CN110984110A - 静压震动系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及土体试验设备领域，具体涉及一种静压震动系统，其包括：液压油缸，液压油缸内形成有静压腔和动载腔，静压腔设有第一活塞杆，动载腔设有第二活塞杆，第一活塞杆用于向测试面输出静载荷，第二活塞杆的输出端与第一活塞杆的输出端叠加，第二活塞杆用于向测试面输出震动冲击力；第一供油装置，第一供油装置用于向静压腔提供稳定油压；第二供油装置，第二供油装置用于向动载腔按照设定频率供油。该具有双作用的液压油缸的静压震动系统，能同时向测试面施加静载荷和震动冲击力，使得测试面可以在静压条件下受到高频震动冲击力，以测试土体在动静载荷作用下的实际承载能力，为土体高频震动试验提供解决方案。

Description

静压震动系统

技术领域

本申请涉及土体试验设备领域，具体而言，涉及一种静压震动系统。

背景技术

车辆道路上行驶时不仅会使路基受压，由于机械本身的振动，或行驶颠簸，还会使路基受到震动，例如在高铁沿轨道行驶时，轨道下方的路基会受到轨道传来的压力和震动。现有的路基承载力试验一般是静载试验，静载试验一般是在路基上架设钢梁，在钢梁上方堆载试块以加载，出于安全性考虑，试块和钢梁都需要保证稳定，无法同时提供静载荷和震动冲击力。

发明内容

本申请旨在提供一种静压震动系统，以在静载荷作用下进行土体震动试验。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种静压震动系统，包括：

液压油缸，所述液压油缸内形成有静压腔和动载腔，所述静压腔设有第一活塞杆，所述动载腔设有第二活塞杆，所述第一活塞杆用于向测试面输出静载荷，所述第二活塞杆的输出端与所述第一活塞杆的输出端叠加，所述第二活塞杆用于向测试面输出震动冲击力；

第一供油装置，所述第一供油装置用于向所述静压腔提供稳定油压；

第二供油装置，所述第二供油装置用于向所述动载腔按照设定频率供油。

本申请设置一种双作用的液压油缸，第一供油装置向静压腔输出稳定油压，以驱动第一活塞杆压向测试面，从而使测试面受到稳定的静载荷，第二供油装置向动载腔安装设定频率供油，液压油进出动载腔内产生震动，通过设置在动载腔内的第二活塞杆向测试面传递震动冲击力，从而实现同时向测试面施加静载荷和震动冲击力，静载荷和震动冲击力在测试面上叠加，使得测试面可以在静压条件下受到高频震动，实现在静载荷作用下进行土体震动试验，以测试土体在动静载荷作用下的实际承载能力。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述静压腔环绕所述动载腔，所述第一活塞杆呈与环形的所述静压腔适配的一端开口的筒状，所述第二活塞杆的输出端连接于所述第一活塞杆的内部端面。

通过将所述静压腔环绕所述动载腔设置，通过第二活塞杆提供给测试面的震动冲击力从第一活塞杆的中部位置发出，从而尽可能使震动的主要作用范围在静压范围之内，保证测试面在静荷载作用下受到叠加的震动冲击力。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述液压油缸包括第一端板、同轴安装于所述第一端板的外筒和内筒，所述第一端板和所述内筒的内壁形成所述动载腔，所述第一端板、所述内筒的外壁和所述外筒的内壁形成所述静压腔；所述第一端板设有连接所述第二供油装置和动载腔的动载供油管。

通过设置第一端板、同轴安装在第一端板上的外筒和内筒，形成双层双作用的液压油缸，保证测试面在静荷载作用下受到叠加的震动冲击力。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述内筒的外壁形成有沿径向延伸的凸缘，所述凸缘延伸至所述外筒的内壁且与所述第一端板贴合；所述静压腔的进出油口贯穿所述外筒且位于所述凸缘和所述第一活塞杆之间。

