一种由加载主机、液压系统和控制系统组成的液压冲击试验机，加载主机机架由下梁、上梁和导柱构成，导柱上有可滑动的中梁，加载液压缸和中梁移动油缸固定安装在上梁上，中梁和立卧变幅油缸铰接；加载液压缸的活塞杆为双出杆对称结构，中间有供细长试件穿过的通孔，两端有用于安装试件夹具或力传感器的螺纹孔，加载液压缸的活塞设有防冲击的缓冲结构；液压系统在控制系统控制下进行冲击试验。该试验机可对试件进行静态加载、快速冲击加载和静动复合冲击加载，并可采取立式、卧式和倾斜使用方式，能够充分满足冲击矿井防冲支护装备研发与试验要求的技术条件。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及煤矿支护设备抗冲击性能检测，特别是一种能够对支护设备进行静态加载、冲击加载和静动复合加载，且可采取立式、卧式和倾斜方式使用的大吨位高能级液压冲击试验机。
技术介绍
煤矿冲击地压发生时间短暂且释放能量巨大，煤矿防冲支护设备在承受围岩静载的同时遭受突发的冲击载荷作用，易造成严重的安全事故和经济损失。对于冲击地压矿井而言，单纯高刚度支护不再适用，急需研发刚柔耦合一体式防冲支护装备，以改善支护体系。在研究、设计以及使用防冲支护设备时，需对支护设备进行相应的抗冲击性能检测与试验，包括特型支护构件的静动复合冲击压缩试验；防冲锚杆、锚索快速拉伸试验及静动复合加载试验；对防冲支架进行整体静载实验、冲击试验及静动复合加载试验等。现有的冲击试验设备，有金属摆锤试验机，落锤式冲击试验机，霍普金森压杆冲击试验机和高速电液伺服冲击试验机等。其中，金属摆锤试验机专用于测试金属抗剪断韧性，不能进行拉压试验；落锤式冲击试验机是靠提升重物来实现垂直方向的冲击，不能进行静动复合加载；霍普金森压杆冲击试验机可实现高速冲击试验，但只限于对小尺寸试件进行低能级冲击试验；高速电液伺服冲击试验机只能用于材料的冲击性能检测，不能进行大型设备的冲击试验。而且，这些冲击试验机的加载方式仅限于动态加载，不能进行静动复合加载。另外，对细长类零件(长度从2米到10多米)，如防冲锚杆、防冲锚索等零件的复合冲击试验，要求试验设备卧式使用；对位于倾斜巷道中使用的支护设备进行复合冲击试验要求倾斜使用(模拟重力分量对防冲支护设备的冲击)；对水平巷道支护设备进行复合冲击试验要求立式使用，这些冲击试验机均不能同时满足立式、卧式和倾斜使用的要求。
技术实现思路
针对上述现有冲击试验机存在不足，本技术的目的是提供一种能够对支护设备进行静态加载、冲击加载和静动复合加载，且可立式、卧式和倾斜使用的大吨位高能级液压冲击试验机，以满足冲击地压矿井防冲支护装备研发与试验的要求。为实现这一目的，本技术提供的液压冲击试验机，包括加载主机、液压系统和控制系统；所述加载主机由机架、冲击加载液压缸、中梁移动油缸和立卧变幅油缸组成；机架由下梁、上梁和两端分别与下梁和上梁固定连接的四根导柱组成，导柱上有可沿导柱轴向滑动的中梁；中梁与所述立卧变幅油缸的活塞杆一端铰接，立卧变幅油缸的活塞杆另一端通过销轴与地基铰接；所述冲击加载液压缸的缸体固定安装在上梁的中心；所述中梁移动油缸的活塞杆与中梁固定连接，中梁移动油缸的缸体固定安装在上梁上；所述冲击加载液压缸包括缸体、缸盖和活塞杆，活塞杆采用双出杆对称结构，活塞杆中间加工有供细长类试件从中穿过的通孔，两端加工有用于安装试件夹具或力传感器的螺纹孔；所述液压系统包括液压动力泵站、液压控制泵站、回油收集箱和蓄能器站；液压动力泵站和液压控制泵站与回油收集箱之间分别由连接管路连通，使回油收集箱中的回液通过连接管路导入液压控制泵站和液压动力泵站中；蓄能器站通过大流量快放阀a和进液高压胶管组与所述冲击加载液压缸用于进油的进回液口相接；回油收集箱通过大流量快放阀b和回液高压胶管组与所述冲击加载液压缸用于回油的进回液口相接；所述控制系统控制所述液压系统对试件进行冲击试验。