专利名称：三轴流变试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地质测试仪器，具体说涉及一种测量岩石流变的三轴流变试验机。
背景技术：
岩石流变性能是岩石的蠕变、应力松弛、与时间有关的扩容，以及强度的时间效应等特性。通过研究岩石流变性能，可以分析岩石工程的长期稳定性和地学中的许多重要问题。室内试验岩石流变性能对岩土体力学的发展起着十分重要的作用。近年来，国内外越来越多的学者开始研究、并相继开发了一些岩土体流变试验机。目前，测量岩石流变性能的测量仪器只有单轴流变试验机，其主要是通过伺服电机做功对岩石进行恒压施力，来测量岩石的应力、应变随时间的变化。但是这种单轴流变试验机存在以下缺点只能进行单轴向测压，测量的岩石受力范围窄，且测量结果准确率低；用伺服电机做动力，容易因停电造成试验终断；用伺服电机做动力对岩石的压力存在波动，不能一直保持恒定，这样测出的试验数据不准确；用伺服电机做动力，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种三轴流变试验机，其可以对多种不同岩石进行力学测试，可以进行长达几百个小时连续试验，且测量的试验数据准确，成本低。为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为一种三轴流变试验机，其中包括机架，所述机架上放置有主液压缸和与油泵连接的第一、二、三支液压缸，所述主液压缸包括主缸体和安装于主缸体左、右两侧面的两个主缸活塞，其中一个主缸活塞与L形第一导油管的一端垂直连通，所述第一导油管上安装有第一可控阀门，所述第一导油管的下面固定于第一支撑架的上端，所述第一导油管的内腔上端安装第一活塞，所述第一导油管的外表面上端安装筒帽，所述筒帽与第一活塞固定在一起，所述筒帽的外表面下端垂直连接有加载板，另一个主缸活塞与第二导油管的一端垂直连通固定，所述第二导油管分别与第三、四导油管的一端连通，所述第二、三、四导油管相互平行，所述第二、三、四导油管上分别安装有第二、三、四可控阀门，所述第二、三、四导油管的另一端分别密封活动连接第一、二、三活塞杆，所述第一、二、三活塞杆的另一端分别与第一、二、三连接座连接，所述第一、二、三连接座的一侧分别设有相互平行的第一、二、三杠杆，所述第一杠杆一侧的前、后部分别安装有可沿其侧面前后活动的第一、四连接块，所述第一杠杆的另一侧活动安装有可沿其侧面前后活动的第一支点连接座，所述第二杠杆一侧的前、后部分别安装有可沿其侧面前后活动的第二、五连接块，所述第二杠杆的另一侧活动安装有可沿其侧面前后活动的第二支点连接座，所述第三杠杆一侧的前、后部分别安装有可沿其侧面前后活动的第三、六连接块，所述第三杠杆的另一侧活动安装有可沿其侧面前后活动的第三支点连接座，所述第一、二、三连接座分别与第一、二、三连接块铰接连接，所述第一支液压缸包括第一缸体和安装于第一缸体左、右侧面的两个第一支缸活塞，其中一个第一支缸活塞上连接第一固定块，另一个第一支缸活塞上与第五导油管的一端垂直连通固定，所述第一缸体通过第一分支油管与所述油泵上的总油管连通，所述总油管上安装有第五可控阀门，所述第一分支油管上安装有第六可控阀门，所述第五导油管的另一端密封活动连接第四活塞杆，所述第四活塞杆的另一端与第四连接座连接，所述第四连接座与第四连接块铰接连接，所述第二支液压缸包括第二缸体和安装于第二缸体前、后面的两个第二支缸活塞，其中一个第二支缸活塞上连接第二固定块，另一个第二支缸活塞上与第六导油管的一端垂直连通固定，所述第二缸体通过第二分支油管与油泵上的总油管连通，所述第二分支油管上安装有第七可控阀门，所述第六导油管的另一端密封活动连接第五活塞杆，所述第五活塞杆的另一端与第五连接座连接，所述第五连接座与第五连接块铰接连接，所述第三支液压缸包括第三缸体和安装于第三缸体上、下面的两个第三支缸活塞，其中一个第三支缸活塞上连接第三固定块，所述第
一、二、三固定块之间相互垂直且相邻间隔设置，所述第一、二、三固定块均位于机架上的试样平台的上方，另一个第三支缸活塞与第七导油管的一端垂直连通固定，所述第三缸体通过第三分支油管与油泵上的总油管连通，所述第三分支油管上安装有第八可控阀门，所述第七导油管的另一端密封活动连接第六活塞杆，所述第六活塞杆的另一端与第六连接座连接，所述第六连接座与第六连接块铰接连接，所述第一、二、三支点连接座的另一端分别与第四、五、六支点连接座铰接连接，所述第四、五、六支点连接座可前后活动的安装于第一、