通过在内筒的外壁上形成贴合第一端板的凸缘，该凸缘延伸至外筒的内壁，使得内筒与第一端板的贴合面积增加，提高密封性能，保证内筒与外筒相互独立。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第一供油装置包括用于向所述静压腔供油的第一供油泵，所述第一供油泵与所述静压腔的连接通路上设有比例阀。

通过设置具有比例阀的第一供油泵，以便于向静压腔提供不同大小的油压，从而方便调节通过第一活塞杆输出的静载荷的大小。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第二供油装置包括用于向所述动载腔供油的第二供油泵，所述第二供油泵与所述动载腔的连接通路上设有震动阀，所述震动阀用于按照设定频率控制供油。

通过设置第二供油泵和震动阀，以便于通过第二活塞杆提供大小不同、频率不同的震动冲击力。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述震动阀包括阀体、阀套和阀芯，所述阀套设置于所述阀体内，所述阀芯可转动地设置于所述阀套内；所述阀体上形成有进油孔、回油孔和供油孔，所述供油孔连通所述动载腔的动载供油管，所述进油孔和所述回油孔用于分别连通所述第二供油泵；所述阀套上沿轴向依次设有回油口、第一调节口、供油口、第二调节口，所述回油口与所述回油孔连通，所述第一调节口和所述供油口分别与所述供油孔连通，所述第二调节口与所述进油孔连通；所述阀芯上形成有第一台肩和第二台肩，所述第一台肩与所述第一调节口对应，所述第二台肩与所述第二调节口对应，所述第一台肩的周向上形成有第一连接槽，所述第二台肩的周向上形成有第二连接槽，所述第一连接槽和所述第二连接槽在所述阀芯径向截面上的投影相互错开；

所述阀芯具有供油状态和回油状态，当阀芯处于供油状态时，所述第一连接槽与所述第一调节口错开以封闭所述第一调节口，所述第二连接槽与所述第二调节口相对以使所述第二调节口与所述供油口连通；当阀芯处于回油状态时，所述第一连接槽与所述第一调节口相对以使所述第一调节口与所述回油口连通，所述第二连接槽与所述第二调节口错开以封闭所述第二调节口。

阀芯转动以切换供油状态和回油状态，调节阀芯的转动频率可调节供油回油的频率，方便调节震动冲击力的输出频率，且能够快速转动阀芯实现高频输出震动冲击力。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述阀体内形成有分别环绕所述阀套的第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽，所述第一环形槽与所述回油孔连通，所述第二环形槽与所述供油孔连通，所述第三环形槽与所述进油孔连通；

所述阀套包括多个回油口、多个第一调节口、多个供油口和多个第二调节口，所述多个回油口、所述多个第一调节口、所述多个供油口和所述多个第二调节口分别绕所述阀套的周向布置；所述多个回油口位于所述第一环形槽的环绕范围内，所述多个第一调节口和所述多个供油口位于所述第二环形槽的环绕范围内，所述多个第二调节口位于所述第三环形槽的环绕范围内；

所述第一连接槽包括绕所述第一台肩布置的多个，所述第二连接槽包括绕所述第二台肩布置的多个。

通过将多个回油口设置在第一环形槽的环绕范围内，将多个第一调节口、多个供油口设置在第二环形槽的环绕范围内，将多个第二调节口设置在第三环形槽的环绕范围内，并对应设置多个第一连接槽、多个第二连接槽，使得阀芯每转动一圈实现多次供油回油，提高震动冲击力的输出频率。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述阀芯的两端分别贯穿所述阀体并与所述阀体形成动态密封，所述阀芯的一端连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述阀芯转动以在供油状态和回油状态之间切换，所述阀芯的另一端连接有芯轴调节装置，所述芯轴调节装置用于驱动所述阀芯沿其自身轴线移动以使所述第一调节口在所述第一台肩上滑动、所述第二调节口在所述第二台肩上滑动，从而调节所述第一调节口与所述第一连接槽的重合面积、所述第二调节口与所述第二连接槽的重合面积。

