Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Прилад тривісного стиснення, що містить розташовану всередині розбірного корпусу робочу камеру для зразка, виконану у вигляді куба зі стінками-штампами, які виконані жорсткими взаємно рухомими та підпружиненими відносно розбірного корпусу і зв'язаними за допомогою рухомих упорів зі штоками трьох гідроциліндрів, які розташовані на корпусі взаємно перпендикулярно і з'єднані з трьома незалежними гідросистемами, кожна з яких містить насосну установку та відгалуження статичного та динамічного навантаження, причому в відгалуженні статичного навантаження встановлений гідроакумулятор, а відгалуження динамічного навантаження містить електрогідравлічний підсилювач, який має можливість забезпечувати на виході з нього тиск, пропорційний вхідному сигналу на  узгоджувальному електронному блоці керування динамічним навантаженням, який має електричний зв'язок з електромеханічним перетворювачем електрогідравлічного підсилювача, а також вимірювальні прилади, виконані у вигляді манометрів та датчиків тиску і переміщення, електрично з'єднаних з узгоджувальним електронним блоком керування динамічним навантаженням, які є датчиками зворотного зв'язку відповідно за тиском в робочих порожнинах гідроциліндра та переміщенням його штока, який відрізняється тим, що кожний гідроциліндр виконаний подвійним з утворенням гідроциліндрів статичного та динамічного навантаження, робочі порожнини яких сполучені відповідно з відгалуженнями статичного та динамічного навантаження окремо, крім того, відгалуження статичного навантаження містить дроселювальний гідророзподільник з узгоджувальним електронним блоком керування статичним навантаженням, середня позиція дроселювального гідророзподільника виконана за схемою "закритий центр та закритий злив", який має можливість забезпечувати на виході з нього тиск, пропорційний вхідному сигналу на узгоджувальному електронному блоці керування статичним навантаженням, як гідроакумулятор використаний пневмогідроакумулятор, який з'єднаний з напірною гідролінією статичного навантаження, яка сполучена з виходом дроселювального гідророзподільника через двопозиційний чотирилінійний гідророзподільник з електромагнітним керуванням, за допомогою якого пневмогідроакумулятор має можливість почергового сполучення з підпоршневою робочою порожниною гідроциліндра статичного навантаження або із зливом, крім того через дроселювальний гідророзподільник підпоршнева та штокова робочі порожнини гідроциліндра статичного навантаження мають можливість почергового з'єднання з напірною або зливною гідролініями відгалуження статичного навантаження, відгалуження статичного навантаження трьох незалежних гідросистем підключені до насосної установки статичного навантаження, відгалуження динамічного навантаження містить редукційний клапан, який встановлений в напірній гідролінії насосної установки, та коректувальні пристрої, виконані у вигляді електричних пропорційно-інтегрально-диференціювальних регуляторів, електрогідравлічний підсилювач підключений до напірної лінії редукційного клапана, електрогідравлічний підсилювач виконаний у вигляді однопотокового двокаскадного дроселювального гідророзподільника, керувальний каскад якого містить з'єднаний з електромеханічним перетворювачем корпус, в якому за допомогою нарізного з'єднання з можливістю повздовжнього регулювання розташовано сідло із пружно підтиснутим до нього дросельним елементом, виконаним у вигляді голки, підпружиненої з однієї сторони відносно торцевої проточки в сідлі, а з іншої - відносно пружинного сідла, з'єднаного з підпружиненим осердям електромеханічного перетворювача, причому голка розміщена в корпусі таким чином, що має можливість осьового та радіального переміщення, крім того, керувальний каскад електрогідравлічного підсилювача має зворотний зв'язок за положенням осердя електромеханічного перетворювача, основний каскад електрогідравлічного підсилювача містить корпус, у внутрішній порожнині якого розташований плунжер із щілинним ущільненням, плунжер підтиснутий відносно одного торця внутрішньої порожнини корпусу за допомогою регульованої пружини до протилежного торця внутрішньої порожнини корпусу з утворенням двох протилежних торцевих порожнин, торцева порожнина, яка містить регульовану пружину, з'єднана з напірною гідролінією основного