[实用新型]三轴试验中冲击载荷的自动保护装置

说明书

一种三轴试验中冲击载荷的自动保护装置，属于机械工程领域，包括通过液压管连通为一个整体的安全阀和换向阀间：换向阀Ⅲ的换向阀油口T与安全阀Ⅱ的安全阀进油口Ⅰ连通，换向阀油口F与安全阀出油口Ⅱ连通。液压缸两个油口在原有的液控系统基础上，分别分出液压管与换向阀的换向阀油口B、换向阀油口A相连通。在换向阀的作用下，换向阀作用过程可实现保持换向阀油口T(安全阀进油口Ⅰ)处承担双作用式液压缸的内部最高压力。当冲击载荷出现时，柱塞向上移动，安全阀进油口Ⅰ、安全阀出油口Ⅱ相连通，将冲击载荷卸去。本实用新型通过调节力矩电机输出恒力矩大小可调节自动保护的触发条件，反应灵敏可靠，能够对液压装置中的冲击载荷进行适应性保护。

技术领域

本实用新型属于机械工程领域，涉及土力学三轴试验，尤其涉及一种冲击载荷的自动保护装置。

背景技术

测量土壤的强度和变形而常使用三轴试验仪，该仪器应用广泛，可用于测量多种参数，包括剪切强度特性，固结特点和土壤渗透性。三轴试验仪通常采用电液伺服加载的方式，实验过程中需要分别根据围压的大小设定轴向加载力。然而三轴试验中一个非常重要的试验—液化试验需要不断地往复加载，加载过程中动强度逐渐降低，负载特性变差。试样在剪切过程中很可能会破裂，导致冲击载荷的发生。因此，为了保护设备，实际实验过程中急需冲击载荷的自动保护装置。

目前，国内外还没有相关产品。通常情况下，在工程需要的前提下采用降压控制的方式，即降低供油的压力。然而，这个方式并不利于伺服阀的控制，油压偏低时，控制系统的动态控制性能通常较差。所以，在高压油源供油前提下实现冲击载荷的自动保护是非常困难的。

实用新型内容

本实用新型的目的是实现冲击载荷的自动保护。该装置为一种带有安全保护阀的双作用式活塞液压缸，可在受到较高的冲击载荷时快速将载荷卸载，以实现对实验过程中试样的自动保护。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种三轴试验中冲击载荷的自动保护装置，该装置包括一个安全阀Ⅱ和一个换向阀Ⅲ，用于保护液压缸Ⅰ，所述保护对象液压缸Ⅰ为一般双作用式活塞液压缸。

所述的安全阀Ⅱ包括安全阀壳体、力矩电机、电机螺栓组件、平键、电机齿轮、齿轮、支撑轴、推杆轴、推杆、铆钉、柱塞(安全阀阀芯)、安全阀阀体、安全阀进油口Ⅰ、安全阀出油口Ⅱ、安全阀固定螺钉Ⅰ。所述的换向阀Ⅲ包括换向阀阀体、位于换向阀阀体内部的换向阀阀芯、设于换向阀阀体上的换向阀油口B、换向阀油口T、换向阀油口A、换向阀油口F。

所述的安全阀Ⅱ和换向阀Ⅲ之间通过液压管连通为一个整体。其具体连接方式为换向阀Ⅲ的换向阀油口T与安全阀Ⅱ的安全阀进油口Ⅰ连通，换向阀油口F与安全阀出油口Ⅱ连通。液压缸Ⅰ两个油口在原有的液控系统基础上，分别分出液压管与换向阀的换向阀油口B、换向阀油口A相连通。

所述安全阀Ⅱ中的力矩电机通过电机螺栓组件固定在安全阀壳体上，通过平键与电机齿轮实现传动作用。所述安全阀壳体与支撑轴之间通过焊接进行固定。所述齿轮安装在安全阀壳体的支撑轴上，与电机齿轮啮合；所述齿轮的一侧表面焊接有推杆轴，推杆顶部与推杆轴同心轴配合，推杆低端通过铆钉和柱塞(安全阀阀芯)连接到一起。通过柱塞(安全阀阀芯)的球状端部处于安全阀阀体内部，使用密封槽和轴用密封圈安装密封。安全阀阀体通过安全阀固定螺钉Ⅰ固定在安全阀壳体上。在推杆施加的压力下，柱塞(安全阀阀芯)与安全阀阀体底部的安全阀进油口Ⅰ紧密接触，在压紧时满足密封条件。

所述换向阀Ⅲ中的换向阀阀芯密封安装在换向阀阀体内部，且两侧有限位挡块，被限制位移距离。在换向阀阀体上开出换向阀油口B、换向阀油口T、换向阀油口A、换向阀油口F共四个油口，所述换向阀油口B、换向阀油口T、换向阀油口A位于阀体一侧，且换向阀油口T位于三个油口中部，所述换向阀油口F位于阀体另一侧；且依照内部结构原理可以实现换向阀油口B及换向阀油口A之间的压差控制换向阀阀芯相对于换向阀阀体的位置，以实现不同条件下的自动换向作用。

本实用新型的工作过程为：