二、三固定滑轨上，所述第一、二、三固定滑轨放置于机架上。本发明三轴流变试验机，其中所述第一分支油管上安装有第一压力表，所述第二分支油管上安装有第二压力表，所述第三分支油管上安装有第三压力表。本发明三轴流变试验机，其中所述第一杠杆的左、右侧分别设有贯通其前后面的第一开口槽，所述第一、四连接块滑动设于其中一侧的第一开口槽的前、后部，另一侧所述第一开口槽内滑动设有所述第一支点连接座，所述第二杠杆的左、右侧分别设有贯通其前后面的第二开口槽，所述第二、五连接块滑动设于其中一侧的第一开口槽的前、后部，另一侧所述第二开口槽内滑动设有所述第二支点连接座，所述第三杠杆的左、右侧面分别设有贯通其前后面的第三开口槽，所述第三、六连接块滑动设于其中一侧的第三开口槽的前、后部，另一侧所述第三开口槽内滑动设有所述第三支点连接座，所述第一、二、三固定滑轨的一侧分别设有贯通其前后面的第四、五、六开口槽，所述第四、五、六支点连接座分别滑动设于第四、五、六开口槽内。本发明三轴流变试验机，其中所述第一、二、三开口槽的横截面均为T型，所述第
一、二、三、四、五、六连接块插置于相应第一、二、三开口槽部分的横截面与第一、二、三开口槽的横截面形状相对应，所述第一连接座上与第一连接块相对面上设有第一插置槽，所述第一连接块的一端插置于第一插置槽内，所述第一连接块与第一连接座通过销轴铰接在一起，所述第二连接座上与第二连接块相对面上设有第二插置槽，所述第二连接块的一端插置于第二插置槽内，所述第二连接块与第二连接座通过销轴铰接在一起，所述第三连接座上与第三连接块相对面上设有第三插置槽，所述第三连接块的一端插置于第三插置槽内，所述第三连接块与第三连接座通过销轴铰接在一起，所述第四连接座上与第四连接块相对面上设有第四插置槽，所述第四连接块的一端插置于第四插置槽内，所述第四连接块与第四连接座通过销轴铰接在一起，所述第五连接座上与第五连接块相对面上设有第五插置槽，所述第五连接块的一端插置于第五插置槽内，所述第五连接块与第五连接座通过销轴铰接在一起，所述第六连接座上与第六连接块相对面上设有第六插置槽，所述第六连接块的一端插置于第六插置槽内，所述第六连接块与第六连接座通过销轴铰接在一起。本发明三轴流变试验机，其中所述第一支点连接座上与第四支点连接座相对面上设有第七插置槽，所述第四支点连接座的一端插置于第七插置槽内，所述第一、四支点连接座之间通过销轴连接在一起，所述第二支点连接座上与第五支点连接座相对面上设有第八插置槽，所述第五支点连接座的一端插置于第八插置槽内，所述第二、五支点连接座之间通过销轴连接在一起，所述第三支点连接座上与第六支点连接座相对面上设有第九插置槽，所述第六支点连接座的一端插置于第九插置槽内，所述第三、六支点连接座之间通过销轴连接在一起。本发明三轴流变试验机，其中所述第一、二、三固定滑轨上分别套置有第一、二、三滑动座，所述第一、二、三滑动座分别与第四、五、六支点连接座固定在一起，所述第一、二、三滑动座的上表面分别固定有第一、二、三指针，所述第一、二、三指针分别垂直于第一、二、三固定滑轨，所述第一、二、三滑动座的一侧分别垂直连接有第一、二、三固定螺栓，所述第
一、二、三固定螺栓的上表面分别连接有第一、二、三标尺，所述第一、二、三标尺与第一、二、三固定滑轨平行。本发明三轴流变试验机，其中所述第一、二、三固定滑轨均由倒置的工字钢和工字钢侧面的C型钢焊接而成。采用上述方案后，本发明三轴流变试验机通过用第一导油管与主液压缸连通，第一导油管另一端起封堵作用的第一活塞与筒帽连接，在筒帽外侧端连接加载板，使用时，先确定对岩石试样做单轴试验或是双轴试验还是三轴实验，确定好后，将用到的主液压缸油路上的相应可控阀门、支液压缸油路上的相应可控阀门均打开，将其它可控阀门关闭，将岩石试样放置在机架的试样平台上，开启油泵，使岩石试样被用到的支液压缸上的固定块压紧，之后关闭油泵，然后调节与所用主液压缸连通的油路、支液压缸连通的油路连接的杠杆上的支点连接座的位置，使施加到杠杆上的力到支点连接座的距离大于杠杆输出的力到支点连接座的距离，调整好后，在加载板上放置所需重量的砝码，砝码的重力使第一活塞受到向下的压力，从而使第一导油管内的液压油受到向下压力，由于主液压缸内各处的液压油压强相同，主液压缸进液压油处的横截面积为第一导油管的横截面积，主液压缸输出液压油处的横截面积为主缸活塞横截面积，因此输出液压油处的压力变大，且该压力为主缸活塞横截面积与第一导油管横截面积之比乘以砝码的重量，这样就将放置在加载板上的砝码重力进行了一次放大，该放大后的力施加到所用主液压缸连通油路上的活塞杆上，其位于所在杠杆的前部，根据力矩平衡原理，相应杠杆后部连接的活塞杆所受到的力被放大，其放大倍数为相应杠杆上前部连接的连接座到该杠杆上连接的支点连接座距离与该杠杆后部连接的连接座到支点连接座距离的比值，相应杠杆后部连接的活塞杆与相应支液压缸连通的油路连接，其与主液压缸的受力原理相同，各使用的支液压缸内各处的液压油压强相同，由于输入进支液压缸时的液压油横截面积小于支液压缸内的液压油横截面积，因此相应支液压缸输出液压油时的压力被再次放大，放大倍数为相应支液压缸的支缸活塞横截面积与该支液压缸连通的导油管横截面积的比值，这样经过三次放大砝码重力，符合施加到岩石试样上的力，本发明通过用小重量的砝码即可对多种不同岩石进行力学测试，由于其可以分别对岩石进行X向或Y向或Z向或XY向或XZ向或YZ向或XYZ向实验，使得测量更接近实际情况中岩石所受到的力，其结果比现有单轴检测更准确，而且其通过液压系统工作，用电的时侯很少，其可以进行长达几百个小时连续试验，其成本低。