巖石三軸試驗機|電液伺服巖石三軸試驗機
一. 巖石三軸試驗機適用的試驗方法標準
SL264-2001《水利水電工程巖石試驗規程》
二. 巖石三軸試驗機主要特點
SL264-2001《水利水電工程巖石試驗規程》
二. 巖石三軸試驗機主要特點
巖石三軸試驗機主要由高剛度（中剛度）主機、壓力自平衡三軸壓力室、增壓器、伺服液壓源、伺服閥、空氣壓縮機組、測控系統、計算機系統等部分組成。
1. 高剛度主機
主機為四柱式預應力結構和仿MTS公司門式框架式高剛度結構，共兩種形式。根據客戶要求，配置其中一種。工作油缸放置在框架的下橫梁中部，兩側配置軌道?？蚣苌蠙M梁中部安裝球面壓板，可自動調心，使壓板與壓縮桿端部緊密接觸。上橫梁中部安裝轉動吊車，方便三軸壓力室安裝和拆卸。
2. 壓力自平衡式三軸壓力室
壓力室采用壓力自平衡技術，使軸向試驗力與圍壓互不干涉，相互獨立。采用高強度合金結構鋼制成，各壓盤及傳壓活塞桿采用軸承鋼經過熱處理及精密加工而成。壓力室放置在移動小車上，可沿軌道移動，裝卸試樣方便。
3. 增壓器
增壓器是將系統的工作油液經過壓力放大后而輸出的超高壓油源，超高壓油液供給三軸壓力室。做為側向壓力（即圍壓）。
4. 伺服液壓源
伺服液壓源由高壓柱塞泵組、溢流閥、精密濾油器、溫度傳感器、冷卻器等組成的伺服油路系統及低壓齒輪泵所組成的注油充液系統兩部分組合而成。試驗用油與伺服用工作油相互分開，互不污染，提高了使用壽命。
5. 空氣壓縮機組
空氣壓縮機組是用來排除壓力室內腔油液而設置的。
6. 微機控制電液伺服巖石三軸剪切試驗系統測控系統
測量控制系統由軸向力傳感器、（液壓傳感器或測力傳感器，根據用戶要求及主機的剛度提供設置）、圍壓傳感器、軸向變形傳感器、徑向變形傳感器、位移傳感器、全數字式測控器、伺服閥等部分組成。
6.1 設有12個測量通道，其中力2個通道；軸向及徑向變形各1個通道；位移2個通道。
6.2 測量分辨力高，在全程范圍內部變化，內外不分檔。
6.3 具有自動清零、自動標定、自動存儲功能。
6.4 具有恒試驗力、恒變形、恒位移、勻試驗力速率、勻變形速率控制功能。
6.5 具有超載、超量程、油路堵塞、超油溫、試件斷裂等保護功能。
三、微機控制電液伺服巖石三軸剪切試驗系統標準配置（無孔隙水壓系統）
1. 剛性主機 一臺（主機結構及剛度根據用戶要求）
2. 500kg轉動吊車 一臺
3. 壓力自平衡式三軸壓力室 一臺
4. 增壓器 一套
5. 水平直剪儀 一臺
6. 伺服液壓源 一臺
7. 全數字伺服控制器 一臺（三臺）
（亦可根據用戶要求配置二臺或三臺德國都利公司EDC系列測控器）
8. 空氣壓縮機組 一臺
TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機
TAW-1000型微機伺服巖石三軸試驗機是巖石力學領域研究巖石在多種環境下力學特性及剪切特性的*試驗設備。該機可以自動完成巖石的三軸壓縮試驗。
TAW-1000 型微機伺服巖石三軸試驗機的控制系統采用德國DOLI公司的EDC全數字伺服測控器。這種測控器具有多個測量通道，可以對其中任意一通道進行閉環控制，而且可以在試驗中可以對控制通道進行無沖擊轉換。該測控器的操作方便，容錯性強、測量準確、保護功能全、控制精度高。這種控制器可以單獨進行工作，也可以由計算機進行控制進行工作。