каскаду електрогідравлічного підсилювача, яка сполучена, в свою чергу, з підпоршневою робочою порожниною гідроциліндра динамічного навантаження, друга торцева порожнина, яка є керувальною, сполучена з напірною гідролінією редукційного клапана через регульований дросель, регульована пружина має можливість діяти на торець плунжера через центральний шарнірний контакт за допомогою пружинного сідла, на поверхні плунжера виконана центральна кільцева проточка з утворенням робочої кромки з виконаними на ній профільованими дросельними канавками, через які центральна кільцева проточка, яка сполучена з напірною гідролінією основного каскаду електрогідравлічного підсилювача, має можливість з'єднання з кільцевою розточкою в корпусі основного каскаду електрогідравлічного підсилювача, яка сполучена з напірною гідролінією редукційного клапана, яка, в свою чергу, через регульований дросель з'єднана з внутрішньою порожниною сідла через його поперечні отвори та розточку в корпусі керувального каскаду електрогідравлічного підсилювача, крім того, порожнина, яка утворена в корпусі керувального каскаду електрогідравлічного підсилювача між сідлом та осердям електромеханічного перетворювача, сполучена із зливом, крім того, стінки-штампи обладнані розташованими в їх тілах датчиками напружень, які є датчиками зворотного зв'язку за напруженнями в зразку, та електрично зв'язані з узгоджувальними електронними блоками керування статичним і динамічним навантаженням, пропорційно-інтегрально-диференціювальні регулятори встановлені в колах зворотного зв'язку відповідно між датчиками тиску, які встановлені в підпоршневих робочих порожнинах гідроциліндрів динамічного навантаження, датчиками переміщень, датчиками напружень та узгоджувальним електронним блоком керування динамічним навантаженням, крім того датчики тиску, які є датчиками зворотного зв'язку, встановлені в робочих порожнинах гідроциліндрів статичного навантаження і електрично зв'язані з узгоджувальними електронними блоками керування статичним навантаженням.

Текст

Корисна модель відноситься до техніки випробування матеріалів, а саме до пристроїв, призначених для випробувань зразків ґрунтів, будівельно-дорожніх матеріалів на деформування та міцність при різних режимах триосного навантаження. Відомий прилад триосного стиснення, що містить робочу камеру для зразка, який виконаний в вигляді кубу зі стінками-штампами, які виконані жорсткими взаємнорухомими та зв'язаними з трьома незалежними насосними установками, керівні та вимірювальні елементи, регульований дросель та гідронасос, а також генератор гідравлічних імпульсів, який виконаний в вигляді підпружиненого двоступінчастого зливного клапану, керівні елементи, які виконані в вигляді трьох підпружинених золотників з розточками [див. а. с. СРСР №1602166, G01N3/10, E02D1/02, 1989p.]. Недоліком такого пристрою є неможливість створення статичного та динамічного навантаження, яке збільшується, зменшується, змінюється за складною траєкторією, а також обмежує можливість незалежно сполучати різні режими навантаження по трьом осям, в зв'язку з тим, що генератор коливань є спільним для трьох гідросистем. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є прилад триосного стиснення, що містить розташовану в середині розбірного корпусу робочу камеру для зразка, виконану в вигляді кубу зі стінкамиштампами, які виконані жорсткими взаємнорухомими та підпружиненими відносно розбірного корпусу і зв'язаними за допомогою рухомих упорів зі штоками трьох гідроциліндрів, які розташовані на корпусі взаємно перпендикулярно і з'єднані з трьома незалежними гідросистемами, кожна з яких містить насосну установку та відгалуження статичного та динамічного навантаження, причому в відгалуженні статичного навантаження встановлений гідроакумулятор, а відгалуження динамічного навантаження містить електрогідравлічний підсилювач, який має можливість забезпечувати на виході з нього тиск, пропорційний вхідному сигналу на узгоджувальному електронному блоці керування динамічним навантаженням, який має електричний зв'язок з електромеханічним перетворювачем електрогідравлічного підсилювача, а також вимірювальні прилади, виконані в вигляді манометрів та датчиків тиску і переміщення, електрично з'єднаних з узгоджувальним електронним блоком керування динамічним навантаженням, які є датчиками зворотного зв'язку відповідно за тиском в робочих порожнинах гідроциліндра та переміщенням його штоку, відгалуження статичного і динамічного навантаження кожної незалежної гідросистеми виконані з можливістю почергового сполучення з напірною гідролінією насосної установки і гідроциліндром, електрогідравлічний підсилювач, який виконаний двопотоковим [див. патент України №10570, G01N3/10, E02D1/02, 1996p.]