所述加载液压缸设有防止活塞高速冲击缸盖的缓冲结构；该缓冲结构包括在缸盖的内部两端分别加工出的与活塞杆之间形成环形腔的端盖缓冲结构和在加载液压缸的活塞杆的活塞两侧分别加工出的其直径比活塞直径小、比端盖缓冲结构内径略小的活塞杆缓冲结构。为适应加载主机卧式使用，在地基上有加载主机卧式使用时支承其下梁和上梁、使加载主机处于水平状态的两个凸台。为使高压胶管组能随加载主机使用状态的变化而移动，以便使高压胶管的长度尽量缩短，可在地基上铺设有与所述加载主机卧式时的轴向平行的导轨，所述液压动力泵站、液压控制泵站、回油收集箱和蓄能器站置于该导轨上，在液压动力泵站、液压控制泵站、回油收集箱和蓄能器站底部安装有与该导轨配合的滚轮，液压动力泵站、液压控制泵站、回油收集箱和蓄能器站利用其滚轮置于导轨上，可随加载主机使用状态的变化一起沿导轨移动。为保证试验过程中的安全，可在加载主机的外围安装安全防护罩。本技术液压冲击试验机具有以下优点：1、采用液压加载方式提供冲击加载力，加载力可达上千吨，最高冲击速度可达20m/s，单次冲击能量可从500KJ到5000KJ，能够满足大吨位高能级冲击试验要求。2、能对试件进行静态加载、快速冲击加载和静动复合冲击加载，满足不同加载试验要求。3、能实现冲击压缩试验和冲击拉伸实验，满足不同支护设备和支护构件试验要求。4、加载主机可采取立式、卧式和倾斜多种使用方式，满足不同支护设备和支护构件的试验需要。附图说明附图为本技术实施例的结构和使用示意图，其中：图1为冲击试验机的加载主机处于卧式状态的示意图；图2为图1的左视图；图3为图1中冲击加载液压缸、中梁移动油缸、上梁和中梁的组装图；图4为图1中冲击加载液压缸的结构示意图(轴向剖视图)；图5为沿图4中A-A剖视图；图6为液压冲击试验机整体布置示意图；图7为液压冲击试验机的液压系统原理图；图8为加载主机卧式进行拉伸加载试验的示意图；图9为加载主机立式进行压缩冲击加载试验的示意图；图10(a)为加载主机处于卧式状态的示意图；图10(b)为加载主机由卧式转为立式过程中倾斜状态的示意图；图10(c)为加载主机处于立式状态的示意图。图中符号说明：基础底座1、销轴2、下梁3、导柱4、中梁5、上梁6、冲击加载液压缸7、缸体7-1、缸盖7-2、活塞杆7-3、螺栓孔7-4、缸盖缓冲结构7-5、进回液口7-6、安装法兰7-7、活塞杆缓冲结构7-8、通孔7-9、缓冲缝隙7-10、安装法兰孔7-11、中梁移动油缸8、安装法兰8-1、安装法兰8-2、紧固螺栓9、凸台10、立卧变幅油缸11、液压动力泵站12、液压控制泵站13、回油收集箱14、蓄能器站15、大流量快放阀a 16、大流量快放阀b 17、进液高压胶管组18、回液高压胶管组19、轨道20、控制及数据处理系统21、安全防护罩22、连接管路23、静载液压泵24、静载调压比例阀25、控制液压泵26、蓄能器液压泵27、中梁移动和立卧液压泵28、静载蓄能器29、蓄能器调压比例阀30、液控单向阀a 31、液控单向阀b 32、蓄能器压力传感器33、单向阀34、细长试件35、力传感器36、高度调整垫块37、试件38、CJ1～CJn为n个蓄能器。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步描述。结合图6，本实施例液压冲击试验机由加载主机、液压系统和控制系统组成。如图1、图2和图3所示，加载主机包括机架、冲击加载液压缸7、中梁移动油缸8和立卧变幅油缸11。