TAW-1000型微機控制巖石三軸試驗機采用了幾項我公司的技術，使得該試驗機具有了水平；其一是三軸壓力室采用了自平衡壓力室，使巖石在不加軸壓時巖石的各個方向所受的壓力是相同的，另外在加軸壓時圍壓對軸壓沒有附加力；其二是采用了巖石變形傳感器對巖石在單軸和三軸狀態下的軸向及徑向變形進行直接測量，這種測量方式精確度高，可信度高，是巖石變形測量的方法；其三是選用了DOLI公司的全數字伺服測控器作為控制核心，使得該試驗機的控制達到了水平。
二、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機系統組成
1、軸向加載系統： 包括主機、力傳感器、軸向變形傳感器、徑向變形傳感器、位移傳感器、EDC測控器、伺服液壓源。
2、側向加載系統： 包括三軸壓力室、壓力傳感器、EDC測控器、增壓器、充液油源、氣泵。
3、孔隙水壓系統： 包括加壓缸、日本松下交流調速系統、EDC測控器、
4、橫向剪切系統：包括加載框架，伺服油缸、力傳感器、位移傳感器等。橫向剪切系統與三軸壓力室共用一臺EDC控制器。
5、微機操作系統： 包括品牌微機（PⅣ/3.2G以上）、打印機。
三、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機各系統介紹
1、 軸壓加載系統：主機采用四立柱固定橫梁結構)，加載油缸固定在底座上，力傳感器安裝在上橫梁的下平面上，位移傳感器直接測量油缸活塞的位移。這種形式的主機結構使得整機的剛度大大提高，這樣在試驗中機器的受力變形非常?。ㄕ麢C剛度大于5000kN/mm），這在提高試驗機的響應速度、減小伺服油源的流量是非常關鍵的，而且在巖石試驗中也是至關重要的。
為了提高提高試驗機的響應速度、減小伺服油源的流量我們采用了較高的工作油壓（30Mpa），這樣可以減小活塞的直徑，降低單位工作周期的用油量。
變形傳感器是我公司研制和生產的可在單軸和三軸狀態直接測量巖石試樣變形的高精度巖石變形傳感器，這種傳感器裝卡方便，工作可靠，測量精度高，使用壽命長（正常使用在一萬小時以上）。
軸向控制器和圍壓、剪切控制器都選用德國DOLI公司的全數字伺服測控器（EDC），這種控制器在國內是的控制器，在國際上也是比較*的控制器，它具有目前*數字技術的全部特點，具有數字P、I、D調節，菜單式試驗設置，自動標定，自動清零，故障自診斷，多功能軟保護；還具有測量和控制精度高，分力辨強（180000碼），可靠性好（幾乎不出現故障）等特點；的功能是EDC控制器可以同時測量和顯示多個試驗參數，可以控制任一測量通道，并且可以在試驗中平滑切換控制通道，這在國內的其它控制器上是無法實現的，而且這種功能在巖石試驗中是的，因為在巖石試驗中，一般先要位移控制，在壓頭接觸試樣上后轉到試驗力控制上，在試樣屈服前或屈服后就要轉換到變形控制方式上，這樣才能做出理想的試驗全曲線，如果沒有控制方式的平滑切換功能，就只能用位移控制進行試驗，那試驗力和變形控制實現起來就非常困難，或者說是不可能的，因為一開始如果選擇試驗力控制或變形控制，在試樣接觸壓頭前是開環控制，也就是說機器是一種失控狀態，在試樣接觸壓頭時必然產生一個很大的沖擊，這個沖擊可以使試樣破壞，即使不破壞，試驗的前段曲線也是無效曲線。EDC控制器可以由計算機進行控制以實現整機的計算機控制。
