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Broadbent公司梁式離心機GB GT2 / 0.5是用于小規(guī)模教學(xué)的100g平衡梁式離心機，該離心機可驅(qū)動半徑為0.5m（擺動平臺），2 GT的梁，以及相關(guān)的變頻驅(qū)動器和基于以太網(wǎng)的PC控制系統(tǒng)。

配套教育學(xué)習(xí)模塊和配件，為支持巖土課程的開發(fā)而開發(fā)的可選教育學(xué)習(xí)模塊。這些模塊是Broadbent與Genesis Geotechnical Ltd（喬納森·布萊克博士）聯(lián)合提供的。

該小型巖土工程離心機占地面積小，不需要專門建造試驗室場地，可在現(xiàn)有試驗室中安裝和使用，大幅節(jié)省項目預(yù)算。

A部分： 小型教學(xué)用離心機GB GT2 / 0.5

小型教學(xué)用離心機GB GT2 / 0.5

小型教學(xué)梁離心機GB GT2 / 0.5 –示意圖

機械排布總述

下圖顯示了GT2 / 0.5離心機的總體布置。它是對稱的橫梁設(shè)計，在相對的兩端懸掛有兩個相同的有效荷載籃。這大大簡化了操作，因為第二個有效荷載容器充當了測試包裝的荷載。離心機的一個特點是集成的擺籃和堅固的土壤箱式容器，可大幅地減少有效負載重量，但可以增加可測試的土壤體積。堅固的盒子使用高強度鋁板制造，內(nèi)部幾何形狀為：

X = 80毫米

Y = 160毫米

Z = 120毫米

在地球重力的100倍（即100g）下，最多可以加速20kg的物體。

側(cè)板結(jié)合了透明的丙烯酸窗和攝像頭安裝支架，允許安裝圖像采集系統(tǒng)，以便在飛行中實時觀察模型性能并進行圖像采集，以進行粒子圖像測速（PIV）分析。有效載荷擺桶可以輕松卸下，以使樣品制備能夠在安全腔外進行?；蛘?，可以將預(yù)制的樣品輕松放入堅固的主箱中，例如預(yù)制的學(xué)習(xí)模塊附件。此功能可以在短時間內(nèi)進行高生產(chǎn)率的生產(chǎn)和多種測試，這在教授學(xué)生實驗室課程時非常有利。

離心機梁由一塊高等級的碳素鋼加工而成，并連接到同心在軸承箱內(nèi)延伸的驅(qū)動軸上。驅(qū)動軸延伸穿過軸承箱，并突出到離心機安全殼的底部之外，從而使其與驅(qū)動器傳動裝置連接。

梁和有效載荷組件

位于離心梁上的微型數(shù)據(jù)室為機載數(shù)據(jù)采集和配電系統(tǒng)提供了合適的空間。 2端口旋轉(zhuǎn)式流體連接和12向電動滑環(huán)堆疊軸向安裝在橫梁上方，并從安全腔的頂部突出。

離心機旋轉(zhuǎn)部件是獨立的，位于外徑1900mm的鋼制外殼內(nèi)

腔室底板焊接上限制環(huán)，并包含腔室支腿和傳動系統(tǒng)組件的螺栓固定位置。腔室的頂部裝有一個鉸鏈蓋，可用來加載離心機的有效載荷；一個觀察窗，用于確認離心機的運動狀態(tài)；以及一個用于旋轉(zhuǎn)流體接頭和電滑環(huán)接口的中央開口。該蓋配有一個固定螺栓，可在模型準備過程中將其鎖定在打開位置；氣體阻尼支柱用于控制關(guān)閉機構(gòu)，鑰匙鎖和互鎖開關(guān)，因此，當蓋打開時，驅(qū)動器無法接合。腔室需要固定在地板上，以確保有足夠的能力防止傾覆。

驅(qū) 動

大皮帶輪連接到軸的下端，并由“ V”形皮帶從變頻器額定值，垂直安裝的感應(yīng)電動機上的小皮帶輪驅(qū)動。電機安裝在垂直板上，該垂直板可以在大螺柱上移動以調(diào)節(jié)皮帶張力。電動機由重復(fù)啟動的變頻器驅(qū)動，以實現(xiàn)變速控制。

離心儀器與控制

所有與安全相關(guān)的機器功能，例如速度，振動，驅(qū)動器過載保護，訪問互鎖以及啟動和停止系列，均由專用離心機控制系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)基于連接到以太網(wǎng)通道的“軟件仿真”工業(yè)可編程邏輯類型控制系統(tǒng)到標準PC設(shè)備。

控制器與離心機上的儀器連接，該儀器包括用于檢測振動的加速度計，用于檢測速度和接近互鎖的接近開關(guān)。控制器還連接到變頻器，變頻器接觸器和電機過載繼電器。

控制器顯示當前狀態(tài)并啟動正常的操作功能，例如啟動，停止和變速。

收到用戶的操作請求后，控制器將掃描儀器以確定機器的當前狀態(tài)，確定請求是否可以安全執(zhí)行并在允許的參數(shù)范圍內(nèi)，然后向驅(qū)動器和執(zhí)行器發(fā)出必要的命令。

為了遵守當前的安全法規(guī)（該法規(guī)限制了對可編程電子設(shè)備的依賴），此外，還與控制器無關(guān)地對與機器相關(guān)的重要安全功能（例如緊急停車和超速）進行了硬接線。最多提供3個“緊急停止”按鈕，可以根據(jù)需要定位這些按鈕。

安全防護殼

教學(xué)梁式離心機結(jié)合了帶有整體排液點的耐腐蝕鋼質(zhì)安全殼防護罩，該防護罩安裝在離心機的主要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，既充當模型的流體排放的安全防護殼又是防水罩。