第一调节口与第一连接槽的重合面积为回油口径，第二调节口与第二连接槽的重合面积为供油口径，通过将阀芯设置为可沿轴向移动的结构，以便于调节供油口径和回油口径，从而调节向动载腔单次供油的大小，调节输出的震动冲击力的大小。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第一驱动装置的输出端与所述阀芯的一端通过联轴器连接，所述联轴器包括可沿轴向相对滑动的第一连接部和第二连接部。

可沿轴向相对滑动的第一连接部和第二连接部使得联轴器在轴向上能够伸缩，将第一驱动装置和阀芯通过该联轴器连接，使得在第一驱动装置固定不动的情况下实现阀芯沿轴向移动，阀芯移动更省力方便，移动产生的能耗更低。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述芯轴调节装置包括第二驱动装置、偏心轮、第一限位环和第二限位环，所述偏心轮连接于所述第二驱动装置的输出端，所述第一限位环和所述第二限位环形成在所述阀芯上，所述偏心轮位于所述第一限位环和所述第二限位环之间，所述偏心轮与所述第一限位环、所述第二限位环配合以使所述阀芯沿其自身轴线移动。

通过设置在第二驱动装置输出端的偏心轮与设置在阀芯上的第一限位环、第二限位环配合，第二驱动装置工作时，通过偏心轮推动第一限位环或第二限位环以驱动阀芯移动，结构简单有效，精度高，没有多余的连接结构，方便安装，不容易失效。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述芯轴调节装置包括位移测量计，所述阀芯与所述位移测量计连接。

通过设置位移测量计连接阀芯，以便于测量和获取阀芯沿轴向移动的距离，从而获得对应的震动冲击力的振幅大小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的液压油缸的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的液压油缸的俯视示意图；

图3为图2的A－A剖面图；

图4为图3中B部分放大图；

图5为本申请实施例提供的阀套的立体结构示意图；

图6为本申请实施例提供的阀芯的立体结构示意图；

图7为图3中C部分示出的阀体处于全开位置时的放大图；

图8为图3中C部分示出的阀体处于关闭位置时的放大图；

图9为图3中C部分示出的阀体处于半开位置时的放大图；

图10为在震动阀供油状态下，图2中阀套和阀芯的D－D剖面图；

图11为在震动阀供油状态下，图2中阀套和阀芯的E－E剖面图；

图12为在震动阀回油状态下，图2中阀套和阀芯的D－D剖面图；

图13为在震动阀回油状态下，图2中阀套和阀芯的E－E剖面图。

图标：10－加载梁；20－试样；30－震动阀；40－液压油缸；100－阀体；110－第一环形槽；111－回油孔；120－第二环形槽；121－供油孔；130－第三环形槽；131－进油孔；140－动载供油管；200－阀套；210－回油口；220－第一调节口；230－供油口；240－第二调节口；300－阀芯；310－第一台肩；311－第一连接槽；320－第二台肩；321－第二连接槽；330－密封槽；340－第一驱动装置；341－联轴器；400－芯轴调节装置；410－第二驱动装置；411－偏心轮；420－从动轮；421－第一限位环；422－第二限位环；430－位移测量计；510－第一端板；520－外筒；530－内筒；540－第一活塞杆；550－第二活塞杆；560－第二端板；570－静压腔；580－动载腔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

车辆道路上行驶时不仅会使路基受压，由于机械本身的振动，或行驶颠簸，还会使路基受到震动，例如在高铁沿轨道行驶时，轨道下方的路基会受到轨道传来的压力和震动。本申请实施例提供一种静压震动系统，用于向路基试样20同时提供静载荷和震动冲击力，以在一定静载压力下对试样20进行高频震动试验。

