[发明专利]一种煤岩样真三轴竖向动静加载试验机

权利要求书

1.一种煤岩样真三轴竖向动静加卸载试验机，包括三轴加载系统、测量控制系统、动力加载源系统，三轴加载系统、测量控制系统和动力加载源系统固定在底座上，其特征在于：所述三轴加载系统包括刚性框架（5）、水平平台（6）、卸载缸（7）、单活塞高频响伺服缸（8）、中空式双活塞杆伺服缸（9）、升降伺服机构（10）、立柱（11）、跌落杆（12）、气动催力装置（13）、底座（15），三轴加载系统分为X轴加载系统、Y轴加载系统、Z轴加载系统；刚性框架（5）包括X轴刚性框架、Y轴刚性框架、Z轴刚性框架；X轴加载系统采用从两个X轴刚性框架中分别穿过的两个单活塞高频响伺服缸（8）和与X轴刚性框架相连的立柱（11）的结构；Y轴加载系统采用从两个Y轴刚性框架中分别穿过的一个单活塞高频响伺服缸（8）和一个卸载缸（7），及与Y轴刚性框架相连的立柱（11）的结构；X、Y轴加载系统安装在水平平台（6）上，并与升降伺服机构（10）相连；Y轴加载系统的卸载缸（7）突然卸载后，跌落杆（12）在气动催力装置（13）作用下快速跌落；Z轴加载系统采用从Z轴刚性框架（5）中穿过的一个中空式双活塞杆伺服缸（9）和与底座（15）相连的立柱（11）的结构；所述气动催力装置（13）包括卸载缸（7）、杠杆装置；跌落杆（12）与杠杆装置一端连接，卸载缸（7）与杠杆装置的另一端联动，杠杆装置一端与杠杆装置的另一端移动方向相反；当需要跌落杆（12）升起时，卸载缸通过气泵管道给杠杆装置加压，通过杠杆作用将跌落杆升起；Y轴加载系统的卸载缸（7）突然卸载后，跌落杆（12）在气动催力装置（13）作用下快速跌落，跌落杆以接近自由落体方式下降，让出高速摄像所需的空间和时间；

所述测量控制系统包括负荷传感器（1）、回弹式位移传感器（2）、位移传感器（14），回弹式位移传感器（2）安装在水平平台（6）上，回弹式位移传感器（2）的测量数据反馈给升降伺服机构（10）并由升降伺服机构控制水平平台（6）升降，从而水平平台随试样几何中心变化而升降，保证加载时X、Y、Z轴加载系统中心始终交于一点。

2.根据权利要求1所述的煤岩样真三轴竖向动静加卸载试验机，其特征在于：所述的位移传感器（14）安装在Z轴刚性框架上，用于反馈控制升降伺服机构（10）并驱动水平平台（6）上下移动，使加载中心适应不同试样尺寸。

3.根据权利要求1所述的煤岩样真三轴竖向动静加卸载试验机，其特征在于：所述的负荷传感器（1）安装于高速伺服缸（3）上，用于控制动载作用时间和冲击载荷大小。

4.根据权利要求1所述的煤岩样真三轴竖向动静加卸载试验机，其特征在于：所述的动力加载源系统包括高速伺服缸（3）、活塞杆（17）、冲击杆（18），中空式双活塞杆伺服缸（9）上连接有高速伺服缸（3）；高速伺服缸（3）中的活塞杆（17）冲击安装在中空式双活塞伺服缸（9）中的冲击杆（18）。

5.根据权利要求1所述的煤岩样真三轴竖向动静加卸载试验机，其特征在于：还包括保护系统，所述的保护系统包括安装于所述底座（15）下方的减振阻尼器（16）。

6.根据权利要求4所述的煤岩样真三轴竖向动静加卸载试验机，其特征在于：所述的动力加载源系统还包括直线轴承（19），冲击杆（18）被直线轴承（19）支撑导向。

7.根据权利要求5所述的煤岩样真三轴竖向动静加卸载试验机，其特征在于：所述的保护系统还包括安装于X、Y轴刚性框架周围的挡板（4）。