軸向系統可以實現恒試驗力（單軸或三軸流變）、恒位移、恒變形（單軸或三軸松弛）、恒速率試驗力、恒速率位移、恒速率變形以及多種控制方式多種試驗速率的程序試驗。
由于我公司是DOLI公司在國內的服務維修中心，而且使用EDC控制器已經有十年的經驗，故對EDC控制器有深刻的理解和掌握，除可提供特殊的附件和配件外，還可以進行維修和升級。
2、 側向加載采用液壓加載方式，伺服油源的壓力油經過增壓器使其達到60Mpa，進入增壓器的壓力油是通過伺服閥進行控制的，從而控制了側向壓力；增壓器出來的油進入三軸壓力室內，在壓力室內的試樣就可以感受到圍壓，側向壓力傳感器安裝在增壓器出口處，直接檢測壓力室內的側向壓力。我公司生產的壓力室是自平衡壓力室，這在國內采用這種技術的還不多，自平衡壓力室消除掉了側向壓力對壓力室活塞的反作用力，這種反作用力在側向力較小時，還可以不考慮，但在幾十兆帕時反作用力就很大了，就不能忽略了，而且即使考慮了反作用力，在計算中也會帶來一定的誤差；另外自平衡壓力室在三軸試驗中，軸壓和圍壓相互之間的加（卸）載不會產生影響，這對于巖石三軸試驗是非常重要的。自平衡壓力室不管巖石試樣的直徑大小都不會對活塞產生反作用力。在三軸試驗中巖石變形傳感器要放到壓力室內，對試樣的變形進行直接測量，這種測量方式即保證了測量的可靠性又提高了裝試樣的速度。
側向壓力控制也是采用EDC控制器，該控制器的功能和特點前面已經介紹過了。通過控制器可以實現恒圍壓、恒速率加（減）壓試驗。
3、 孔隙水（水滲透）加載系統：包括水壓缸、日本伺服電機及功率放大器、加載框架、水壓傳感器、EDC控制器。
4、 橫向剪切系統：包括剪切油缸、力傳感器、剪切框架、剪切盒、測量放大器。
5、計算機系統：計算機系統除配置了目前市場上的國產品牌計算機主機和液晶顯示屏，以及惠普激光打印機外，而且系統還安裝了用C++語言編寫的系統控制軟件（見控制軟件簡介）。這使得整個試驗機系統具有了美好外觀的同時還具有了技術上的*性。
四、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機主要技術參數
1、主機剛度達5GN/m以上
2、軸向試驗力1000kN，有效測力范圍20kN-2000kN，
測力分辨率10N，測力精度±1%。
3、圍壓60Mpa，圍壓測控精度±2%，
圍壓分辨率0.1MPa。
4、、變形測控范圍:軸向0-5mm 徑向0-3mm
測量分辨率0.0001mm 測量精度±1%
變形速度控制范圍 0.01mm-----50mm/min
5、位移測控范圍: 0-100mm 測量精度<±0.5%FS
測量分辨率高于萬分之一
6、孔隙水壓力：40Mpa 有效壓力范圍4%—99%F•S
孔隙水壓力測量精度：≤±2% 蓄水量大于500ml
7、控制波形：用戶根據需要可任意設定包含有加載、保載、卸載環節的多種程序波形；加卸載和保載時間設置范圍0～30小時。
8、極限控制：當軸向變形、徑向變形、時間等參數達到極限值或預設置、試樣斷裂、油路堵塞和油溫過高時均可自動保護。
9、試樣規格： Φ75X150mm. Φ50X100mm。.
