[发明专利]一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置

说明书

一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置，包括第一电磁铁、第二电磁铁、第一电磁铁安装座、第二电磁铁安装座及约束盘；真三轴试验机框架上设有卸荷装置安装孔，第一电磁铁安装座固装在卸荷装置安装孔内，第一电磁铁固装在第一电磁铁安装座上；约束盘固装在卸荷装置安装孔孔口处，且第二电磁铁安装座位于约束盘与第一电磁铁之间；第二电磁铁固装在第二电磁铁安装座上并与第一电磁铁正对；第二电磁铁安装座可在约束盘与第一电磁铁之间进行轴向移动，且第二电磁铁安装座与第一电磁铁之间的最大间距设为卸荷间隙；第二电磁铁安装座固定套装在真三轴试验机的作动器缸体上，作动器活塞杆穿过活塞杆穿行孔与真三轴试验机的负荷测量件相固连。

技术领域

本发明属于岩石力学试验技术领域，特别是涉及一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置。

背景技术

深部围岩岩爆、大变形等地质灾害已经成为困扰岩石工程领域的世界性技术难题，而真三轴卸荷试验作为一种能够模拟开挖扰动诱发地质灾害的重要手段而被广泛应用；此外，单向快速卸荷条件下的岩石体破裂机制和流变效应，也已经成为岩石力学领域的热门课题之一，业界普遍希望岩石真三轴试验机加入快速卸荷功能。

目前，国内外具备快速卸荷功能的岩石力学试验机普遍采用油压提供卸荷动力，而采用油压提供卸荷动力的方式虽然在一定程度上能够满足快速卸荷速率要求，但油压卸荷存在资源浪费大且容易污染环境的缺点；另外，油压过大时，不但对油路管道冲击大且容易发生危险事故，而且配套的液压站也存在体积巨大的弊端，导致空间占用率高且成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置，摒弃了传统的采用油压提供卸荷动力的方式，并采用电磁力提供卸荷动力，装置整体集成在真三轴试验机的框架上，具有卸荷响应快、卸荷速率可控、结构简单、节省空间、绿色环保的特点，可满足各类卸荷试验要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置，包括第一电磁铁、第二电磁铁、第一电磁铁安装座、第二电磁铁安装座及约束盘；在真三轴试验机的框架上开设有卸荷装置安装孔；所述第一电磁铁安装座采用圆柱筒形结构，第一电磁铁安装座一侧筒口设有筒壁，第一电磁铁安装座另一侧未设筒壁，第一电磁铁安装座通过螺栓固装在卸荷装置安装孔内，且第一电磁铁安装座设有筒壁的一侧筒口朝向框架中心，第一电磁铁安装座未设筒壁的一侧筒口朝向框架外部；所述第一电磁铁采用圆环形结构，第一电磁铁通过螺栓固装在第一电磁铁安装座上，且第一电磁铁与第一电磁铁安装座同轴设置；所述约束盘采用圆环形结构，约束盘位于第一电磁铁安装座未设筒壁的一侧筒口外侧，约束盘通过螺栓固装在框架上，且约束盘与第一电磁铁安装座同轴设置；所述第二电磁铁安装座采用圆环形结构，第二电磁铁安装座位于约束盘与第一电磁铁之间，第二电磁铁安装座在约束盘与第一电磁铁之间具有轴向移动自由度，第二电磁铁安装座与第一电磁铁之间的最大间距设为卸荷间隙；所述第二电磁铁安装座与第一电磁铁同轴设置；所述第二电磁铁采用圆环形结构，第二电磁铁通过螺栓固装在第二电磁铁安装座上，第二电磁铁与第一电磁铁正对，且第二电磁铁与第二电磁铁安装座同轴设置；所述第二电磁铁安装座固定套装在真三轴试验机的作动器缸体上，在所述第一电磁铁安装座的筒口筒壁中心处开设有活塞杆穿行孔，作动器的活塞杆穿过活塞杆穿行孔与真三轴试验机的负荷测量件相固连；所述第一电磁铁安装座和第二电磁铁安装座均采用隔磁材料制造。

在所述第一电磁铁安装座的侧向筒壁内表面加装有减摩材料层，所述第二电磁铁安装座与减摩材料层之间滑动接触配合。

所述第一电磁铁的线圈及第二电磁铁的线圈均通过卸荷控制器与供电电源相连，通过卸荷控制器对第一电磁铁和第二电磁铁线圈中的电流大小和方向进行调控，进而对第一电磁铁和第二电磁铁的电磁力大小和方向进行调控。

在所述约束盘的内表面加装有缓冲层，缓冲层采用弹簧垫或橡胶垫，通过缓冲层对卸荷时第二电磁铁、第二电磁铁安装座及真三轴试验机的作动器的动能进行消除，用以降低对真三轴试验机的框架的冲击力。

本发明的有益效果：