[发明专利]一种土体拉压扭剪多功能的三轴蠕变试验机

摘要

本发明公开了一种土体拉压扭剪多功能的三轴蠕变试验机，整体结构可以分为主体部分、供电设备、轴向加载与测量机构、扭矩加载与测量机构、体变水位控制及测量机构、围压加载与量测机构、孔压量测机构、蠕变加载机构、轴向位移测量机构和润滑机构。扭矩分离器能够施加任意组合的轴向作用与扭矩作用；多功能杠杆部件不仅能够通过杠杆对试样施加拉力作用，也能够通过杠杆对试样施加压力作用；可拆卸对开式体变测量水套结构，在土体试样体变测量方面有了显著的改变。本发明装置结构简单、操作方便，准确率和成功率较高。

主权项

一种土体拉压扭剪多功能的三轴蠕变试验机，其特征在于：包括设备平台（2），设备平台（2）上固定有蠕变加载机构操作柜（3）；蠕变加载机构操作柜（3）的上部固定有工作台（4），工作台（4）上表面中心位置设置有压力室底座（5）；工作台（4）下表面连接有小支架（6）与大支架（7），小支架（6）和下加载柱（8）同时与可转动的蠕变加载平衡杆（9）铰接；另外，大支架（7）与蠕变加载平衡杆（9）铰接；蠕变加载平衡杆（9）另外与杠杆传力连接杆（11）铰接；杠杆传力连接杆（11）和大支架（7）的下端同时与长臂蠕变加载平衡杆（12）铰接；长臂蠕变加载平衡杆（12）的两端分别安装有压力砝码（14）及拉力砝码（15）；长臂蠕变加载平衡杆（12）的一侧下表面安装有磁性限位开关（13）；在工作台（4）上表面安装有多个中部支撑立柱（20），在中部支撑立柱（20）的顶端共同固定安装有中部平台（21）；在中部平台（21）下端面中心位置安装有绝对式角位移传感器（22），绝对式角位移传感器（22）信号输出端与角位移显示仪（23）连接；在中部平台（21）上表面安装有扭矩施力盘（24）与扭矩电动机（25），扭矩施力盘（24）与扭矩电动机（25）传动连接，扭矩电动机（25）与扭矩电动机控制器（27）信号连接；在扭矩施力盘（24）、中部平台（21）、绝对式角位移传感器（22）轴心处共同穿有传动轴（28）；在中部平台（21）上表面另外安装有多个上部支撑立柱（30）；在其中一个上部支撑立柱（30）上套装有位移测量平台（46）；所有上部支撑立柱（30）的顶端共同安装有上部平台（34）；在上部平台（34）上安装有电控箱（35），在上部平台（34）轴心位置穿有轴向电动机支架与丝杠套筒（36）， 轴向电动机支架与丝杠套筒（36）中套装有轴向传动丝杠（38）；在轴向电动机支架与丝杠套筒（36）的上端安装有轴向电动机（37），轴向电动机（37）与轴向传动丝杠（38）传动连接；沿工作台（4）与压力室底座（5）的轴心穿有一个下加载柱（8）；下加载柱（8）上端面用于放置试样（53），试样（53）周围设置有体变测量水套（54），体变测量水套（54）的内腔称为围压水体空腔（56），体变测量水套（54）的上端面开有注水孔（63），围压水体空腔（56）内安装有水位传感器（55）；体变测量水套（54）的外围设置有压力罩（57），压力罩（57）上下分别嵌入位于压力室盖（51）下部凹槽和压力室固定立柱（59）基座上部凹槽中；压力罩（57）、压力室盖（51）与压力室底座（5）之间的空间构成围压气体空腔（58）；压力室盖（51）的轴心开孔并在上端固定安装有轴心开孔的定位夹持器（60），定位夹持器（60）与压力室盖（51）内穿过有上加载柱（50），其中定位夹持器（60）侧壁带有一个螺杆（77）；压力室底座（5）内开有水位传感器连接通道（64）、孔压测量通道（65）、围压控制通道（66）及体变测量通道（67），该四个通道分别与水位控制器（16）、孔压测量仪（19）、围压气压控制器（18）、体变测量伺服缸（17）对应连通；试样（53）下端面通过孔压测量管（61）与孔压测量通道（65）连通；围压水体空腔（56）通过体变测量管（62）与体变测量通道（67）连通；水位传感器（55）与水位传感器连接通道（64）通过信号导线连接；围压气体空腔（58）通过围压控制通道（66）与围压气压控制器（18）连通，围压气压控制器（18）与气压源连通；轴向传动丝杠（38）向下依次与轴向力传感器上端接头（42）、S型轴向力传感器（40）、轴向力传感器下端连接器（43）、轴向力传感器下端接头 （47）、传力杆（44）、扭矩分离器盒（45）、扭矩分离器座（33）、盘式扭矩传感器（31）、传动轴（28）同轴连接；盘式扭矩传感器（31）基座固定在扭矩分离器座（33）上，内部转动构件与传动轴（28）固定连接；传动轴（28）与扭矩分离器座（33）通过轴承（72）连接，并且分别与轴承（72）的内圈、外圈固定连接；扭矩分离器座（33）与扭矩分离器盒（45）固定连接，在扭矩分离器座（33）上端凸缘上沿水平方向固定安装有位移测量平台（46）；传动轴（28）的下端与上联轴器（29）固定连接，上联轴器（29）向下与下联轴器（52）固定连接，下联轴器（52）与上加载柱（50）固定连接；上加载柱（50）下端与试样（53）上端粘接，试样（53）下端与下加载柱（8）顶端粘接；盘式扭矩传感器（31）与扭矩显示仪（32）连接；S型轴向力传感器（40）与轴向力显示仪（41）连接；位移测量平台（46）与位移测量仪（49）接触连接；电控箱（35）分别与磁性限位开关（13）、水位控制器（16）、体变测量伺服缸（17）、围压气压控制器（18）、孔压测量仪（19）、角位移显示仪（23）、扭矩电动机（25）、扭矩电动机控制器（27）、扭矩显示仪（32）、轴向电动机（37）、轴向力显示仪（41）和位移测量仪（49）连接。