. Недоліками прототипу є: обмежені функціональні можливості, так як неможливо окреме керування статичним та динамічним навантаженням зразка, який знаходиться в природних умовах під дією як динамічних, так й статичних навантажень, та створення різних режимів сполучень регульованих статичних та динамічних навантажень, крім того, робота електрогідравлічного підсилювача залежить від забруднення робочої рідини, облітерації та тертя дросельного елементу керівного каскаду, що впливає як на надійність роботи пристрою, так й на його амплітудно-частотні характеристики, що, в свою чергу, обмежує створення потрібних навантажень на зразок, крім того, функціональні можливості пристрою обмежені його динамічними властивостями, які залежать від пружних, демпфірувальних та інших характеристик зразків матеріалів, які у різних зразків різні, що призводить в прототипі, який не має корекції динамічних властивостей пристрою, до виникнення неприпустимих коливань, статичних помилок регульованих величин, а також невеликої швидкодії регулювання, крім того, відсутність датчиків напружень із зворотним зв'язком за величиною напружень, які виникають в зразку, не забезпечує необхідної точності випробувань. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого приладу триосного стиснення, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними досягається можливість розширення функціональних можливостей пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в приладі триосного стиснення, який містить розташовану в середині розбірного корпусу робочу камеру для зразка, виконану в вигляді кубу зі стінками-штампами, які виконані жорсткими взаємнорухомими та підпружиненими відносно розбірного корпусу і зв'язаними за допомогою рухомих упорів зі штоками трьох гідроциліндрів, які розташовані на корпусі взаємноперпендикулярно і з'єднані з трьома незалежними гідросистемами, кожна з яких містить насосну установку та відгалуження статичного та динамічного навантаження, причому в відгалуженні статичного навантаження встановлений гідроакумулятор, а відгалуження динамічного навантаження містить електрогідравлічний підсилювач, який має можливість забезпечувати на виході з нього тиск, пропорційний вхідному сигналу на узгоджувальному електронному блоці керування динамічним навантаженням, який має електричний зв'язок з електромеханічним перетворювачем електрогідравлічного підсилювача, а також вимірювальні прилади, виконані в вигляді манометрів та датчиків тиску і переміщення, електрично з'єднаних з у згоджу вальним електронним блоком керування динамічним навантаженням, які є датчиками зворотного зв'язку відповідно за тиском в робочих порожнинах гідроциліндра та переміщенням його штоку, згідно з запропонованою корисною моделлю кожний гідроциліндр виконаний подвійним з утворенням гідроциліндрів статичного та динамічного навантаження, робочі порожнини яких сполучені відповідно з відгалуженнями статичного та динамічного навантаження окремо, крім того, відгалуження статичного навантаження містить дроселю вальний гідророзподільник з узгоджувальним електронним блоком керування статичним навантаженням, середня позиція дроселю вального гідророзподільника виконана за схемою зачинений центр та зачинений злив, який має можливість забезпечувати на ви ході з нього тиск, пропорційний вхідному сигналу на узгоджувальному електронному блоці керування статичним навантаженням, в якості гідроакумулятора використано пневмогідроакумулятор, який з'єднаний з напірною гідролінією статичного навантаження, яка сполучена з виходом дроселю вального гідророзподільника, через двох позиційний чотирьохлінійний гідророзподільник з електромагнітним керуванням, за допомогою якого пневмогідроакумулятор має можливість почергового сполучення з підпоршневою робочою порожниною гідроциліндра статичного навантаження або із зливом, крім того, через дроселювальний гідророзподільник підпоршнева та штокова робочі порожнини