品預驗收后，免費在用戶(hù)現場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)操作培訓。包教包會(huì )直到操作人員熟練掌握操作方法及簡(jiǎn)單維修知識為止。
5. 產(chǎn)品驗收合格后，整機質(zhì)保期為十二個(gè)月，關(guān)鍵器件、控制系統質(zhì)保期為二年，終身維修。質(zhì)保期內免費提供配件，質(zhì)保期外只收取工本費（包括易損件）。
6. 產(chǎn)品故障響應時(shí)間為24小時(shí)，72小時(shí)內維修人員到位并排除故障。
7. 對客戶(hù)提出的問(wèn)題和提出的非常規試驗，積極做出響應，免費給與技術(shù)支持，做出滿(mǎn)意答復。免費幫助用戶(hù)建立操作規程。
8. 軟件終身免費升級，免費培訓用戶(hù)指導掌握操作。最新版軟件投放市場(chǎng)后三個(gè)月內通知用戶(hù)通過(guò)公司網(wǎng)站下載最新版軟件。
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