静压震动系统包括液压油缸40，及用于向液压油缸40供油的第一供油装置和第二供油装置。

如图3所示，液压油缸40安装在加载梁10上，且输出端朝向底部的试样20的测试面，第一供油装置(图中未示出)和第二供油装置(图中未示出)分别与液压油缸40连接。

液压油缸40，液压油缸40内形成有静压腔570和动载腔580，两个腔室相互独立，静压腔570内设置第一活塞杆540，动载腔580内设置第二活塞杆550，第一活塞杆540用于向测试面输出静载荷，第二活塞杆550用于向测试面输出震动冲击力，第二活塞杆550的输出端与第一活塞杆540的输出端叠加。

本申请中所说的第二活塞杆550的输出端与第一活塞杆540的输出端叠加，是指第二活塞杆550的输出端作用在第一活塞杆540的输出端。

第二活塞杆550的输出端与第一活塞杆540的输出端可以是分离的，第一供油装置向静压腔570供油驱动第一活塞杆540伸出，第二供油装置驱动第二活塞杆550往复运动，第二活塞杆550的输出端作用于第一活塞杆540的输出端以提供震动冲击力。

第二活塞杆550的输出端与第一活塞杆540的输出端也可以是相互连接的，第一供油装置向静压腔570供油驱动第一活塞杆540和第二活塞杆550伸出，在整个过程中，第一活塞杆540和第二活塞杆550始终保持朝向测试面伸出的状态，第二供油装置以设定频率向动载腔580供油，以使动载腔580内的压力规律性地增大减小，并通过第二活塞杆550的输出端将该力叠加至第一活塞杆540的输出端，从而向测试面提供叠加的震动冲击力。

第一供油装置包括第一供油泵(图中未示出)，第一供油泵连接液压油缸40的静压腔570，第一供油泵用于向静压腔570提供稳定油压，在第一供油泵与静压腔570的连接通路上设置比例阀，以便于调节静压腔570的供油大小，从而调节静载荷的大小。

第二供油装置包括第二油泵(图中未示出)，第二供油泵连接液压油缸40的动载腔580，第二供油泵用于向动载腔580按照设定频率供油，在第二供油泵与动载腔580的连接通路上设置震动阀30，震动阀30用于控制动载腔580的供油大小和供油频率，以便调节震动冲击力的输出频率和力值大小。如图1和图3所示，震动阀30被固定安装在加载梁10上方。

通过设置同时具有静压腔570和动载腔580的液压油缸40，两个腔室独立供油，第一供油装置向静压腔570输出稳定油压，以驱动第一活塞杆540和第二活塞杆550伸出并压向测试面，从而使测试面受到稳定的静载荷，第二供油装置向动载腔580安装设定频率供油，液压油进出动载腔580内产生震动，通过设置在动载腔580内的第二活塞杆550向测试面传递震动冲击力，从而实现同时向测试面施加静载荷和震动冲击力，使得测试面可以在静压条件下受到高频震动，以测试土体在动静载荷作用下的实际承载能力。

本实施例中，采用第二活塞杆550的输出端与第一活塞杆540的输出端相互连接的方式，第一活塞杆540和第二活塞杆550始终保持朝向测试面伸出的状态，通过动载腔580内的高频油压提供震动冲击力，相对于第二活塞杆550往复移动以将震动冲击力叠加至第一活塞杆540的输出端的情况，本实施例提供的静压震动系统其安装在加载梁10上的部分及其与加载梁10构成的整体所受到的机械振动更小，试验安全性高。

液压油缸40的结构如图4所示，包括第一端板510、内筒530、外筒520和动载供油管140，内筒530中设置第二活塞杆550，外筒520中设置第一活塞杆540。

内筒530、外筒520同轴安装于第一端板510，第一端板510和内筒530的内壁形成前述的动载腔580，第一端板510、内筒530的外壁和外筒520的内壁形成前述的静压腔570。