гідроциліндра статичного навантаження мають можливість почергового з'єднання з напірною або зливною гідролініями відгалуження статичного навантаження, відгалуження статичного навантаження трьох незалежних гідросистем підключені до насосної установки статичного навантаження, відгалуження динамічного навантаження містить редукційний клапан, який встановлений в напірній гідролінії насосної установки, та коректувальні пристрої, виконані в вигляді електричних пропорційно-інтегрально-диференціювальних регуляторів, електрогідравлічний підсилювач підключений до напірної лінії редукційного клапану, електрогідравлічний підсилювач виконаний в вигляді однопотокового двокаскадного дроселювального гідророзподільника, керівний каскад якого містить з’єднаний з електромеханічним перетворювачем корпус, в якому за допомогою різьбового з'єднання з можливістю повздовжнього регулювання розташовано сідло із пружно підтиснутим до нього дросельним елементом, виконаним в вигляді голки, підпружиненої з однієї сторони відносно торцевої проточки в сідлі, а з іншої - відносно пружинного сідла, з'єднаного з осердям, яке підпружинено, електромеханічного перетворювача, причому голка розміщена в корпусі таким чином, що має можливість осьового та радіального переміщення, крім того, керівний каскад електрогідравлічного підсилювача має зворотний зв'язок за положенням осердя електромеханічного перетворювача, основний каскад електрогідравлічного підсилювача містить корпус, в вн утрішній порожнині якого розташований плунжер із щілинним ущільненням, плунжер підтиснутий відносно одного торця внутрішньої порожнини корпусу за допомогою регульованої пружини до протилежного торця внутрішньої порожнини корпусу з утворенням двох протилежних торцевих порожнин, торцева порожнина, яка містить регульовану пружину, з'єднана з напірною гідролінією основного каскаду електрогідравлічного підсилювача, яка сполучена, в свою чергу з підпоршневою робочою порожниною гідроциліндра динамічного навантаження, друга торцева порожнина, яка є керівною, сполучена з напірною гідролінією редукційного клапана через регульований дросель, регульована пружина має можливість діяти на торець плунжера через центральний шарнірний контакт за допомогою пружинного сідла, на поверхні плунжера виконана центральна кільцева проточка з утворенням робочої кромки з виконаними на ній профільованими дросельними канавками, через які центральна кільцева проточка, яка сполучена з напірною гідролінією основного каскаду електрогідравлічного підсилювача, має можливість з'єднання з кільцевою розточкою в корпусі основного каскаду електрогідравлічного підсилювача, яка сполучена з напірною гідролінією редукційного клапана, яка, в свою чергу, через регульований дросель з'єднана з внутрішньою порожниною сідла через його поперечні отвори та розточку в корпусі керівного каскаду електрогідравлічного підсилювача, крім того, порожнина, яка утворена в корпусі керівного каскаду електрогідравлічного підсилювача між сідлом та осердям електромеханічного перетворювача, сполучена із зливом, крім того, стінки-штампи обладнані розташованими в їх тілах датчиками напружень, які є датчиками зворотного зв'язку за напруженнями в зразку, та електрично зв'язані з узгоджувальними електронними блоками керування статичним і динамічним навантаженням, пропорційноінтегрально-диференціювальні регулятори встановлені в ланцюгах зворотного зв'язку відповідно між датчиками тиску, які встановлені в підпоршневих робочих порожнинах гідроциліндрів динамічного навантаження, датчиками переміщень, датчиками напружень та узгоджувальним електронним блоком керування динамічним навантаженням, крім того, датчики тиску, які є датчиками зворотного зв'язку, встановлені в робочих порожнинах гідроциліндрів статичного навантаження і електрично зв'язані з узгоджувальними електронними блоками керування статичним навантаженням. На Фіг.1 представлена робоча камера приладу триосного стиснення та відгалуження статичного навантаження однієї незалежної гідросистеми; на Фіг.2 - розріз А-А робочої камери на Фіг.1; на Фіг.3 - відгалуження динамічного навантаження однієї незалежної гідросистеми. Прилад триосного стиснення містить розбірний корпус 1 (Фіг.1) з робочою камерою 2 для зразка, яка виконана в вигляді кубу, утвореного стінками-штампами: рухомими вертикальними 3, 4, 5, 6 (Фіг.2), рухомою