本发明的进一步有益效果是通过在第一分支油管上安装第一压力表，第二分支油管上安装第二压力表，第三分支油管上安装第三压力表，是为了保证测试结果更加准确，当所预想施加到岩石试样上的力的大小与实际压力表测量的值存在误差，可以通过调整相应杠杆上的支点连接座的位置，使实际测量的压力值与预想值相符，使检测更加精准。本发明的进一步有益效果是通过在第一杠杆左、右侧设置贯通其前后面的第一开口槽，使第一、四连接块滑动设于其中一侧的第一开口槽前、后部，另一侧第一开口槽内滑动设第一支点连接座，这样设计方便调整第一、四连接块和第一支点连接座在第一杠杆上的位置，另外方便加工；在第二杠杆左、右侧设贯通其前后面的第二开口槽，使第二、五连接块滑动设于其中一侧的第一开口槽前、后部，另一侧第二开口槽内滑动设置第二支点连接座，这样设计方便调整第二、五连接块和第二支点连接座在第二杠杆上的位置，另外方便加工；在第三杠杆的左、右侧设置贯通其前后面的第三开口槽，使第三、六连接块滑动设于其中一侧的第三开口槽前、后部，另一侧第三开口槽内滑动设置第三支点连接座，这样设计方便调整第三、六连接块和第三支点连接座在第三杠杆上的位置，另外方便加工；在第一、
二、三固定滑轨一侧设置贯通其前后面的第四、五、六开口槽，且第四、五、六支点连接座分别滑动设于第四、五、六开口槽内，这样设计方便调整第四、五、六支点连接座分别在第一、
二、三固定滑轨上的位置，另外方便加工。本发明的进一步有益效果是通过将第一、二、三开口槽的横截面及第一、二、三、四、五、六连接块插置于相应第一、二、三开口槽部分的横截面均设置为T型，其目的是使第
一、四连接块可以在第一开口槽内前后移动，而不会从第一开口槽的侧面脱出，第二、五连接块可以在第二开口槽内前后移动，而不会从第二开口槽的侧面脱出，第三、六连接块可以在第三开口槽内前后移动，而不会从第三开口槽的侧面脱出；将第一连接座上设第一插置槽，方便第一连接座与第一连接块连接，在第二连接座上设第二插置槽，方便于工作第二连接座与第二连接块连接，在第三连接座上设第三插置槽，方便第三连接座与第三连接块连接，在第四连接座上设第四插置槽，方便第四连接座与第四连接块连接，在第五连接座上设第五插置槽，方便第五连接座与第五连接块连接，在第六连接座上设第六插置槽，方便第六连接座与第六连接块连接。本发明的进一步有益效果是在第一支点连接座设第七插置槽，方便第一、四支点连接座的连接，在第二支点连接座上设第八插置槽，方便第二、五支点连接座的连接，在第三支点连接座上设第九插置槽，方便第三、六支点连接座的连接。本发明的进一步有益效果是在第一、二、三固定滑轨上分别套置第一、二、三滑动座，使第一、二、三滑动座分别与第四、五、六支点连接座固定，且在第一、二、三滑动座的上表面分别固定第一、二、三指针，在第一、二、三滑动座的一侧分别垂直连接第一、二、三固定螺栓，在第一、二、三固定螺栓上表面分别连接第一、二、三标尺，使第一、二、三标尺与第一、
二、三固定滑轨平行，这样设计是为了方便调控第一、二、三支点连接座的位置，使其调整位置更加精准，且易读取。本发明的进一步有益效果是将第一、二、三固定滑轨均设计为由倒置工字钢和工字钢侧面的C型钢焊接而成，其易于加工制造。
图1是本发明三轴流变试验机立体结构示意图；图2是本发明三轴流变试验机去掉机架的立体分解图；图3是本发明三轴流变试验机去掉机架的立体图。
具体实施例方式如图1至图3所示，本发明三轴流变试验机，包括机架I。机架I上用于放置有主液压缸2和分别与油泵3连接的第一支液压缸4、第二支液压缸5和第三支液压缸6及其它们之间相互连接的管导油管。主液压缸2包括主缸体7和安装于主缸体7左、右两侧面的两个主缸活塞8。右侧主缸活塞8与L形第一导油管9的左端垂直连通,第一导油管9上安装有第一可控阀门10。第一导油管9的下面固定于第一支撑架11的上端。第一导油管9右部内腔上端安装有第一活塞12，用于封堵第一导油管9中的液压油。第一导油管9的外表面上端安装筒帽13，筒帽13与第一活塞12焊接固定在一起。筒帽13的外表面下端垂直焊接有圆形加载板14。用于放置砝码。