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模块式土工离心机

型号：GT50/1.7 GT75/2.5 GT150/3.0 GT880/2.2 GT450/1.4

用途：土工离心机试验是岩土建模领域的一项新发展，通过在土体试样内施加一个离心力场，重力对真实地面条件下真实结构的影响可以被模拟出来。通过在一个小的实验室试样模型内创造与原型相似的应力条件，岩土工程研究人员以及岩土工程师可以洞悉在重大复杂建设项目中影响岩土工程风险的因素。

标准规范：GMB/D GT50/1.7 GT880/2.2;1.4m GMD GT450/1.4;GMD GT450/1.4;MT GT150/1.6


传统的实验室实验科技，比如三轴、固结、直剪和贯入度测试等已经应用并且被人们接受了多年，可以给现场 项目提供有效的实验数据，但是这些实验方法都具有其局限性，无法给新的重大项目的岩土工程风险管理提供更加有效的实验证据。实验室内对一个小土样试验模型施加离心力可以在试样上产生相应应力，可以模拟真正的土层实际结构原型中重力产生的影响，可以让岩土科学家和工程师们评估威胁重大项目或者复杂的建筑物的地质风险。加载状态的土工物理模型让设计工程师更好地理解实际的建筑工程在同等应力状态下的土力学特征，离心模型试验被当作是目一个有效的研究土壤在复杂的静态或动态应力场下的物理性能的手段。应用包括：

 • 边坡稳定度                  • 水工结构                      • 堤坝                         • 地基                        • 基桩和土层的相互作用

 • 隧道                             • 热传导                         • 扩散                         • 渗流                        • 地震

 • 海浪冲击                      • 污染物的扩散              • 冻融循环                  • 深层采矿的影响


模块式土工离心机

梁式土工离心机GT50/1.7：

平台半径 

2.0m

有效负载半径

1.7m

有效负载尺寸

W = 0.6m圆周, L = 0.8m宽 (垂直运行高度) H = 0.9m高 (运行径向)

100G性能

500kg，100g于1.7m半径(230rpm)

最小加速度

500kg，10g于1.7m半径(75rpm) ，

最大性能

150g于1.7m半径 (280rpm) +/- 50kg-m

运行中的自平衡能力

(+/- 30 kN于230rpm, +/- 45kN于280rpm) 残余量值小于 +/- 1.7 kg.m

平衡外最大残余量 

(+/- 1 kN于230rpm, +/- 1.5kN于280rpm) +/- 50kN 

驱动马达

55kW – 4极 - 415V - 3 相 - 50Hz, D250M帧感应马达

变极器

55kW PWM

梁式测试环境 1: 1.7m 50GT /1:2.5m 75GT


梁式土工离心机GT75/2.5   GT150/3.0

吊篮平台半径

2.5 m/3.0m

荷载有效半径

2.2 m/2.6m

吊篮最大荷载尺寸

  宽 = 0.6m/1.6m圆周的长 = 0.8m/0.9m; 宽（飞行中垂直）径 = 1.32m /1.2m高（径向飞行）

最大荷载

1650 kg-m (750 kg*，在2.2m)

最小荷载

290 kg-m (130 kg*, 在2.2m)

名义加速度

  1650 kg-m，在200 RPM / 1000kg在150g时2.6m(227RPM)

750 kg，在2.2m半径，100g (75 g-Tonne)

最大g值

  1100 kg-m，在249 RPM  /  750g,在200g时2.6m(262RPM)

500 kg，在2.2m半径，150 g (75 g-Tonne)

飞行中平衡能力

GT75/2.5从最大+/- 50 kg-m（+/- 30kN 在 200 RPM, +/- 45 kN 在 249 RPM），最小平衡速度150RPM, 到残值小于+/- 5kN（10%）；GT150/3.0，平衡范围+/- 30kN，平衡分辨率+/- 1kN