动载腔580位于中部，静压腔570呈环绕动载腔580的环形。

第一活塞杆540包括中空柱状体和第二端板560，中空柱状体和第二端板560形成与环形的静压腔570适配的筒状，第二活塞杆550的输出端连接于第一活塞杆540的内部端面，也即第二活塞杆550的输出端连接于第二端板560的中心位置。

为进一步保证动载腔580和静压腔570相对独立，如图4所示，外筒520、内筒530分别通过螺钉紧固在第一端板510上，内筒530的外壁形成有沿径向延伸的凸缘，凸缘与第一端板510贴合，且凸缘延伸至外筒520的内壁并抵紧。

可选地，在凸缘上套设O型密封圈以进一步隔离密封。

静压腔570用于连接第一供油泵的进出油口设置在外筒520上，静压腔570的进出油口贯穿外筒520且位于凸缘和第一活塞杆540之间。动载腔580用于连接第二供油泵的动载供油管140贯穿第一端板510以连接动载腔580和第二供油装置。

如图3和图4所示，加载梁10上固定的震动阀30，其阀体100上设置有供油孔121，供油孔121与动载供油管140相连。

震动阀30的结构参照图1、图2和图3所示，包括阀体100、阀套200和阀芯300，其中阀套200嵌设在阀体100内，阀芯300可转动地设置在阀套200内，且阀芯300的两端分别贯穿阀体100并与阀体100形成动态密封，使得阀芯300能够在阀套200内绕其自身轴线转动，还能够相对于阀套200沿其自身轴线移动，且阀芯300在转动或移动时，不会从阀芯300与阀体100的连接位置处漏油。

震动阀30还包括第一驱动装置340和芯轴调节装置400。其中第一驱动装置340用于驱动芯轴绕其自身轴线转动，芯轴调节装置400用于驱动芯轴沿其自身轴线移动。

如图3和图7所示，阀体100上形成有回油孔111、供油孔121和进油孔131，阀体100的内部形成有第一环形槽110、第二环形槽120和第三环形槽130。回油孔111连通第一环形槽110和第二供油泵；供油孔121连通第二环形槽120和动载腔580的动载供油管140；进油孔131连通第三环形槽130和第二供油泵。

阀套200嵌设在阀体100内，阀套200的结构如图5和图7所示，阀套200上沿轴向依次设有回油口210、第一调节口220、供油口230、第二调节口240，回油口210、第一调节口220、供油口230、第二调节口240的数量均为多个，多个回油口210、多个第一调节口220、多个供油口230和多个第二调节口240分别绕阀套200的周向布置。其中第一调节口220和第二调节口240的数量一致。

多个回油口210对应设置于第一环形槽110的环绕范围内，多个第一调节口220和多个供油口230位于第二环形槽120的环绕范围内，多个第二调节口240位于第三环形槽130的环绕范围内。

由上可知，阀套200的回油口210通过第一环形槽110与阀体100的回油孔111连通，阀套200的第一调节口220和供油口230通过第二环形槽120分别与阀体100的供油孔121连通，阀套200的第二调节口通过第三环形槽130与阀体100的进油孔131连通。

阀芯300上形成有第一台肩310和第二台肩320，第一台肩310与第一调节口220对应，第二台肩320与第二调节口240对应。

如图7所示，第一台肩310、第二台肩320的外周面分别与阀套200的内壁贴合，且贴合部位光滑，以容许阀芯300在阀套200内转动，第一台肩310对应设置在第一调节口220位置处，能够封闭第一调节口220，第二台肩320对应设置在第二调节口240位置处，能够封闭第二调节口240。

第一台肩310和第二台肩320在阀套200中分隔出相对独立的回油腔和进油腔，其中第一台肩310的左侧为回油腔，第一台肩310和第二台肩320之间为进油腔。阀套200上设置的回油口210连通回油腔和第一环形槽110，阀套200上设置的供油口230连通进油腔和第二环形槽120。

在第一台肩310的周向上形成有多个第一连接槽311，在第二台肩320的周向上形成有多个第二连接槽321，第一连接槽311和第二连接槽321在阀芯300径向截面上的投影相互错开。