左侧主缸活塞8与第二导油管15的右端垂直连通并焊接固定。第二导油管15分别与第三导油管16和第四导油管17的一端连通。第二导油管15、第三导油管16和第四导油管17之间相互平行。第二导油管15、第三导油管16和第四导油管17上分别安装有第二可控阀门18、第三可控阀门19和第四可控阀门20。第二导油管15的左端密封活动连接第一活塞杆21。第三导油管16的左端密封活动连接第二活塞杆22。第四导油管17的右端密封活动连接第三活塞杆23。第一活塞杆21的左端与第一连接座24连接。第二活塞杆22的左端与第二连接座25连接。第三活塞杆23的右端与第三连接座26连接。第二连接座25位于第一连接座24的正下方。第三连接座26位于第一连接座24的右侧下方。第一连接座24的左方设有第一杠杆27。第二连接座25的左方设有第二杠杆28。第三连接座26的右方设有第三杠杆29。第二杠杆28位于第一杠杆27的正下方。第三杠杆29位于第一杠杆27的右侧下方。第一杠杆27、第二杠杆28和第三杠杆29之间相互平行。第一杠杆27的左、右侧面分别加工有贯通其前后面的横截面为T型的第一开口槽75。右侧第一开口槽75的前、后部分别滑动连接有第一连接块30和第四连接块31。第一连接块30、第四连接块31与第一开口槽75插置连接部分的横截面与第一开口槽75的横截面相对应，其也为T型。左侧第一开口槽75内安装有第一支点连接座32。第二杠杆28的左、右侧分别加工有贯通其前后面的横截面为T型的第二开口槽76。右侧第二开口槽76的前、后部分别滑动连接有第二连接块33和第五连接块34。第二连接块33、第五连接块34与第二开口槽76插置连接部分的横截面形状与第二开口槽76的横截面形状相对应，其也为T型。左侧第二开口槽76内滑动安装有第二支点连接座35。第三杠杆29的左、右侧面分别加工有贯通其前后面的横截面为T型的第三开口槽77。左侧第三开口槽77的前、后部分别滑动连接有第三连接块36和第六连接块37。第三连接块36、第六连接块37与第三开口槽77插置连接部分的横截面形状与第三开口槽77的横截面形状相对应，其也为T型。第一连接座24与第一连接块30相对设置。第一连接座24的左端加工有第一插置槽81，第一连接块30的右端插置于第一插置槽81内，第一连接块30与第一连接座24通过销轴铰接在一起。第二连接座25的左端加工有第二插置槽82。第二连接块33的右端插置于第二插置槽82内，第二连接块33与第二连接座25通过销轴铰接在一起。第三连接座26的右端加工有第三插置槽83。第三连接块36的左端插置于第三插置槽83内，第三连接块36与第三连接座26通过销轴铰接在一起。第四连接块31的右端与第四连接座49连接。第四连接座49的左端加工有第四插置槽84。第四连接块31的右端插置于第四插置槽84内，第四连接块31与第四连接座49通过销轴铰接在一起。第五连接块34的右端与第五连接座58连接。第五连接座58的左端加工有第五插置槽85。第五连接块34的右端插置于第五插置槽85内，第五连接块34与第五连接座58通过销轴铰接在一起。第六连接块37的右端与第六连接座68连接。第六连接座68的右端加工有第六插置槽86。第六连接块37的左端插置于第六插置槽86内，第六连接块37与第六连接座68通过销轴铰接在一起。第四连接座49的右端与第四活塞杆48焊接在一起。第四活塞杆48的右端与第五导油管42密封活动连接。第五导油管42的右端设有第一支液压缸4。第一支液压缸4包括第一缸体39和密封活动连接于第一缸体39左、右两端的两个第一支缸活塞40。左侧第一支缸活塞40与第五导油管42的右端垂直相通并焊接固定。右侧第一支缸活塞40的右侧面与第一固定块41焊接在一起。第一缸体39通过第一分支油管43与油泵3上的总油管44连通。总油管44上安装第五可控阀门45。第一分支油管43上安装第六可控阀门46和第一压力表47。第五连接座58的右端与第五活塞杆57焊接在一起。第五活塞杆57的右端与第六导油管53密封活动连接。第六导油管53的后端设有第二支液压缸5。第二支液压缸5包括第二缸体50和密封活动连接于第二缸体50前、后面的两个第二支缸活塞51。前面第二支缸活塞51与第六导油管53的一端垂直相通并焊接固定。后面第二支缸活塞51的后面与第二固定块52焊接在一起。第二缸体50通过第二分支油管54与油泵3上的总油管44连通。第二分支油管54上安装第七可控阀门55和第二压力表56。第六连接座68的左端与第六活塞杆67焊接在一起。第六活塞杆67的左端与第七导油管63密封活动连接。第七导油管63的另一端设有第三支液压缸6。第三支液压缸6包括第三缸体59和密封活动连接于第三缸体59上、下面的两个第三支缸活塞60。上面第三支缸活塞60与第七导油管63垂直相通并焊接固定。