10、橫向剪切系統
剪切力： 500kN
剪切力測量范圍： 10kN——500 kN
剪切位移測量范圍： 0——100mm
剪切力精度： ≤±1%
剪切位移測量精度： ≤±0.5%
最小剪切力加載速率： 0.1kN/S
最小剪切位移移動速率： 0.001mm/S
剪切試樣尺寸： 200X200X200mm、100X100X100 mm
五、服務承諾
1、 免費培訓操作人員，免費提供升級軟件。
2、 產品保修期一年。終身維修。
六、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機價格：
基本系統（包括軸壓、圍壓系統）---77萬元
基本系統+孔隙水壓系統------- 92萬元
基本系統+孔隙水壓系統+橫向剪切系統-------110萬元
基本系統+橫向剪切系統-------95萬元
TAW-1000 型微機伺服巖石三軸試驗機的控制系統采用德國DOLI公司的EDC全數字伺服測控器。這種測控器具有多個測量通道，可以對其中任意一通道進行閉環控制，而且可以在試驗中可以對控制通道進行無沖擊轉換。該測控器的操作方便，容錯性強、測量準確、保護功能全、控制精度高。這種控制器可以單獨進行工作，也可以由計算機進行控制進行工作。
TAW-1000型微機控制巖石三軸試驗機采用了幾項我公司的技術，使得該試驗機具有了水平；其一是三軸壓力室采用了自平衡壓力室，使巖石在不加軸壓時巖石的各個方向所受的壓力是相同的，另外在加軸壓時圍壓對軸壓沒有附加力；其二是采用了巖石變形傳感器對巖石在單軸和三軸狀態下的軸向及徑向變形進行直接測量，這種測量方式精確度高，可信度高，是巖石變形測量的方法；其三是選用了DOLI公司的全數字伺服測控器作為控制核心，使得該試驗機的控制達到了水平。
二、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機系統組成
1、軸向加載系統： 包括主機、力傳感器、軸向變形傳感器、徑向變形傳感器、位移傳感器、EDC測控器、伺服液壓源。
2、側向加載系統： 包括三軸壓力室、壓力傳感器、EDC測控器、增壓器、充液油源、氣泵。
3、孔隙水壓系統： 包括加壓缸、日本松下交流調速系統、EDC測控器、
4、橫向剪切系統：包括加載框架，伺服油缸、力傳感器、位移傳感器等。橫向剪切系統與三軸壓力室共用一臺EDC控制器。
5、微機操作系統： 包括品牌微機（PⅣ/3.2G以上）、打印機。
三、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機各系統介紹
1、 軸壓加載系統：主機采用四立柱固定橫梁結構)，加載油缸固定在底座上，力傳感器安裝在上橫梁的下平面上，位移傳感器直接測量油缸活塞的位移。這種形式的主機結構使得整機的剛度大大提高，這樣在試驗中機器的受力變形非常?。ㄕ麢C剛度大于5000kN/mm），這在提高試驗機的響應速度、減小伺服油源的流量是非常關鍵的，而且在巖石試驗中也是至關重要的。
為了提高提高試驗機的響應速度、減小伺服油源的流量我們采用了較高的工作油壓（30Mpa），這樣可以減小活塞的直徑，降低單位工作周期的用油量。
變形傳感器是我公司研制和生產的可在單軸和三軸狀態直接測量巖石試樣變形的高精度巖石變形傳感器，這種傳感器裝卡方便，工作可靠，測量精度高，使用壽命長（正常使用在一萬小時以上）。
軸向控制器和圍壓、剪切控制器都選用德國DOLI公司的全數字伺服測控器（EDC），這種控制器在國內是的控制器，在國際上也是比較*的控制器，它具有目前*數字技術的全部特點，具有數字P、I、D調節，菜單式試驗設置，自動標定，自動清零，故障自診斷，多功能軟保護；還具有測量和控制精度高，分力辨強（180000碼），可靠性好（幾乎不出現故障）等特點；的功能是EDC控制器可以同時測量和顯示多個試驗參數，可以控制任一測量通道，并且可以在試驗中平滑切換控制通道，這在國內的其它控制器上是無法實現的，而且這種功能在巖石試驗中是的，因為在巖石試驗中，一般先要位移控制，在壓頭接觸試樣上后轉到試驗力控制上，在試樣屈服前或屈服后就要轉換到變形控制方式上，這樣才能做出理想的試驗全曲線，如果沒有控制方式的平滑切換功能，就只能用位移控制進行試驗，那試驗力和變形控制實現起來就非常困難，或者說是不可能的，因為一開始如果選擇試驗力控制或變形控制，在試樣接觸壓頭前是開環控制，也就是說機器是一種失控狀態，在試樣接觸壓頭時必然產生一個很大的沖擊，這個沖擊可以使試樣破壞，即使不破壞，試驗的前段曲線也是無效曲線。EDC控制器可以由計算機進行控制以實現整機的計算機控制。