最大持续不平衡力

+/- 50kN

驱动马达

75kW –4极–3阶感应马达 / 160kW,460V-4级-3阶感应马达

逆变器

  75kW 脉宽调制逆变器带有直流制动斩波器

结实的19’’支架箱

2个12U 高平开门柜，互锁装置连接到离心机控制系统

用户液压单元

四端口，10℃ 到 50℃ 2个端口 – 空气 10bar2个端口 – 水/油 140bar

电子滑环堆栈：供电

16环 - 600v RMS，每个30A **/16环，1000V RMS每个20A，额定700RPM

电子滑环堆栈：控制

16环 - 600v RMS，每个30A **/16环，1000V RMS每个20A，额定700RPM




模块式土工离心机 GMB/D GT880/2.2：

梁式和鼓式系统

构  造：


材料

高强度碳素钢

表面涂料

通过对系统无损测试

Broadbent标准色，用户

可以指定其他颜色

安装说明：


地面安装

需要钢筋混凝土基础（若有

需要可以提供防护栏的设计）

刚性安装

振动隔离

因为使用低转速，无需振动隔离


控制和电子仪表：


内部逻辑

PLC控制器

联动装置/防护

根据BS  5304标准设计和建造

振动监测

加速度/  LC监控，带有振动和

驱动警报

速度传感器

速度通过接近开关和齿盘来测量

电机保护

电机电热调节器和过流保护


鼓式土工离心机：

轨道壁水平加速度

最大 440g

轨道尺寸

L x W x D,

2.2m x 0.80m x 0.30m

最大速度

600rpm

轨道容积

1.6m3

土样负载

2吨,440g时，

880g-吨

工具台驱动

伺服控制

工具台静止时 

启动、停止功能带

有完整的安全防护

工具台负载

180kg

轨道失衡能力

最大10kgm于440g,

22.5kg于200g

工具台失衡能力

最大1kgm于 440g


安放土样的轨道槽尺寸为2.2m直径 x 0.80m宽 x 0.30m深，也可以选择更小的尺寸。 鼓式离心机可以产生更大的加速度，主要是因为环形轨道更加符合空气动力学原理。2.2m的轨道可以产生最大440g的径向 离心加速度，测试负载为2吨
在400g离心加速度时相对应的原型参数为：
• 原型长度 2765M

• 原型宽度 320M
• 原型高度 120M
• 原型体积 100M3



中间的工具台和环形土样安放轨道采用双重同心轴设计形式，可以各自独立控 制。多功能测试用途的做动器和机器人伺服控制器可以安装在工具台上，可以模 拟各种径向、圆周、垂直向的施工过程。
鼓形轨道安装在外同心轴上，通过主驱动马达来驱动，梁式离心机和鼓式离心机可 以共用同一个驱动马达。内同心轴连接一个独立的工具台，可以安装做动器、机械 手等设备。两个轴可以连接起来一起旋转，也可以各自独立操作。在下一个例子 里，可以采用一个独立的闭环回路位置和速度控制的伺服马达来驱动内同心轴。

若需要的话可以采用一个安全屏蔽装置提供完全的保护用于手动操作停止的内 工作台，这个特点在工作台停止的时候可以把操作者和鼓形轨道旋转面隔离开。

安全屏蔽装置未在照片中显示出来。


模块式鼓式离心机：1.4M
GMD GT450/1.4

概述：GMD系列是用于土木工程研究和教学的鼓式离心机。鼓式离心机以其很高的离心加速度能力以及较大的模型表面面积，可以用于模拟研究桩-土交互作用，冻土层，污染 物扩散及相关联的补救处理的测量。

Thomas Broadbent and Sons公司，可以给我们的土工鼓式离心机系列提供全方位的 支持，包括现场调试和日常维护工作。结合各种测试仪器和设备，可以给土木工程 师和最终用户提供完整的交钥匙式服务。GMD离心机系列提供标准的实验室地面安装和防振隔离装置，不需要专门的混凝土安装结构。




技术规格：
最大速度                  875 rpm
最大垂直加速度        600g对应0.7m 直径
鼓式轨道纵横比        周长 4.4m,宽0.35m, 深0.27m
鼓式轨道体积           0.42m3
最大土样负载:          750kg于600g时,450 g-吨
环轨道土样隔离箱 2套
工具台负载             120kg
工具台直径              0.75m
轨道失衡能力          最大2.5kg-m于600g
工具台失衡能力       最大0.5kg-m于600g