下面第三支缸活塞60的下面与第三固定块61焊接在一起。第一固定块41、第二固定块52和第三固定块61之间相互垂直且相邻间隔设置。第一固定块41、第二固定块52和第三固定块61均位于机架I上的试样平台62的上方,第三缸体59通过第三分支油管64与油泵3上的总油管44连通。第三分支油管64上安装有第八可控阀门65和第三压力表66。第一支点连接座32的左端与第四支点连接座69连接。第一支点连接座32的左端加工有第七插置槽87。第四支点连接座69的右端插置于第七插置槽87内，第一支点连接座32和第四支点连接座69之间通过销轴连接在一起。第一杠杆27的左方设有第一固定滑轨72，第一固定滑轨72由位于左部的倒置工字钢和位于右部的C型钢焊接而成。第一固定滑轨72的右侧面有贯通其前后面的第四开口槽78。第四支点连接座69的左端滑动插置于第四开口槽78内。第一固定滑轨72上套置有第一滑动座90。第一滑动座90与第四支点连接座69固定连接在一起，这样第一滑动座90可随第四支点连接座69在第一固定滑轨72上前后滑动。第一滑动座90的上表面固定有第一指针93,第一指针93垂直于第一固定滑轨72。第一滑动座90的左侧面垂直焊接有第一固定螺栓96，第一固定螺栓96的上表面连接有第一标尺99，第一标尺99与第一固定滑轨72平行。第二支点连接座35左端与第五支点连接座70连接。第二支点连接座35的左端加工有第八插置槽88。第五支点连接座70的右端插置于第八插置槽88内，第二支点连接座35和第五支点连接座70之间通过销轴连接在一起。第二杠杆28的左方设有第二固定滑轨73，第二固定滑轨73由位于左部的倒置工字钢和位于右部的C型钢焊接而成。第二固定滑轨73的右侧面有贯通其前后面的第五开口槽79。第五支点连接座70的左端滑动插置于第五开口槽79内。第二固定滑轨73上套置有第二滑动座91。第二滑动座91与第五支点连接座70固定连接在一起，这样第二滑动座91可随第五支点连接座70在第二固定滑轨73上前后滑动。第二滑动座91的上表面固定有第二指针94，第二指针94垂直于第二固定滑轨73。第二滑动座91的左侧面垂直焊接有第二固定螺栓97，第二固定螺栓97的上表面连接有第二标尺100，第二标尺100与第二固定滑轨73平行。第三支点连接座38的右端与第六支点连接座71连接。第三支点连接座38的右端加工有第九插置槽89。第六支点连接座71的左端插置于第九插置槽89内，第三支点连接座38和第六支点连接座71之间通过销轴连接在一起。第三杠杆29的右方设有第三固定滑轨74。第三固定滑轨74的形状与第一固定滑轨72、第二固定滑轨73的形状对称。第三固定滑轨74的左侧面有贯通其前后面的第六开口槽80。第六支点连接座71的右端滑动插置于第六开口槽80内。第三固定滑轨74上套置有第三滑动座92。第三滑动座92与第六支点连接座71固定连接在一起。这样第三滑动座92可随第六支点连接座71在第三固定滑轨74上前后滑动。第三滑动座92的上表面固定有第三指针95，第三指针95垂直于第三固定滑轨74。第三滑动座92的右侧面垂直焊接有第三固定螺栓98，第三固定螺栓98的上表面连接有第三标尺101，第三标尺101与第三固定滑轨74平行。第一固定滑轨72、第二固定滑轨73和第三固定滑轨74均放置于机架I上。使用时，当需要对岩石试样进行三轴方向的测试试验时，将与主液压缸2连通的第一导油管9上的第一可控阀门10、第二导油管15上的第二可控阀门18、第三导油管16上的第三可控阀门19及第四导油管17上的第四可控阀门20均打开，将与第一支液压缸4连通的第一分支油管43上的第六可控阀门46、与第二支液压缸5连通的第二分支油管54上的第七可控阀门55及与第三支液压缸6连通的第三分支油管64上的第八可控阀门65均打开，将岩石试样放置在机架I的试样平台62上,开启油泵3,使岩石试样被第一支液压缸4上的第一固定块41、第二支液压缸5上的第二固定块52及第三支液压缸6上的第三固定块61压紧，之后关闭油泵3，然后分别调节第一杠杆27上的第一支点连接座32的位置、第二杠杆28上的第二支点连接座35的位置及第三杠杆29上的第三支点连接座38的位置，使施加到第一杠杆27上的力到第一支点连接座32的距离大于第一杠杆27输出的力到第一支点连接座32的距离，使施加到第二杠杆28上的力到第二支点连接座35的距离大于第二杠杆28输出的力到第二支点连接座35的距离，使施加到第三杠杆29上的力到第三支点连接座38的距离大于第三杠杆29输出的力到第三支点连接座38的距离，第一支点连接座32的调整根据是将所要加砝码的重量乘以主缸活塞8与第一导油管9的横截面比值，再乘以第一支缸活塞40与第五导油管42的横截面比值，将预想的第一固定块41施加给岩石试样上的力除以上述所算的数值，即为第一支点连接座32的调整根据，该数值为第一支点连接座32到第一连接块30的距离与第一支点连接座32到第四连接块31的距离的比值。