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Broadbent公司梁式離心機(jī)GB GT2 / 0.5是用于小規(guī)模教學(xué)的100g平衡梁式離心機(jī)，該離心機(jī)可驅(qū)動(dòng)半徑為0.5m（擺動(dòng)平臺(tái)），2 GT的梁，以及相關(guān)的變頻驅(qū)動(dòng)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(kāi)發(fā)而開(kāi)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(jī)占地面積小，不需要專(zhuān)門(mén)建造試驗(yàn)室場(chǎng)地，可在現(xiàn)有試驗(yàn)室中安裝和使用，大幅節(jié)省項(xiàng)目預(yù)算。

A部分： 小型教學(xué)用離心機(jī)GB GT2 / 0.5

小型教學(xué)用離心機(jī)GB GT2 / 0.5

小型教學(xué)梁離心機(jī)GB GT2 / 0.5 –示意圖

機(jī)械排布總述

下圖顯示了GT2 / 0.5離心機(jī)的總體布置。它是對(duì)稱(chēng)的橫梁設(shè)計(jì)，在相對(duì)的兩端懸掛有兩個(gè)相同的有效荷載籃。這大大簡(jiǎn)化了操作，因?yàn)榈诙€(gè)有效荷載容器充當(dāng)了測(cè)試包裝的荷載。離心機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)是集成的擺籃和堅(jiān)固的土壤箱式容器，可大幅地減少有效負(fù)載重量，但可以增加可測(cè)試的土壤體積。堅(jiān)固的盒子使用高強(qiáng)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(shí)時(shí)觀察模型性能并進(jìn)行圖像采集，以進(jìn)行粒子圖像測(cè)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(jìn)行?；蛘撸梢詫㈩A(yù)制的樣品輕松放入堅(jiān)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(shí)間內(nèi)進(jìn)行高生產(chǎn)率的生產(chǎn)和多種測(cè)試，這在教授學(xué)生實(shí)驗(yàn)室課程時(shí)非常有利。

離心機(jī)梁由一塊高等級(jí)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(dòng)軸上。驅(qū)動(dòng)軸延伸穿過(guò)軸承箱，并突出到離心機(jī)安全殼的底部之外，從而使其與驅(qū)動(dòng)器傳動(dòng)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(jī)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(dòng)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(jī)旋轉(zhuǎn)部件是獨(dú)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(dòng)系統(tǒng)組件的螺栓固定位置。腔室的頂部裝有一個(gè)鉸鏈蓋，可用來(lái)加載離心機(jī)的有效載荷；一個(gè)觀察窗，用于確認(rèn)離心機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；以及一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)流體接頭和電滑環(huán)接口的中央開(kāi)口。該蓋配有一個(gè)固定螺栓，可在模型準(zhǔn)備過(guò)程中將其鎖定在打開(kāi)位置；氣體阻尼支柱用于控制關(guān)閉機(jī)構(gòu)，鑰匙鎖和互鎖開(kāi)關(guān)，因此，當(dāng)蓋打開(kāi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器無(wú)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(dòng)

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(dòng)機(jī)上的小皮帶輪驅(qū)動(dòng)。電機(jī)安裝在垂直板上，該垂直板可以在大螺柱上移動(dòng)以調(diào)節(jié)皮帶張力。電動(dòng)機(jī)由重復(fù)啟動(dòng)的變頻器驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)變速控制。

離心儀器與控制

所有與安全相關(guān)的機(jī)器功能，例如速度，振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器過(guò)載保護(hù)，訪問(wèn)互鎖以及啟動(dòng)和停止系列，均由專(zhuān)用離心機(jī)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(lèi)型控制系統(tǒng)到標(biāo)準(zhǔn)PC設(shè)備。

控制器與離心機(jī)上的儀器連接，該儀器包括用于檢測(cè)振動(dòng)的加速度計(jì)，用于檢測(cè)速度和接近互鎖的接近開(kāi)關(guān)?？刂破鬟€連接到變頻器，變頻器接觸器和電機(jī)過(guò)載繼電器。

控制器顯示當(dāng)前狀態(tài)并啟動(dòng)正常的操作功能，例如啟動(dòng)，停止和變速。

收到用戶的操作請(qǐng)求后，控制器將掃描儀器以確定機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)，確定請(qǐng)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(dòng)器和執(zhí)行器發(fā)出必要的命令。