верхньою горизонтальною 7 та нерухомою нижньою горизонтальною 8, яка закріплена на основі розбірного корпуса 1. Всі рухомі стінки-штампи підпружинені відносно корпуса 1 за допомогою плунжерних штовхачів 9. Для завантаження та розвантаження зразків розбірний корпус 1 містить дві стінки: верхню 10 та бокову 11, які розташовані на шарнірах та виконані з можливістю відчинятися назовні і фіксуватися в зачиненому стані за допомогою відкидних болтів 12. Нерухома нижня горизонтальна стінка-штамп 8 містить змінну пористу вставку 13, порожнина якої сполучена отвором 14 та гідролінією 15 з системою водонасичення зразка, вимірювання кількості та порового тиску рідини, що віддренована. На стінках розбірного корпусу 1 розташовані взаємноперпендикулярно три гідроциліндри 15, 16, 17, кожний з яких виконаний подвійним та містить гідроциліндри статичного та динамічного навантаження, які мають шток 18 та поршні 19, 20. Штоки 18 жорстко з'єднані з рухомими упорами 21. На протилежних стінках розбірного корпуса 1 опозитно гідроциліндрам розміщені нерухомі опори 22. Стінки-штампи 3, 4, 5, 6, 7, які виконані взаємнорухомими, рухомо закріплені на упорах 21, 22 з можливістю ковзання в площині їх контакту. Гідроциліндри 15, 16, 17 з'єднані з трьома незалежними гідросистемами, кожна з яких містить відгалуження статичного та динамічного навантаження. Робочі порожнини 23, 24 кожного гідроциліндра статичного навантаження сполучені з відгалуженням статичного навантаження. Робоча порожнина 25 кожного гідроциліндра динамічного навантаження сполучена з відгалуженням динамічного навантаження. Відгалуження статичного навантаження містить пневмогідроакумулятор 26, який з'єднаний з напірною гідролінією статичного навантаження 27 через двохпозиційний чотирьохлінійний гідророзподільник з електромагнітним керуванням 28, за допомогою якого пневмогідроакумулятор 26 має можливість почергового сполучення з робочою порожниною 23 гідроциліндра статичного навантаження або із зливом. Крім того, в відгалуженні статичного навантаження встановлений дроселювальний гідророзподільник 29 з уз годжу вальним електронним блоком керування статичним навантаженням 30. Середня позиція дроселювального гідророзподільника 29 виконана за схемою зачинений центр та зачинений злив. Через дроселювальний гідророзподільник 29 робочі порожнини 23 та 24 гідроциліндра статичного навантаження мають можливість почергового з'єднання з напірною або зливною гідролініями насосної установки статичного навантаження 31, до якої підключені всі три відгалуження статичного навантаження трьох незалежних гідросистем. Дроселювальний гідророзподільник 29 має можливість забезпечувати на ви ході з нього тиск, пропорційний вхідному сигналу X на узгоджувальному електронному блоці керування статичним навантаженням 30. Відгалуження динамічного навантаження містить редукційний клапан 32 (Фіг.3) з напірною гідролінією 33, встановлений в напірній гідролінії насосної установки 34, електрогідравлічний підсилювач, виконаний в вигляді однопотокового двокаскадного дроселювального гідророзподільника, який містить керівний каскад 35 і основний каскад 36, та коректувальні пристрої 37, виконані в вигляді електричних пропорційно-інтегрально-диференціювальних регуляторів. Електрогідравлічний підсилювач має можливість забезпечувати на ви ході з нього тиск, пропорційний вхідному сигналу У на узгоджувальному електронному блоці керування динамічним навантаженням 38. В корпусі керівного каскаду 35 електрогідравлічного підсилювача, який з'єднаний з електромеханічним перетворювачем 39, за допомогою різьбового з'єднання з можливістю повздовжнього регулювання розташовано сідло 40 із пружно підтиснутим до нього дросельним елементом. Дросельний елемент виконаний в вигляді голки 41, яка підпружинена з однієї сторони відносно торцевої проточки в сідлі 40, а з іншої - відносно пружинного сідла 42, яке з'єднане з підпружиненим осердям 43 електромеханічного перетворювача 39. Голка 41 розміщена в корпусі таким чином, що має можливість осьового та радіального переміщення. Керівний каскад 35 електрогідравлічного підсилювача має зворотний зв'язок за положенням осердя 43 електромеханічного перетворювача 39. В внутрішній порожнині корпуса основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача розташований плунжер 44 із щілинним ущільненням. Плунжер 