而第二支点连接座35和第三支点连接座38的调整方式与第一支点连接座32的相同。将第一支点连接座32、第二支点连接座35和第三支点连接座38的位置调整好后，在加载板14上放置所要重量的砝码，砝码的重力使第一活塞12受到向下的压力，从而使第一导油管9内的液压油受到向下压力，由于主液压缸2内的液压油压强相同，主液压缸2进液压油处的横截面积为第一导油管8的横截面积，主液压缸2输出液压油处为主缸活塞8的横截面积，输出液压油处的压力变大，且该压力为主缸活塞8的横截面积与第一导油管9的横截面积之比乘以所加砝码的重量，这样就将放置在加载板14上的砝码重力进行了一次放大，该放大后的压力施加到第一活塞杆21、第二活塞杆22和第三活塞杆23上，根据力矩平衡原理，第四活塞杆48、第五活塞杆57和第六活塞杆67所受到的力被相应放大，其放大倍数分别为第一连接块30到第一支点连接座32之间的距离与第四连接块31到第一支点连接座32的距离的比值、第二连接块33到第二支点连接座35的距离与第五连接块34到第二支点连接座35的距离的比值、第三连接块36到第三支点连接座38的距离与第六连接块37到第三支点连接座38的距离的比值。第四活塞杆48将力传递给第一支液压缸4的液压油，第五活塞杆57将力传递给第二支液压缸5的液压油，第六活塞杆67将力传递给第三支液压缸6的液压油，由于第一支液压缸4内的各处液压油压强相等，第二支液压缸5内的各处液压油的压强相等，第三支液压缸6内的各处液压油的压强相等，而第一支液压缸4内的液压油横截面积是进油处的液压油横截面积的几倍大，因此第一支液压缸右侧的第一支缸活塞40推动第一固定块41的力变大,该力为预想施加给岩石试样在该方向上的力。同理第二固定块52、第三固定块61分别将放大的液压油压力作用到岩石试样上，各相应的力为预想施加给岩石试样在相应方向的力。当第一固定块41、第二固定块52、第三固定块61施加给岩石试样上的力与第一分支油管43上的第六可控阀门46、第二分支油管54上的第七可控阀门55及第三分支油管64上的第八可控阀门65所测量的数据存在差值，则微调第一支点连接座32在第一杠杆27上的位置、第二支点连接座35在第二杠杆28上的位置、第三支点连接座38在第三杠杆29上的位置，直至第六可控阀门46、第七可控阀门55和第八可控阀门65上显示的数值与预想的加载力各值相同。这样就可以精确测量岩石试样在三轴向力加载下应力、应变随时间的变化情况。当实验结束时，启动油泵3，使第一支液压缸4、第二支液压缸5、第三支液压缸6内的液压油均卸载,使第一固定块41、第二固定块52和第三固定块61分别被第一支缸活塞40、第二支缸活塞51、第三支缸活塞60带动向远离岩石试样的方向移动，这样就可以将岩石试样从试样平台62上拿走，换上其它待试验的岩石试样进行下一个试验，如此循环。而如果是进行单轴试验或双轴试验时，将所要测方向上的支液压缸上的可控阀门打开、支液压缸所对应的杠杆前部连接的主液压缸所连通的油路上的可控阀门打开，其它可控阀门全部关闭，其操作步骤与上述三轴向力加载试验相同，此处不再赘述。本发明通过用小重量的砝码即可对多种不同岩石进行力学测试，由于其可以分别对岩石进行X向或Y向或Z向或XY向或XZ向或YZ向或XYZ向实验，使得测量更接近实际情况中岩石所受到的力，其结果比现有单轴检测更准确，而且其通过液压系统工作，用电的时侯很少，其可以进行长达几百个小时连续试验，其成本低。以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种三轴流变试验机，其特征在于:包括机架(I)，所述机架(I)上放置有主液压缸(2)和与油泵(3)连接的第一、二、三支液压缸(4，5，6)，所述主液压缸(2)包括主缸体(7)和安装于主缸体(X)左、右两侧面的两个主缸活塞(8),其中一个主缸活塞(8)与L形第一导油管(9)的一端垂直连通，所述第一导油管(9)上安装有第一可控阀门(10)，所述第一导油管(9)的下面固定于第一支撑架(11)的上端，所述第一导油管(9)的内腔上端安装第一活塞(12)，所述第一导油管(9)的外表面上端安装筒帽(13)，所述筒帽(13)与第一活塞(12)固定在一起，所述筒帽(13)的外表面下端垂直连接有加载板(14)，另一个主缸活塞(8)与第二导油管(15)的一端垂直连通固定，所述第二导油管(15)分别与第三、四导油管(16，17)的一端连通，所述第二、三、四导油管(15，16，17)相互平行，所述第二、三、四导油管(15，16，17)上分别