岩石振动激励模拟测试简化方案.doc

文档介绍：岩石振动激励模拟测试系统方案
一、仪器基本技术参数
:岩石振动激励模拟测试系统
:研制

1)基本参数
旋转速度:0~1000r/min,无级可变;
采用800W西门子交流伺服电机,通过摩擦轮带动冲头旋转,交流伺服控制系统在单片机控制主板控制下实现无级调速。。
冲头产生频率范围:1~2000Hz,无级可变;
采用国产的超大尺寸超磁致伸缩棒,只用1根,。
线圈水冷系统,4KW功率制冷系统、循环水泵等,大功率制冷机对循环水进行冷却,。
超磁致伸缩阵列和上下夹板及冲头示意图
冲击力:10~1000N,无级可变;
如果振幅2mm, 频率2000Hz, 近似按匀加速运动计算,=4m/s
s=12at2 a=2St2==160000ms2 平均功率FV=1000N×4m/s=4KW
冲击力的实现采用伺服驱动预应力加载系统实现。
冲击头:10~100mm,系列尺寸的一组冲头。可调尺寸冲击头采用一组冲头实现,材料Cr12MoV,
大位移低频率振动的实现:振动幅度±10mm,无级调频10-1000Hz,冲击力100-1000N
采用普通线圈激振方式实现,上下夹板中心开孔,让电磁线圈衔铁穿过,并与冲头预应力接触。

2)试样要求
岩样形状:规则和不规则岩样
规则岩样尺寸范围:方形0~300(长)mm×0~300(宽)mm×0~400(高)mm,
圆柱形φ300mm×400mm;
不规则岩样尺寸范围:最大直径φ0 mm ~φ400 mm;
试样夹持装置,能方便夹持各种形状和尺寸的试样,采用多道减震簧片夹持机构实现夹紧。

3)控制模式
冲击力加载方式:恒压加载;精密丝杠驱动弹簧压缩加载
恒压加载含义是什么?冲击作用下压力是不断变化的。
操作方式:人工设定、计算机自动控制
工控机一台,执行电路控制柜一只。2万元。
4)测量系统
采样频率:每通道最高1MHz;
振动测量范围:5~10000Hz;
,。电荷放大器2只1万元。。
压力传感器:量程2Mpa、%;
。
加速度传感器:
位移传感器:量程425mm、%;

转速传感器:量程0-600r/min、精度± r/min;
增量式光电码盘1000Pulse/转,
扭矩传感器:、%。

数据采集、记录与计算:计算机自动采集、记录与计算
记录动态曲线:
(1)钻压----------钻时(2)转速---------钻时
(3)吃入深度----钻时(4)扭矩---------钻时
(5)吃入深度----钻压
钻头(1)钻压---------钻时(2)转速---------钻时
(3)深度---------钻时(4)扭矩---------钻时
。