梁式

該梁由高強度結(jié)構(gòu)碳鋼制成。它包括兩個與主轉(zhuǎn)子支架相連的側(cè)臂主要部分。轉(zhuǎn)子帶有一個用于數(shù)據(jù)采集機架的中央?yún)^(qū)域，該區(qū)域允許將DAS和輔助測試專用系統(tǒng)安裝到離心機上。

擺動和平面應(yīng)變盒

一種減少不必要的有效負載質(zhì)量的新穎方法，是利用組合的擺動和堅固的箱形方法，將擺動/箱形件簡單地連接到離心機臂上。堅固土壤箱的垂直側(cè)板帶有臂固定點，無需離心機擺動。秋千/箱懸掛在一對精密硬化的鋼制球形軸承上，并用螺栓固定在橫梁臂的末端。銷由單件高強度合金鋼加工而成。

該盒子是一個開放的頂部容器，用于存放棱柱形樣品。它包括U形機身，透明的丙烯酸前后玻璃窗以及帶有擺動樞軸附件的鋁合金框架。在閥體相對兩側(cè)的不同高度處提供攻絲，以設(shè)定液位。此提案中提供了兩個框。

通過平衡反向擺動與平衡鎮(zhèn)流器來實現(xiàn)光束的平衡。另外，第二個揮桿可以用來同時進行兩個測試。但是，任一測試有效載荷的動態(tài)更改都會影響平衡。如果超過了最大失衡狀態(tài)，離心機將自動關(guān)閉。請注意，此設(shè)計不提供飛行中的平衡。

粒子圖像測速（PIV）攝像機安裝座

每個轉(zhuǎn)動件/盒子都裝有一個小平臺，以允許安裝數(shù)碼相機和照明系統(tǒng)來執(zhí)行PIV測量。相機安裝座在100g時的額定載荷為1.0 kg。為了能夠立即使用離心機，我們在供貨中提供了帶有LED照明面板的雙GoPro®無線數(shù)碼相機，以觀察簡單的“重力開啟”實驗并捕獲圖像，以便使用數(shù)字圖像相關(guān)圖像進行后期處理。分析方法（例如，用于圖像變形跟蹤的GeoPIV）。

GeoPIV軟件是MatlabTM模塊，該模塊實現(xiàn)了適用于巖土工程測試的粒子圖像測速（PIV）。該軟件由White and Take（2002）開發(fā)，其應(yīng)用概念如下：

White，D.和Take，W.（2002）。 GeoPIV：用于巖土工程測試的粒子圖像測速（PIV）軟件，劍橋大學(xué)CUED技術(shù)報告。

滑環(huán)堆和旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)合

離心機包含一個12路滑環(huán)堆疊系統(tǒng)，上部安裝該系統(tǒng)可將用戶與離心機連接。電動滑環(huán)堆棧包括2個5A和10個2A環(huán)，可與任何DAS，測試控制系統(tǒng)或最終用戶系統(tǒng)接口。此外，集電環(huán)堆疊還包含一個雙絞線銅以太網(wǎng)通道。測試期間的流體控制是通過2端口液壓旋轉(zhuǎn)接頭。該接頭在最高速度下的額定壓力為7 bar g，用于與巖土工程學(xué)習(xí)模塊相關(guān)的機上致動。

梁性能和有效載荷尺寸

* 這是離心機可以連續(xù)運行而不損壞離心機或不會導(dǎo)致軸承過早損壞的級別，并且是振動監(jiān)控器自動停機的跳閘極限。

** 通過標準門通道2'6”交付

B部分：巖土技術(shù)學(xué)習(xí)模塊

Broadbent提供定制的巖土工程學(xué)習(xí)模塊和準備系統(tǒng)，這些模塊和準備系統(tǒng)是專門為滿足巖土工程學(xué)本科和研究生課程的教育要求而設(shè)計的?？苫Q的“即插即用”學(xué)習(xí)模塊提供了現(xiàn)代化的高質(zhì)量實驗室體驗，使學(xué)生能夠輕松地準備和測試樣品，增加“動手”互動并了解巖土工程設(shè)計問題。

下面的學(xué)習(xí)模塊和附件列表代表了標準的常規(guī)設(shè)置，這些設(shè)置已開發(fā)用于支持各種常規(guī)巖土設(shè)計問題和結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)成果?？梢愿鶕?jù)您使用者的要求定制和配置實驗，以便它們整合和補充作為現(xiàn)有課程課程一部分提供的元素測試/設(shè)計問題。

當前的學(xué)習(xí)模塊和配件：

1. 邊坡穩(wěn)定性（不排水的邊坡破壞）

2. 承載能力（淺基礎(chǔ)）

3. 擋土墻-蘭金土壓力理論

4. 一維固結(jié)-（粘土樣品制備）

C部分：產(chǎn)品規(guī)范

離心機的設(shè)計，制造和測試通常遵循統(tǒng)一的歐洲標準EN12547“離心機-通用安全要求”以及其中引用的各種詳細標準。遵守這些標準可確保所提供的設(shè)備符合所有相關(guān)的歐洲共同體指令的要求，因此符合歐洲經(jīng)濟區(qū)所有國家的產(chǎn)品安全法規(guī)。這通常等于或超過大多數(shù)其他國家/地區(qū)的安全法規(guī)要求。

Broadbent根據(jù)ISO9001：2015運作涵蓋設(shè)計、制造、測試和服務(wù)工作的質(zhì)量保證體系。所有工作均采用書面操作程序進行，并由內(nèi)部和外部合格組織進行定期審核。