安装有第二、三、四可控阀门(18，19，20)，所述第二、三、四导油管(15，16，17)的另一端分别密封活动连接第一、二、三活塞杆(21，22，23)，所述第一、二、三活塞杆(21，22，23)的另一端分别与第一、二、三连接座(24，25，26)连接，所述第一、二、三连接座(24，25，26)的一侧分别设有相互平行的第一、二、三杠杆(27，28，29)，所述第一杠杆(27) —侧的前、后部分别安装有可沿其侧面前后活动的第一、四连接块(30，31)，所述第一杠杆(27)的另一侧活动安装有可沿其侧面前后活动的第一支点连接座(32)，所述第二杠杆(28) —侧的前、后部分别安装有可沿其侧面前后活动的第二、五连接块(33，34)，所述第二杠杆(28)的另一侧活动安装有可沿其侧面前后活动的第二支点连接座(35)，所述第三杠杆(29) —侧的前、后部分别安装有可沿其侧面前后活动的第三、六连接块(36，37)，所述第三杠杆(29)的另一侧活 动安装有可沿其侧面前后活动的第三支点连接座(38)，所述第一、二、三连接座(24，25，26)分别与第一、二、三连接块(30，33，36)铰接连接，所述第一支液压缸(4)包括第一缸体(39)和安装于第一缸体(39)左、右侧面的两个第一支缸活塞(40)，其中一个第一支缸活塞(40)上连接第一固定块(41)，另一个第一支缸活塞(40)上与第五导油管(42)的一端垂直连通固定，所述第一缸体(39)通过第一分支油管(43)与所述油泵(3)上的总油管(44)连通，所述总油管(44)上安装有第五可控阀门(45)，所述第一分支油管(43)上安装有第六可控阀门(46)，所述第五导油管(42)的另一端密封活动连接第四活塞杆(48)，所述第四活塞杆(48)的另一端与第四连接座(49)连接，所述第四连接座(49)与第四连接块(31)铰接连接，所述第二支液压缸(5)包括第二缸体(50)和安装于第二缸体(50)前、后面的两个第二支缸活塞(51)，其中一个第二支缸活塞(51)上连接第二固定块(52)，另一个第二支缸活塞(51)上与第六导油管(53)的一端垂直连通固定，所述第二缸体(50)通过第二分支油管(54)与油泵(3)上的总油管(44)连通，所述第二分支油管(54)上安装有第七可控阀门(55)，所述第六导油管(53)的另一端密封活动连接第五活塞杆(57)，所述第五活塞杆(57)的另一端与第五连接座(58)连接，所述第五连接座(58)与第五连接块(34)铰接连接，所述第三支液压缸(6)包括第三缸体(59)和安装于第三缸体(59)上、下面的两个第三支缸活塞(60)，其中一个第三支缸活塞￠0)上连接第三固定块(61)，所述第一、二、三固定块(41，52，61)之间相互垂直且相邻间隔设置，所述第一、二、三固定块(41，52，61)均位于机架(I)上的试样平台￠2)的上方，另一个第三支缸活塞(60)与第七导油管￠3)的一端垂直连通固定，所述第三缸体(59)通过第三分支油管￠4)与油泵(3)上的总油管(44)连通，所述第三分支油管￠4)上安装有第八可控阀门(65)，所述第七导油管￠3)的另一端密封活动连接第六活塞杆(67)，所述第六活塞杆(67)的另一端与第六连接座￠8)连接，所述第六连接座￠8)与第六连接块(37)铰接连接，所述第一、二、三支点连接座(32，35，38)的另一端分别与第四、五、六支点连接座出9，70，71)铰接连接，所述第四、五、六支点连接座出9，70，71)可前后活动的安装于第一、二、三固定滑轨(72，·73，74)上，所述第一、二、三固定滑轨(72，73，74)放置于机架(I)上。
2.如权利要求1所述的三轴流变试验机，其特征在于:所述第一分支油管(43)上安装有第一压力表(47)，所述第二分支油管(54)上安装有第二压力表(56)，所述第三分支油管(64)上安装有第三压力表(66)。
3.如权利要求2所述的三轴流变试验机，其特征在于:所述第一杠杆(27)的左、右侧分别设有贯通其前后面的第一开口槽(75)，所述第一、四连接块(30，31)滑动设于其中一侧的第一开口槽(75)的前、后部，另一侧所述第一开口槽(75)内滑动设有所述第一支点连接座(32)，所述·第二杠杆(28)的左、右侧分别设有贯通其前后面的第二开口槽(76)，所述第二、五连接块(33，34)滑动设于其中一侧的第一开口槽(76)的前、后部，另一侧所述第二开口槽(76)内滑动设有所述第二支点连接座(35)，所述第三杠杆(29)的左、右侧面分别设有贯通其前后面的第三开口槽(77)，所述第三、六连接块(36，37)滑动设于其中一侧的第三开口槽(77)的前、·后部，另一侧所述第三开口槽(77)内滑动设有所述第三支点连接座(38)，所述第一、二、三固定滑轨(72，73，74)的一侧分别设有贯通其前后面的第四、五、六开口槽(78，79，80)，所述第四、五、六支点连接座(69，70，71)分别滑动设于第四、五、六开口槽(78，79，80)内。
