CN104062191A - 一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，包括直剪仪主机、压缩仪主机，其特征在于：直剪仪主机和压缩机主机共用一套油泵站，形成一套液压系统，且与同一测量控制系统连接；本发明设置了防摩擦装置和防侧向转动及防上翘机构，使试验时剪切盒垂直、平行移动摩擦阻力最小，提高了试验精度；本发明将大型直剪仪和大型压缩仪的操作控制系统合并在一起，共用一套油泵站，减少了能源消耗和制造成本；本发明能分别各自使用各自主机，能同时进行直剪和压缩试验，方便实用。

Description

一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪
技术领域
本发明涉及一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪。
背景技术
在岩土工程领域，常常需要通过试验获取目标工程区域岩土体的力学参数指标，目前主要通过大、小三轴试验，直剪试验，压缩试验等试验来得出岩土体的强度指标，但往往需要分别通过直剪仪和压缩仪得出各自的数据，操作复杂繁琐，工作效率低，因此提供一种能解决上述一个或多个技术问题的直剪、压缩两用测试仪成为亟需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于测定粗颗土粒的抗剪强度和变形特性的新型自动控制的直剪、压缩两用仪。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，包括直剪仪主机、压缩仪主机，其特征在于：直剪仪主机和压缩机主机共用一套油泵站，形成一套液压系统，且与同一测量控制系统连接，其中：
所述直剪仪主机包括直剪仪机架、设置在直剪仪机架内的供试样安装的剪切盒、设置在剪切盒上方的对试样施加垂直剪切力的直剪垂直油缸、设置在剪切盒一侧的对试样施加水平剪切力的直剪水平油缸和传力板组合，所述直剪仪机架包括固定在地面上的底梁，所述剪切盒包括固定安装在底梁上的下剪切盒和设置在下剪切盒上方的上剪切盒，所述上剪切盒、下剪切盒之间设置有开缝滚柱，所述下剪切盒底部设有滚柱排与位于底梁连接；
所述压缩仪主机包括压缩仪机架和设置在压缩仪机架内的固结油缸、试样容器、饱和水槽、设置在试样容器底部的小车；
所述液压系统设置有垂直剪切、水平剪切、固结三个载荷通道，每个载荷控制通道由动力部分和控制部分组成，动力部分包括油泵，所述出油管道上设有插装式溢流阀，控制部分包括油缸，油缸通过隔板接头与电动比例调节阀和电磁换向阀气路连接，所述气路设有压力表，所述电动比例调节阀通过隔板接头与动力部分连接；
所述的测量控制系统由计算机控制，包括分别设置在上剪切盒与下剪切盒相对移动的表面、下剪切盒与直剪水平油缸相对移动的表面及下剪切盒与机架相接处、试样容器的传力板上方的垂直位移传感器、水平位移传感器、固结位移传感器，还包括工业控制器、数据转换器、数据采集器；
所述直剪垂直油缸、直剪水平油缸、固结油缸分别由垂直位移传感器、水平位移传感器、固结位移传感器控制，所述垂直位移传感器、水平位移传感器、固结位移传感器通过信号处理电路和放大电路与液压系统中的电动比例调节阀连接，并由测量控制系统控制。
优点及有益效果：
1．设置了防摩擦装置和防侧向转动及防上翘机构，使试验时剪切盒垂直、平行移动摩擦阻力最小，提高了试验精度；
2．将大型直剪仪和大型压缩仪的操作控制系统合并在一起，共用一套油泵站，减少了能源消耗和制造成本；
3．能分别各自使用各自主机，能同时进行直剪和压缩试验，方便实用。
附图说明
图1为本发明液压气动控制原理图。
图2为本发明直剪仪主机主视图。
图3为本发明直剪仪主机俯视图。
图4为本发明直剪仪主机左视图。
图5为本发明压缩仪主机主视图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于测定粗颗粒土的抗剪强度、变形与时间关系的专用设备，通过本发明了解粗颗粒土和压力的关系、变形与时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、回弹指数、体积压缩指数、压缩模量、固结系数和先期固结压力。
本发明的技术特点是将大型直剪仪和大型压缩仪的测量控制系统合并在一起，并用一套油泵站，构成液压系统，保留各自的主机，能同时进行直剪和压缩试验。
本发明直剪仪主机包括分别在垂直、水平方向安装有垂直油缸、水平油缸的封闭框式机架，机架内设有上剪切盒和下剪切盒，上、下剪切盒底部设有滚动减少摩擦机构、侧部设有防侧向转动机构和防上翘动机构，滚动减少摩擦机构包括开缝滚柱，防侧向转动机构包括侧向滚针排；
压缩仪主机包括安装有垂直方向加载的垂直油缸的两柱式主机框架，还包括设置在压缩仪机架内的浮圈式试样压缩容器、透水板、传力板、移动试样容器的小车和轨道；