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

安全防護(hù)殼

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

梁式

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

擺動(dòng)和平面應(yīng)變盒

一種減少不必要的有效負(fù)載質(zhì)量的新穎方法，是利用組合的擺動(dòng)和堅(jiān)固的箱形方法，將擺動(dòng)/箱形件簡(jiǎn)單地連接到離心機(jī)臂上。堅(jiān)固土壤箱的垂直側(cè)板帶有臂固定點(diǎn)，無(wú)需離心機(jī)擺動(dòng)。秋千/箱懸掛在一對(duì)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(xiāo)由單件高強(qiáng)度合金鋼加工而成。

該盒子是一個(gè)開(kāi)放的頂部容器，用于存放棱柱形樣品。它包括U形機(jī)身，透明的丙烯酸前后玻璃窗以及帶有擺動(dòng)樞軸附件的鋁合金框架。在閥體相對(duì)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(gè)框。

通過(guò)平衡反向擺動(dòng)與平衡鎮(zhèn)流器來(lái)實(shí)現(xiàn)光束的平衡。另外，第二個(gè)揮桿可以用來(lái)同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)測(cè)試。但是，任一測(cè)試有效載荷的動(dòng)態(tài)更改都會(huì)影響平衡。如果超過(guò)了最大失衡狀態(tài)，離心機(jī)將自動(dòng)關(guān)閉。請(qǐng)注意，此設(shè)計(jì)不提供飛行中的平衡。

粒子圖像測(cè)速（PIV）攝像機(jī)安裝座

每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件/盒子都裝有一個(gè)小平臺(tái)，以允許安裝數(shù)碼相機(jī)和照明系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行PIV測(cè)量。相機(jī)安裝座在100g時(shí)的額定載荷為1.0 kg。為了能夠立即使用離心機(jī)，我們?cè)诠┴浿刑峁┝藥в蠰ED照明面板的雙GoPro®無(wú)線數(shù)碼相機(jī)，以觀察簡(jiǎn)單的“重力開(kāi)啟”實(shí)驗(yàn)并捕獲圖像，以便使用數(shù)字圖像相關(guān)圖像進(jìn)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(shí)現(xiàn)了適用于巖土工程測(cè)試的粒子圖像測(cè)速（PIV）。該軟件由White and Take（2002）開(kāi)發(fā)，其應(yīng)用概念如下：

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

滑環(huán)堆和旋轉(zhuǎn)流體聯(lián)合

離心機(jī)包含一個(gè)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(jī)連接。電動(dòng)滑環(huán)堆棧包括2個(gè)5A和10個(gè)2A環(huán)，可與任何DAS，測(cè)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(gè)雙絞線銅以太網(wǎng)通道。測(cè)試期間的流體控制是通過(guò)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(jī)上致動(dòng)。

梁性能和有效載荷尺寸

* 這是離心機(jī)可以連續(xù)運(yùn)行而不損壞離心機(jī)或不會(huì)導(dǎo)致軸承過(guò)早損壞的級(jí)別，并且是振動(dòng)監(jiān)控器自動(dòng)停機(jī)的跳閘極限。

** 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)門(mén)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(zhǔn)備系統(tǒng)，這些模塊和準(zhǔn)備系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)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(jì)的。可互換的“即插即用”學(xué)習(xí)模塊提供了現(xiàn)代化的高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室體驗(yàn)，使學(xué)生能夠輕松地準(zhǔn)備和測(cè)試樣品，增加“動(dòng)手”互動(dòng)并了解巖土工程設(shè)計(jì)問(wèn)題。

下面的學(xué)習(xí)模塊和附件列表代表了標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)設(shè)置，這些設(shè)置已開(kāi)發(fā)用于支持各種常規(guī)巖土設(shè)計(jì)問(wèn)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(shí)驗(yàn)，以便它們整合和補(bǔ)充作為現(xiàn)有課程課程一部分提供的元素測(cè)試/設(shè)計(jì)問(wèn)題。

當(dāng)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(jī)的設(shè)計(jì)，制造和測(cè)試通常遵循統(tǒng)一的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12547“離心機(jī)-通用安全要求”以及其中引用的各種詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)。遵守這些標(biāo)準(zhǔn)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(jì)區(qū)所有國(guó)家的產(chǎn)品安全法規(guī)。這通常等于或超過(guò)大多數(shù)其他國(guó)家/地區(qū)的安全法規(guī)要求。

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