44 підтиснутий відносно одного торця внутрішньої порожнини корпусу за допомогою регульованої пружини 45 до протилежного торця внутрішньої порожнини корпусу з утворенням двох протилежних торцевих порожнин. Одна з яких 46 з'єднана з напірною гідролінією 47 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача, яка, в свою чергу, сполучена з підпоршневою робочою порожниною 25 гідроциліндра динамічного навантаження. Друга торцева порожнина 48, яка є керівною, сполучена через регульований дросель 49 з напірною гідролінією 33 редукційного клапану 32. Регульована пружина 45 має можливість діяти на торець плунжера 44 через центральний шарнірний контакт 50 за допомогою пружинного сідла 51. На поверхні плунжера 44 виконана центральна кільцева проточка 52 з утворенням робочої кромки з виконаними на ній профільованими дросельними канавками 53, через які центральна кільцева проточка 52, яка сполучена з напірною гідролінією 47 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача, має можливість з'єднання з кільцевою розточкою 54 в корпусі основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача. Кільцева розточка 54 сполучена з напірною гідролінією 33 редукційного клапану 32, яка, в свою чергу, через регульований дросель 49 з'єднана гідролінією 55 з внутрішньою порожниною 56 сідла 40 через його поперечні отвори 57 та розточку 58 в корпусі керівного каскаду 35 електрогідравлічного підсилювача. В корпусі керівного каскаду 35 електрогідравлічного підсилювача між сідлом 40 та осердям 43 електромеханічного перетворювача 39 утворена порожнина 59, яка сполучена із зливом. Всі стінки-штампи обладнані розташованими в їх тіла х датчиками напружень 60, які є датчиками зворотного зв'язку за напруженнями в зразку. В робочих порожнинах 23, 24, 25 гідроциліндрів 15, 16, 17 встановлені манометри 61 та датчики тиску 62, 63, 64. На стінках жорсткого корпусу 1 встановлені корпуса трьох датчиків переміщення 65 паралельно осям навантаження з активними елементами, які знаходяться в контакті з рухомими стінками-штампами 3, 4, 7. Датчики тиску 62, 63, 64 та переміщення 65 є датчиками зворотного зв'язку відповідно за тиском в робочих порожнинах 23, 24, 25 гідроциліндрів 15, 16, 17 та переміщенням їх штоків 18. Пропорційно-інтегрально-диференціювальні регулятори 37 встановлені в ланцюгах зворотного зв'язку відповідно між датчиками тиску 64, які встановлені в підпоршневих робочих порожнинах 25 гідроциліндрів динамічного навантаження, датчиками переміщень 65, датчиками напружень 60 та узгоджувальним електронним блоком керування 38 динамічним навантаженням. Всі датчики пристроюелектрично зв'язані відповідно з узгоджувальними електронними блоками статичного 30 і динамічного 38 навантаження. Прилад триосного стиснення працює наступним чином. Робота приладу триосного стиснення проводиться за режимом навантаження, який визначається програмою випробувань. Підготовлений до випробувань зразок матеріалу завантажується в робочу камеру 2 через відчинені назовні верхню 10 та бокову 11 стінки жорсткого корпусу 1, які потім зачиняються та фіксуються за допомогою відкидних болтів 12. За допомогою підпружинених плунжерів 9 рухомі стінки-штампи 3, 4, 5, 6, 7 знаходяться в взаємному контакті з можливістю ковзання як в площині їх контакту, так й відносно рухомих та нерухомих упорів 21, 22 і нерухомої нижньої горизонтальної стінки-штампа 8. За допомогою гідролінії 15, отвору 14 та змінної пористої вставки 13 проводиться водонасичення зразка, вимірювання кількості та порового тиску рідини, яка віддренована в процесі навантаження зразка. Для створення статичного навантаження, тривалого в часі, робоча рідина під тиском від насосної установки статичного навантаження 31 подається через дроселювальні гідророзподільники статичного навантаження 29, напірні гідролінії статичного навантаження 27 в підпоршневі робочі порожнини 23 гідроциліндрів статичного навантаження гідроциліндрів 15, 16, 17 та через двохпозиційні чотирьохлінійні гідророзподільники з електромагнітним керуванням 28 - в пневмогідроакумулятори 26. В підпоршневих робочих порожнинах 23 тиск робочої рідини діє на поршні 19 з утворенням зусиль, які через штоки 18, рухомі упори 21 діють на три взаємно рухомі стінки-штампи 3, 4, 7. Останні, в свою чергу, починають рухатися, ковзаючи по поверхням сполучених з ними двох