所述的液压系统设有垂直、水平、固结三个载荷控制通道，均包括液压换向阀、压力调节稳压单元、压力表、液压导管和液压泵站，分别与各自加载油缸连接，并由测量控制系统连接，实现自动加载控制。
每个载荷控制通道由动力部分和控制部分组成，动力部分包括与电机连接的为系统提供动力的油泵，所述油泵的进油管道和出油管道上都设有油滤，所述出油管道上设有插装式溢流阀进行压力控制；控制部分包括油缸，油缸通过隔板接头与电动比例调节阀和电磁换向阀气路连接，所述气路设有压力表，所述电动比例调节阀通过隔板接头与动力部分连接。
所述的测量控制系统安装在直剪、压缩综合操作控制屏内，由计算机控制，通过垂直位移传感器、水平方向传感器连接抗干扰滤波电路、数字显示转换仪表、高精度A/D转换器和串口通讯机构。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，包括直剪仪主机、压缩仪主机，其特征在于：直剪仪主机和压缩机主机共用一套油泵站，形成一套液压系统，且与同一测量控制系统连接，其中：
所述直剪仪主机包括直剪仪机架、设置在直剪仪机架内的供试样安装的剪切盒、设置在剪切盒上方的对试样施加垂直剪切力的直剪垂直油缸（3）、设置在剪切盒一侧的对试样施加水平剪切力的直剪水平油缸（4）和传力板组合（14），所述直剪仪机架包括固定在地面上的底梁（8），所述剪切盒包括固定安装在底梁（8）上的下剪切盒（2）和设置在下剪切盒（2）上方的上剪切盒（1），所述上剪切盒（1）、下剪切盒（2）之间设置有开缝滚柱（5），所述下剪切盒（2）底部设有滚柱排（6）安装在与位于底梁（7）连接；
所述压缩仪主机包括压缩仪机架（25）和设置在压缩仪机架（25）内的固结油缸（26）、试样容器（24）、饱和水槽（29）、设置在试样容器（24）底部的小车（23）；
所述液压系统设置有垂直剪切、水平剪切、固结三个载荷通道，每个载荷控制通道由动力部分和控制部分组成，动力部分包括油泵，所述出油管道上设有插装式溢流阀，控制部分包括油缸，油缸通过隔板接头与电动比例调节阀和电磁换向阀气路连接，所述气路设有压力表，所述电动比例调节阀通过隔板接头与动力部分连接；
所述的测量控制系统由计算机控制，包括分别设置在上剪切盒（1）与下剪切盒（2）相对移动的表面、下剪切盒（2）与直剪水平油缸（4）相对移动的表面及下剪切盒（2）与机架相接处、试样容器（24）的传力板上方的垂直位移传感器（15）、水平位移传感器（16）、固结位移传感器，还包括工业控制器、数据转换器、数据采集器；
所述直剪垂直油缸（3）、直剪水平油缸（4）、固结油缸（26）分别由垂直位移传感器（15）、水平位移传感器（16）、固结位移传感器（22）控制，所述垂直位移传感器（15）、水平位移传感器（16）、固结位移传感器（22）通过信号处理电路和放大电路与液压系统中的电动比例调节阀连接，并由测量控制系统控制。
2.根据权利要求1所述的一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，其特征在于：所述直剪仪机架还包括通过螺栓与底梁（8）固定连接的左侧梁（9）、右侧梁（10），通过螺栓与左侧梁（9）、右侧梁（10）固定的上横梁（7)，和通过地脚螺钉固定在地上的底梁（8）组成封闭式框架，所述水平油缸（4）通过螺钉固定在右侧梁（10）上，所述垂直油缸（3）通过螺钉与上横梁（7）固定。
3.根据权利要求1所述的一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，其特征在于：所述剪切盒的前后侧壁上设置有对剪切盒的移动方向进行导向的上剪切盒导向块（17）、下剪切盒导向块（18）。
4.根据权利要求1所述的一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，其特征在于：所述剪切盒的前后固定有侧向导向板（13）和侧向滚针排（21）。
5.根据权利要求1所述的一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，其特征在于：所述下剪切盒（2）内底部设置有透水板（20）。
6.根据权利要求1所述的一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，其特征在于：所述剪切盒左端设有左反力垫块（19）。
7.根据权利要求1所述的一种新型自动控制的直剪、压缩两用仪，其特征在于：所述油泵包括分别与固结油缸、直剪垂直缸、直剪水平缸连接的三个，且与直剪垂直缸和直剪水平缸连接的油泵为双联泵。
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