所述机架由下梁3、上梁6和两端分别与下梁和上梁通过紧固螺栓9固定连接的四根导柱4构成，四根导柱呈方形布置；下梁通过销轴2与基础底座1铰接，基础底座固定在地基上；导柱上有可沿导柱轴向滑动的中梁5；中梁的一侧通过销轴与立卧变幅油缸的活塞杆一端铰接，立卧变幅油缸的活塞杆另一端通过销轴与地基铰接，加载主机卧式或立式使用时，与中梁相接的销轴卸掉；冲击加载液压缸的缸体通过安装法兰7-7固定安装在上梁的中心，使冲击加载油缸的缸体在上梁上固定不动，冲击加载时由冲击加载本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冲击试验机，包括加载主机、液压系统和控制系统；其特征在于：所述加载主机由机架、冲击加载液压缸(7)、中梁移动油缸(8)和立卧变幅油缸(11)组成；机架由下梁(3)、上梁(6)和两端分别与下梁和上梁固定连接的四根导柱(4)组成，导柱上有可沿导柱轴向滑动的中梁(5)；中梁与所述立卧变幅油缸的活塞杆一端铰接，立卧变幅油缸的活塞杆另一端通过销轴与地基铰接；所述冲击加载液压缸的缸体固定安装在上梁的中心；所述中梁移动油缸的活塞杆与中梁固定连接，中梁移动油缸的缸体固定安装在上梁上；所述冲击加载液压缸包括缸体(7‑1)、缸盖(7‑2)和活塞杆(7‑3)，活塞杆采用双出杆对称结构，活塞杆中间加工有供细长类试件从中穿过的通孔(7‑9)，两端加工有用于安装试件夹具或力传感器(36)的螺纹孔(7‑4)；所述液压系统包括液压动力泵站(12)、液压控制泵站(13)、回油收集箱(14)和蓄能器站(15)；液压动力泵站和液压控制泵站与回油收集箱之间分别由连接管路(23)连通，使回油收集箱中的回液通过连接管路导入液压控制泵站和液压动力泵站中；蓄能器站通过大流量快放阀a(16)和进液高压胶管组(18)与所述冲击加载液压缸用于进油的进回液口(7‑6)相接；回油收集箱通过大流量快放阀b(17)和回液高压胶管组(19)与所述冲击加载液压缸用于回油的进回液口(7‑6)相接；所述控制系统控制所述液压系统对试件进行冲击试验。...
【技术特征摘要】
1.一种冲击试验机，包括加载主机、液压系统和控制系统；其特征在于：所述加载主机由机架、冲击加载液压缸(7)、中梁移动油缸(8)和立卧变幅油缸(11)组成；机架由下梁(3)、上梁(6)和两端分别与下梁和上梁固定连接的四根导柱(4)组成，导柱上有可沿导柱轴向滑动的中梁(5)；中梁与所述立卧变幅油缸的活塞杆一端铰接，立卧变幅油缸的活塞杆另一端通过销轴与地基铰接；所述冲击加载液压缸的缸体固定安装在上梁的中心；所述中梁移动油缸的活塞杆与中梁固定连接，中梁移动油缸的缸体固定安装在上梁上；所述冲击加载液压缸包括缸体(7-1)、缸盖(7-2)和活塞杆(7-3)，活塞杆采用双出杆对称结构，活塞杆中间加工有供细长类试件从中穿过的通孔(7-9)，两端加工有用于安装试件夹具或力传感器(36)的螺纹孔(7-4)；所述液压系统包括液压动力泵站(12)、液压控制泵站(13)、回油收集箱(14)和蓄能器站(15)；液压动力泵站和液压控制泵站与回油收集箱之间分别由连接管路(23)连通，使回油收集箱中的回液通过连接管路导入液压控制泵站和液压动力泵站中；蓄能器站通过大流量快放阀a(16)和进液高压胶管组(18)与所述冲击加载液压缸用于进油的进回液口(7-6)相接；回油收集箱通过大流量快放阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘一山，张建卓，李国臻，肖永惠，王爱文，由衷，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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