4.如权利要求3所述的三轴流变试验机，其特征在于:所述第一、二、三开口槽(75，76，77)的横截面均为T型，所述第一、二、三、四、五、六连接块(30，33，36，31，34，37)插置于相应第一、二、三开口槽(75，76，77)部分的横截面与第一、二、三开口槽(75，76，77)的横截面形状相对应，所述第一连接座(24)上与第一连接块(30)相对面上设有第一插置槽(81)，所述第一连接块(30)的一端插置于第一插置槽(81)内，所述第一连接块(30)与第一连接座(24)通过销轴铰接在一起，所述第二连接座(25)上与第二连接块(33)相对面上设有第二插置槽(82)，所述第二连接块(33)的一端插置于第二插置槽(82)内，所述第二连接块(33)与第二连接座(25)通过销轴铰接在一起，所述第三连接座(26)上与第三连接块(36)相对面上设有第三插置槽(83)，所述第三连接块(36)的一端插置于第三插置槽(83)内，所述第三连接块(36)与第三连接座(26)通过销轴铰接在一起，所述第四连接座(49)上与第四连接块(31)相对面上设有第四插置槽(84)，所述第四连接块(31)的一端插置于第四插置槽(84)内，所述第四连接块(31)与第四连接座(49)通过销轴铰接在一起，所述第五连接座(58)上与第五连接块(34)相对面上设有第五插置槽(85)，所述第五连接块(34)的一端插置于第五插置槽(85)内，所述第五连接块(34)与第五连接座(58)通过销轴铰接在一起，所述第六连接座￠8)上与第六连接块(37)相对面上设有第六插置槽(86)，所述第六连接块(37)的一端插置于第六插置槽(86)内，所述第六连接块(37)与第六连接座￠8)通过销轴铰接在一起。
5.如权利要求4所述的三轴流变试验机，其特征在于:所述第一支点连接座(32)上与第四支点连接座￠9)相对面上设有第七插置槽(87)，所述第四支点连接座￠9)的一端插置于第七插置槽(87)内，所述第一、四支点连接座(32，69)之间通过销轴连接在一起，所述第二支点连接座(35)上与第五支点连接座(70)相对面上设有第八插置槽(88)，所述第五支点连接座(70)的一端插置于第八插置槽(88)内，所述第二、五支点连接座(35，70)之间通过销轴连接在一起，所述第三支点连接座(38)上与第六支点连接座(71)相对面上设有第九插置槽(89)，所述第六支点连接座(71)的一端插置于第九插置槽(89)内，所述第三、六支点连接座(38，71)之间通过销轴连接在一起。
6.如权利要求1-5之一所述的三轴流变试验机，其特征在于:所述第一、二、三固定滑轨(72，73，74)上分别套置有第一、二、三滑动座(90，91，92)，所述第一、二、三滑动座(90，91,92)分别与第四、五、六支点连接座出9，70，71)固定在一起，所述第一、二、三滑动座(90,91,92)的上表面分别固定有第一、二、三指针(93，94，95)，所述第一、二、三指针(93，94,95)分别垂直于第一、二、三固定滑轨(72，73，74)，所述第一、二、三滑动座(90,91,92)的一侧分别垂直连接有第一、二、三固定螺栓(96，97，98)，所述第一、二、三固定螺栓(96，97,98)的上表面分别连接有第一、二、三标尺(99，100，101)，所述第一、二、三标尺(99，100，101)与第一、二、三固定滑轨(72，73，74)平行。
7.如权利要求6所述的三轴流变试验机，其特征在于:所述第一、二、三固定滑轨(72，·73,74)均由倒置的工字 钢和 工字钢侧面的C型钢焊接而成。
全文摘要
一种三轴流变试验机，属于地质测试仪器技术领域，包括机架，机架上放置主液压缸系统和第一、二、三支液压缸系统，主液压缸一端与第一导油管连通，第一导油管上安装第一活塞，第一导油管外安装筒帽，筒帽外表面下端连接加载板，主液压缸系统的三个油路分别与第一、二、三杠杆一侧前部活动连接，三个支液压缸系统分别与第一、二、三杠杆一侧后部活动连接，第一、二、三杠杆的另一侧安装活动的支点结构，三个支液压缸上分别连接第一、二、三固定块，三个支液压缸分别与油泵连通。本发明可以对多种不同岩石进行力学测试，可以进行长达几百个小时连续试验，且测量的试验数据准确，成本低。
文档编号G01N3/12GK103076233SQ201210590868
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者经纬, 经来旺, 孙中豪, 张宁 申请人:安徽理工大学