如图6所示，第一台肩310左端形成第一连接槽311，右端形成密封槽330，第一连接槽311延伸至第一台肩310的左端端面并形成开口，以便连通回油腔，密封槽330为设置在第一台肩310右端的多个环形槽，用于防止回油腔与进油腔连通。

如图6所示，第二台肩320的结构与第一台肩310相同，第二台肩320左端形成第二连接槽321，第二连接槽321延伸至第二台肩320的左端端面并形成开口，以便连通进油腔，第二台肩320的右端形成密封槽330，密封槽330为第二台肩320的右端的多个环形槽，用于防止进油腔渗漏。

阀芯300具有供油状态和回油状态，或者说阀芯300通过转动以使震动阀30处于供油状态或回油状态。

当阀芯300处于供油状态时，如图10所示，第一连接槽311与第一调节口220错开以封闭第一调节口220；如图11所示，第二连接槽321与第二调节口240相对以使第二调节口240与供油口230连通。

当阀芯300处于回油状态时，如图12所示，第一连接槽311与第一调节口220相对以使第一调节口220与回油口210连通；如图13所示，第二连接槽321与第二调节口240错开以封闭第二调节口240。

也就是说，震动阀30包括进油通路和回油通路，进油通路连通时，第二供油泵向动载腔580供油，回油通路连通时，动载腔580向第二供油泵回油。

其中，沿进油方向，进油路径为第二供油泵、进油孔131、第三环形槽130、第二调节口240、第二连接槽321、进油腔、供油口230、第二环形槽120、供油孔121、动载供油管140、动载腔580。

其中，沿回油方向，回油路径为动载腔580、动载供油管140、供油孔121、第二环形槽120、第一调节口220、第一连接槽311、回油腔、回油口210、第一环形槽110、回油孔111、第二供油泵。

由于第一连接槽311和第二连接槽321错开设置，在阀芯300转动时，第一连接槽311与第一调节口220对准时，第二连接槽321与第二调节口240必然错开，而当第二连接槽321与第二调节口240对准时，第一连接槽311与第一调节口220必然错开。从而第一驱动装置340驱动阀芯300转动时，可以使得进油路径和回油路径交替连通，以实现高速切换供油状态和回油状态，从而能够向动载腔580内高频供油，以产生高频震动冲击力。

第二供油泵每次向动载腔580内泵入的供油量越大，产生的振幅越大；第二供油泵每次向动载腔580内泵入的供油量越小，产生的振幅越小。

前述的芯轴调节装置400用于驱动阀芯300沿其自身轴线移动，以调节第二供油泵泵入动载腔580的供油量。

阀芯300沿其自身轴线移动时，第一调节口220在第一台肩310上滑动、第二调节口240在第二台肩320上滑动。

阀芯300能够向右移动以使震动阀30处于供油量最大的全开状态，阀芯300能够向左移动以使震动阀30处于关闭状态，阀芯300的移动范围在全开状态和关闭状态之间时，可调节供油量的大小。

图7中所示的震动阀30的状态为供油量最大的全开状态，第一调节口220能够全部对准第一连接槽311，此时第一调节口220与第一连接槽311具有最大重合面积，从而具有最大回油口210径，同样的第二调节口240能够全部对准第二连接槽321，此时第二调节口240与第二连接槽321具有重合面积最大，从而具有最大进油口径。

在图8所示的震动阀30的状态为关闭状态，此时无论阀芯300如何转动，第一台肩310始终封闭第一调节口220，第二台肩320始终封闭第二调节口240，不能向动载腔580供油。

图9示出了介于全开状态和关闭状态之间的半开状态，此时第一调节口220的一部分对准第一连接槽311、另一部分被第一台肩310封闭，同样的，此时第二调节口240的一部分对准第二连接槽321、另二部分被第二台肩320封闭。