стінок-штампів 5, 6, по поверхні нерухомої стінки-штампа 8 та по напрямним поверхням рухомих та нерухомих упорів 21, 22. В наслідок чого, відбувається об'ємне навантаження зразка в робочий камері 2. Після створення необхідних величин тиску в підпоршневих робочих порожнинах 23, або необхідних величин напружень в зразку, або необхідних величин деформацій в зразку, які вимірюються відповідними вимірювальними приладами: манометром 61, датчиками тиску 62, 63, датчиками напруження 60, датчиками переміщення 65, дроселювальні гідророзподільники 29 встановлюються в середню позицію, насосна установка статичного навантаження 31 відключається. В результаті зразок знаходиться в навантаженому стані від дії на поршні 19 тиску робочої рідини в напірних гідролініях статичного навантаження 27 та пневмогідроакумуляторах 26, які компенсують витікання робочої рідини із відгалужень статичного навантаження незалежних гідросистем. Створення статичних навантажень на зразок, які повільно змінюються: зростають або спадають, відбувається за допомогою дроселювальних гідророзподільників 29, які змінюють в напірних гідролініях статичного навантаження 27 та в сполучених з ними підпоршневих робочих порожнинах 23 величини тиску робочої рідини в залежності від керівних електричних сигналів X, які змінюються відповідно заданої програми та надходять на вхід узгоджувальних електронних блоків керування статичним навантаженням 30 з урахуванням сигналів зворотного зв'язку від датчиків відповідно тиску 62, 63, переміщення 65 або напружень 60. При створенні комбінованого навантаження на зразок: статичного та динамічного навантажень одночасно, пневмогідроакумулятори 26 від'єднуються від напірних гідроліній статичного навантаження 27 за допомогою двохпозиційних чотирьохлінійних гідророзподільників з електромагнітним керуванням 28 та з'єднуються із зливом. Для створення динамічних навантажень, які змінюються по складним траєкторіям або циклічно повторюються, включаються відгалуження динамічного навантаження незалежних гідросистем. В кожній незалежній гідросистемі перед початком навантаження зразка пружини голки 41 керівного каскаду 35 електрогідравлічного підсилювача настроюються за допомогою повздовжнього регулювання сідла 40 таким чином, щоб їх дія з урахуванням дії пружини електромеханічного перетворювача 39 на голку 41 створювала мінімальне початкове зусилля притискання до сідла 40. Можливість голки 41 осьового та радіального переміщення дозволяє їй самостійно вибирати потрібне розташування відносно сідла 40. Все це дозволяє звести зону нечутливості до тиску керівного каскаду 35 електрогідравлічного підсилювача до мінімуму. Крім того, зворотний зв'язок за положенням осердя 43 знижує гістерезис в характеристиці залежності тиску на виході з керівного каскаду 35 електрогідравлічного підсилювача від вхідного електричного сигналу У. В початковому стані голка 41 під дією електричного сигналу У відводиться вправо від сідла 40 на величину, при який плунжер 44 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача буде знаходитися в крайньому правому положенні під дією пружини 45, з'єднуючі гідролінію 55 через розточку 58 в корпусі керівного каскаду 35 електрогідравлічного підсилювача, поперечні отвори 57 в сідлі 40, внутрішню порожнину 56 сідла 40 та порожнину 59 зі зливом. Після включення насосної установки 34 в напірній гідролінії 33 редукційного клапану 32 встановлюється необхідна величина тиску. Вхідний електричний сигнал У, який змінюється відповідно заданої програми, надходить на вхід узгоджувального електронного блока керування динамічним навантаженням 38, в якому електричний сигнал від відповідних датчиків 64, 60, або 65 про відхилення регульованих величин від заданих рівнів підсилюється та подається на електромеханічний перетворювач 39. Електромеханічний перетворювач 39 зміщує осердя 43 з пружинним сідлом 42 і голку 41 із початкового положення в положення, яке відповідає керівному електричному сигналу. В результаті в гідролінії 55, яка знаходиться між регульованим дроселем 49 та дроселювальною щілиною, яка утворюється між робочою кромкою сідла 40 та голкою 41 і з'єднана зі зливом, встановлюється тиск, пропорційний керівному електричному сигналу. Цей тиск передається в керівну торцеву порожнину 48 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача та починає діяти