工具台系统
用户液压单元   2个 气/水/油端口, 10 bar g, 10 至 50ºC
电子滑环控制   50环, 1000V RMS 于 7.5A ea
电子滑环图像   2 x  高带宽50MHz  视频通道
光纤旋转接头    单模式,额定 1000rpm, 2个光纤-以太网转换器
数据处理系统DAS： 32 通道, 200 kHz, 16 bit,  基于以太网技术


鼓式系统
液体流入     2个液体供给管道
流出         遥控式排水管
电子滑环块:  控制 36 环, 1000V RMS 于 7.5A ea
电子滑动环:  图像 2 x  高带宽 50 MHz  视频通道
完善的数据采集系统DAS： 32 通道, 200 kHz, 16 bit, 基于嵌入式以太网


构造
材料 高强度碳素钢
焊料 通过无损测试
表面涂料  Broadbent标准色–用户可以指定其他颜色


安装模式
场地空间要求  4m x 4m,  鼓式环道可以方便拆卸
场地规格 柔性安装: 需有防震隔离装置


控制和电子仪表
内部逻辑 PLC  控制器
联动装置/防护装置 按照BS5304标准设计制造
振动监测    加速度/  LC监控，带有振动和行程警报
速度传感器 通过接近开关与齿轮盘测量速度
电机保护 使用发动机电热调节器及过电流保护装置




基于以太网的嵌入式数据采集系统

描述: 我们的土工数据采集系统专门为高重力环境下在视窗系统中使用而设计；配合多通道及嵌入式数字转换系统，利 用TCP/IP网络通讯及控制协议进行操作。这个基于LAN结构的数据采集系统容许非机械式硬件应用方案, 可避免 使用任何机械式储存媒介，如硬盘和冷却扇。


标准数据采集系统 (DAS) 规格
ADC  规格
类型:  连续接近式 
分辨率: 16 Bit
最大采样率: 200 kHz
转化: 5us
线性: +/- 1bit

模拟输入与输出
输入通道: 8 DE,  可扩展至256 DE
带宽: 500KHz
排列: 双极的: +/-10v, +/- 5v, +/- 2.5v, +/- 1.25v, +/- 0.625v, +/- 0.312v, +/- 0.156v
输出通道: 4 DAC
分辨率: 16 bits 更新速度: 100kHz 输出范围: +/- 10v

数字式I/O
输入: 24 bits 隔离保护, 可独立编程 
输出: 24 bits 隔离保护,  可独立编程
数字式 I/O可扩展至: 272 bits
频率/脉冲: 2个频率/脉冲16 bit 发生器通道
4个频率/脉冲16  bit计数器通道

高加速度传感器接口
通道容量: 16  到128通道 防护装置：可以内置在鼓形环道中，梁式系统可以安装在转臂末端 高加速度信号调节:   多达10通道的软件PGA及传感器PSU卡 额定加速度值: 400g
PGA增益: x1, x10, x100, x1000
传感器激励: 精度+/10.000v, +/-5.000v
转换器:  独立通道与Mil C-26482相连

32通道 400g  鼓式DAS


可19” 旋转的小巧支架



基于以太网的嵌入式数据采集软件
ACQLIPSE 3001
描述:  AcqlipseTM 软件通过友好界面帮助用户对离心机进行测试操作。标准的软件可以提供一个128通道，中等速度，与内置在离心机中基 于以太网的采集硬件相连的数据记录器界面环境。对于鼓式环道以及工具台用户只需使用前32通道。

标准特征：
•  128通道于1000HZ  取样/通道到硬盘
•  记录速度可调，及内置取样诊断器确保选择理想的速度
•  通道可以单独设置
•  单独停止或者激活通道
•  传感器标定
•  工程数据显示
•  每个通道可以清零，或者设置零点偏移量
•  软件可以进行噪声抑制
•  XY绘图
•  多重图表窗口，每幅图表有8条轨迹，图表可保存和重放
•  用户控制数据点数量，调整坐标轴，曲线重画
•  单独轨迹实时格式化
•  单独图表实时格式化
•  图表灵活缩放
•  数据文件保存以生成电子表格及文本输出
•  测试审核信息及注释可以保存到文件中


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