因此芯轴调节装置400通过驱动阀芯300沿其自身轴线移动，使得进油口径和回油口210径改变，以调节第二供油泵泵入动载腔580的供油量。

请参照图2，芯轴调节装置400包括第二驱动装置410、偏心轮411、从动轮420。

第二驱动装置410包括伺服电机和减速机，偏心轮411连接在减速机的输出端。从动轮420通过轴承连接于阀芯300上，从动轮420的两端分别凸起形成第一限位环421和第二限位环422。

因此第一限位环421、第二限位环422与阀芯300同轴，偏心轮411的转动轴线与阀芯300的轴线垂直。偏心轮411位于第一限位环421和第二限位环422之间，当偏心轮411转动至接触第一限位环421时，偏心轮411能够向右推动第一限位环421以使阀芯300朝右移动，当偏心轮411转动至接触第二限位环422时，偏心轮411能够向左推动第二限位环422以使阀芯300朝左移动。芯轴调节装置400使震动阀30在全开状态和关闭状态之间调节，以调节震动冲击力的力值大小。

芯轴调节装置400还包括位移测量计430，该位移测量计430设置在阀芯300远离第一驱动装置340的一端，以用于测量阀芯300沿轴向移动的距离，以便于获得或观测相应的震动冲击力的力值大小。

本实施例中，第一驱动装置340为伺服电机。如图2所示，伺服电机的输出端与阀芯300通过联轴器341连接。联轴器341包括可沿轴向相对滑动的第一连接部和第二连接部，其中第一连接部连接伺服电机的输出端，第二连接部连接阀芯300。第一连接部上设有第一法兰盘，第一法兰盘与第一连接部通过键连接，以使第一法兰盘能够沿轴向在第一连接部上移动，但不能相对于第一连接部转动；第二连接部上设有第二法兰盘，第二法兰盘与第二连接部通过键连接，以使第二法兰盘能够沿轴向在第二连接部上移动，但不能相对于第二连接部转动；第一法兰盘和第二法兰盘固定连接。

本申请实施例提供的静压震动系统，能同时向测试面施加静载荷和震动冲击力，使得测试面可以在静压条件下受到高频震动冲击力，实现测试土体在动静载荷作用下的实际承载能力。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种静压震动系统，其特征在于，包括：

液压油缸，所述液压油缸内形成有静压腔和动载腔，所述静压腔设有第一活塞杆，所述动载腔设有第二活塞杆，所述第一活塞杆用于向测试面输出静载荷，所述第二活塞杆的输出端与所述第一活塞杆的输出端叠加，所述第二活塞杆用于向测试面输出震动冲击力；

第一供油装置，所述第一供油装置用于向所述静压腔提供稳定油压；

第二供油装置，所述第二供油装置用于向所述动载腔按照设定频率供油。

2.根据权利要求1所述的静压震动系统，其特征在于，所述静压腔环绕所述动载腔，所述第一活塞杆呈与环形的所述静压腔适配的一端开口的筒状，所述第二活塞杆的输出端连接于所述第一活塞杆的内部端面。

3.根据权利要求2所述的静压震动系统，其特征在于，所述液压油缸包括第一端板、同轴安装于所述第一端板的外筒和内筒，所述第一端板和所述内筒的内壁形成所述动载腔，所述第一端板、所述内筒的外壁和所述外筒的内壁形成所述静压腔；所述第一端板设有连接所述第二供油装置和动载腔的动载供油管。

4.根据权利要求3所述的静压震动系统，其特征在于，所述内筒的外壁形成有沿径向延伸的凸缘，所述凸缘延伸至所述外筒的内壁且与所述第一端板贴合；所述静压腔的进出油口贯穿所述外筒且位于所述凸缘和所述第一活塞杆之间。