軸向系統可以實現恒試驗力（單軸或三軸流變）、恒位移、恒變形（單軸或三軸松弛）、恒速率試驗力、恒速率位移、恒速率變形以及多種控制方式多種試驗速率的程序試驗。
由于我公司是DOLI公司在國內的服務維修中心，而且使用EDC控制器已經有十年的經驗，故對EDC控制器有深刻的理解和掌握，除可提供特殊的附件和配件外，還可以進行維修和升級。
2、 側向加載采用液壓加載方式，伺服油源的壓力油經過增壓器使其達到60Mpa，進入增壓器的壓力油是通過伺服閥進行控制的，從而控制了側向壓力；增壓器出來的油進入三軸壓力室內，在壓力室內的試樣就可以感受到圍壓，側向壓力傳感器安裝在增壓器出口處，直接檢測壓力室內的側向壓力。我公司生產的壓力室是自平衡壓力室，這在國內采用這種技術的還不多，自平衡壓力室消除掉了側向壓力對壓力室活塞的反作用力，這種反作用力在側向力較小時，還可以不考慮，但在幾十兆帕時反作用力就很大了，就不能忽略了，而且即使考慮了反作用力，在計算中也會帶來一定的誤差；另外自平衡壓力室在三軸試驗中，軸壓和圍壓相互之間的加（卸）載不會產生影響，這對于巖石三軸試驗是非常重要的。自平衡壓力室不管巖石試樣的直徑大小都不會對活塞產生反作用力。在三軸試驗中巖石變形傳感器要放到壓力室內，對試樣的變形進行直接測量，這種測量方式即保證了測量的可靠性又提高了裝試樣的速度。
側向壓力控制也是采用EDC控制器，該控制器的功能和特點前面已經介紹過了。通過控制器可以實現恒圍壓、恒速率加（減）壓試驗。
3、 孔隙水（水滲透）加載系統：包括水壓缸、日本伺服電機及功率放大器、加載框架、水壓傳感器、EDC控制器。
4、 橫向剪切系統：包括剪切油缸、力傳感器、剪切框架、剪切盒、測量放大器。
5、計算機系統：計算機系統除配置了目前市場上的國產品牌計算機主機和液晶顯示屏，以及惠普激光打印機外，而且系統還安裝了用C++語言編寫的系統控制軟件（見控制軟件簡介）。這使得整個試驗機系統具有了美好外觀的同時還具有了技術上的*性。
四、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機主要技術參數
1、主機剛度達5GN/m以上
2、軸向試驗力1000kN，有效測力范圍20kN-2000kN，
測力分辨率10N，測力精度±1%。
3、圍壓60Mpa，圍壓測控精度±2%，
圍壓分辨率0.1MPa。
4、、變形測控范圍:軸向0-5mm 徑向0-3mm
測量分辨率0.0001mm 測量精度±1%
變形速度控制范圍 0.01mm-----50mm/min
5、位移測控范圍: 0-100mm 測量精度<±0.5%FS
測量分辨率高于萬分之一
6、孔隙水壓力：40Mpa 有效壓力范圍4%—99%F•S
孔隙水壓力測量精度：≤±2% 蓄水量大于500ml
7、控制波形：用戶根據需要可任意設定包含有加載、保載、卸載環節的多種程序波形；加卸載和保載時間設置范圍0～30小時。
8、極限控制：當軸向變形、徑向變形、時間等參數達到極限值或預設置、試樣斷裂、油路堵塞和油溫過高時均可自動保護。
9、試樣規格： Φ75X150mm. Φ50X100mm。.
10、橫向剪切系統
剪切力： 500kN
剪切力測量范圍： 10kN——500 kN
剪切位移測量范圍： 0——100mm
剪切力精度： ≤±1%
剪切位移測量精度： ≤±0.5%
最小剪切力加載速率： 0.1kN/S
最小剪切位移移動速率： 0.001mm/S
剪切試樣尺寸： 200X200X200mm、100X100X100 mm
五、服務承諾
1、 免費培訓操作人員，免費提供升級軟件。
2、 產品保修期一年。終身維修。
六、TAW—1000微機控制電液伺服巖石三軸試驗機價格：
基本系統（包括軸壓、圍壓系統）---77萬元
基本系統+孔隙水壓系統------- 92萬元
基本系統+孔隙水壓系統+橫向剪切系統-------110萬元
基本系統+橫向剪切系統-------95萬元
如配置不同，價格不同，以上僅為參考