на торець плунжера 44. Плунжер 44 починає зміщуватися вліво та з'єднувати через виконані на його робочій кромці профільовані канавки 53, які забезпечують лінійний характер залежності витрати робочої рідини від переміщення плунжера 44, центральну кільцеву проточку 52 в плунжері 44 з кільцевою розточкою 54 в корпусі основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача. Плунжер 44 зміщується на величину, яка визначається з однієї сторони тиском робочої рідини в торцевій керівній порожнині 48, а з іншої тиском робочої рідини в торцевій порожнині 46, яка сполучена з напірною гідролінією 47 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача, та зусиллям регульованої пружини 45. Регульована пружина 45 діє на торець плунжера 44 через пружинне сідло 51 та центральний шарнірний контакт 50. Таким чином, підпоршнева робоча порожнина 25 гідроциліндра динамічного навантаження через напірну гідролінією 47 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача сполучається з напірною гідролінією 33 редукційного клапану 32 за допомогою дроселювальної щілини, яка утворюється робочими кромками плунжера 44 та кільцевої розточки 54. Дія головного від'ємного зворотного зв'язку за тиском на виході основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача полягає в наступному. При підвищенні тиску в підпоршневій робочій порожнині 25 гідроциліндра 15, обумовленого зміною робочого навантаження в робочій камері 2, тиск в торцевій порожнині 46 збільшується. В результаті плунжер 44 переміщується вправо, зменшуючи дроселювальну щілину та відповідно тиск в напірній гідроліті 47 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача. При зменшенні тиску в підпоршневій робочий порожнині 25 плунжер 44 переміщується вліво, збільшуючи дроселювальну щілину та відповідно тиск в напірній гідролінії 47 основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача. Тобто, тиск робочої рідини на виході основного каскаду 36 електрогідравлічного підсилювача підтримується автоматично на одному рівні незалежно від зміни робочого навантаження в робочий камері 2. Додатковий гнучкий від'ємний зворотний зв'язок за похідною від зміни регульованої величини, інтегралу від зміни регульованої величини утворюється за допомогою коректувальних пристроїв, виконаних в вигляді електричних пропорційно-інтегрально-диференціювальних регуляторів 37. В якості регульованих величин використовуються: тиск в підпоршневій робочий порожнині 25 гідроциліндрів динамічного навантаження, напруження в зразку або переміщення рухомих стінок штампів 3, 4, 7. Відповідний електричний сигнал від датчиків 64, 60 та 65 про відхилення регульованих величин від заданих рівнів проходить через пропорційно-інтегрально-диференціювальні регулятори 37 та надходить на узгоджу вальний електронний блок керування динамічним навантаженням 38, з якого, в свою чергу, керівний електричний сигнал поступає на електромеханічний перетворювач 39. В відповідності з керівним електричним сигналом електромеханічний перетворювач 39 зміщує голку 41 та встановлює тиск в підпоршневій робочій порожнині 25 гідроциліндра 15 або іншу регульовану величину на необхідному рівні. Завдяки додатковому коректувальному зворотному зв'язку збільшуються демпфірування та запаси стійкості пристрою, збільшується швидкодія, а також зводиться до мінімуму статична помилка при різних позиційних навантаженнях на шток гідроциліндра динамічного навантаження. Після закінчення випробувань зразка робоча рідина від насосної установки статичного навантаження 31 через дроселювальний гідророзподільник 29 подається в робочі порожнини 24 гідроциліндрів 15, 16, 17. Рухомі стінки-штампи 3, 4, 7 відводяться від зразка, стінки 10, 11 відчиняються назовні, зразок вивантажується з робочої камери 2.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Appliance of three-axial compression

Автори англійською

Ratushniak Heorhii Serhiiovych, Voloshyn Oleksandr Borysovych

Назва патенту російською

Устройство трехосного сжатия

Автори російською

Ратушняк Георгий Сергеевич, Волошин Александр Борисович

МПК / Мітки

МПК: E02D 1/00, G01N 3/10

Мітки: тривісного, прилад, стиснення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-23911-prilad-trivisnogo-stisnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Прилад тривісного стиснення</a>

Подібні патенти