5.根据权利要求1所述的静压震动系统，其特征在于，所述第一供油装置包括用于向所述静压腔供油的第一供油泵，所述第一供油泵与所述静压腔的连接通路上设有比例阀。

6.根据权利要求1所述的静压震动系统，其特征在于，所述第二供油装置包括用于向所述动载腔供油的第二供油泵，所述第二供油泵与所述动载腔的连接通路上设有震动阀，所述震动阀用于按照设定频率控制供油。

7.根据权利要求6所述的静压震动系统，其特征在于，所述震动阀包括阀体、阀套和阀芯，所述阀套设置于所述阀体内，所述阀芯可转动地设置于所述阀套内；所述阀体上形成有进油孔、回油孔和供油孔，所述供油孔连通所述动载腔的动载供油管，所述进油孔和所述回油孔用于分别连通所述第二供油泵；所述阀套上沿轴向依次设有回油口、第一调节口、供油口、第二调节口，所述回油口与所述回油孔连通，所述第一调节口和所述供油口分别与所述供油孔连通，所述第二调节口与所述进油孔连通；所述阀芯上形成有第一台肩和第二台肩，所述第一台肩与所述第一调节口对应，所述第二台肩与所述第二调节口对应，所述第一台肩的周向上形成有第一连接槽，所述第二台肩的周向上形成有第二连接槽，所述第一连接槽和所述第二连接槽在所述阀芯径向截面上的投影相互错开；

所述阀芯具有供油状态和回油状态，当阀芯处于供油状态时，所述第一连接槽与所述第一调节口错开以封闭所述第一调节口，所述第二连接槽与所述第二调节口相对以使所述第二调节口与所述供油口连通；当阀芯处于回油状态时，所述第一连接槽与所述第一调节口相对以使所述第一调节口与所述回油口连通，所述第二连接槽与所述第二调节口错开以封闭所述第二调节口。

8.根据权利要求7所述的静压震动系统，其特征在于，所述阀体内形成有分别环绕所述阀套的第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽，所述第一环形槽与所述回油孔连通，所述第二环形槽与所述供油孔连通，所述第三环形槽与所述进油孔连通；

所述阀套包括多个回油口、多个第一调节口、多个供油口和多个第二调节口，所述多个回油口、所述多个第一调节口、所述多个供油口和所述多个第二调节口分别绕所述阀套的周向布置；所述多个回油口位于所述第一环形槽的环绕范围内，所述多个第一调节口和所述多个供油口位于所述第二环形槽的环绕范围内，所述多个第二调节口位于所述第三环形槽的环绕范围内；

所述第一连接槽包括绕所述第一台肩布置的多个，所述第二连接槽包括绕所述第二台肩布置的多个。

9.根据权利要求7所述的静压震动系统，其特征在于，所述阀芯的两端分别贯穿所述阀体并与所述阀体形成动态密封，所述阀芯的一端连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述阀芯转动以在供油状态和回油状态之间切换，所述阀芯的另一端连接有芯轴调节装置，所述芯轴调节装置用于驱动所述阀芯沿其自身轴线移动以使所述第一调节口在所述第一台肩上滑动、所述第二调节口在所述第二台肩上滑动，从而调节所述第一调节口与所述第一连接槽的重合面积、所述第二调节口与所述第二连接槽的重合面积。

10.根据权利要求9所述的静压震动系统，其特征在于，所述第一驱动装置的输出端与所述阀芯的一端通过联轴器连接，所述联轴器包括可沿轴向相对滑动的第一连接部和第二连接部。

11.根据权利要求9所述的静压震动系统，其特征在于，所述芯轴调节装置包括第二驱动装置、偏心轮、第一限位环和第二限位环，所述偏心轮连接于所述第二驱动装置的输出端，所述第一限位环和所述第二限位环形成在所述阀芯上，所述偏心轮位于所述第一限位环和所述第二限位环之间，所述偏心轮与所述第一限位环、所述第二限位环配合以使所述阀芯沿其自身轴线移动。

12.根据权利要求9所述的静压震动系统，其特征在于，所述芯轴调节装置包括位移测量计，所述阀芯与所述位移测量计连接。

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