Broadbent小型岩土工程离心机GB GT2，无需专门建造新的试验室

英国Broadbent公司推出小型岩土工程离心机，梁式离心机GB GT2 / 0.5是用于小规模教学的100g平衡梁式离心机，该离心机可驱动半径为0.5m（摆动平台），2GT的梁，以及相关的变频驱动器和基于以太网的PC控制系统。

配套教育学习模块和配件，为支持岩土课程的开发而开发的可选教育学习模块。这些模块是Broadbent与Genesis Geotechnical Ltd（乔纳森·布莱克博士）联合提供的。

该小型岩土工程离心机占地面积小，不需要专门建造试验室场地，可在现有试验室中安装和使用，大幅节省项目预算。

小型教学用离心机GB GT2 / 0.5

小型教学用离心机GB GT2 / 0.5

小型教学梁离心机GB GT2 / 0.5 –示意图

机械排布总述

下图显示了GT2 / 0.5离心机的总体布置。它是对称的横梁设计，在相对的两端悬挂有两个相同的有效荷载篮。这大大简化了操作，因为第二个有效荷载容器充当了测试包装的荷载。离心机的一个特点是集成的摆篮和坚固的土壤箱式容器，可最大程度地减少有效负载重量，但可以增加可测试的土壤体积。坚固的盒子使用高强度铝板制造，内部几何形状为：

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的物体。

侧板结合了透明的丙烯酸窗和摄像头安装支架，允许安装图像采集系统，以便在飞行中实时观察模型性能并进行图像采集，以进行粒子图像测速（PIV）分析。有效载荷摆桶可以轻松卸下，以使样品制备能够在安全腔外进行。或者，可以将预制的样品轻松放入坚固的主箱中，例如预制的学习模块附件。此功能可以在短时间内进行高生产率的生产和多种测试，这在教授学生实验室课程时非常有利。

离心机梁由一块高等级的碳素钢加工而成，并连接到同心在轴承箱内延伸的驱动轴上。驱动轴延伸穿过轴承箱，并突出到离心机安全壳的底部之外，从而使其与驱动器传动装置连接。

梁和有效载荷组件

位于离心梁上的微型数据室为机载数据采集和配电系统提供了合适的空间。2端口旋转式流体连接和12向电动滑环堆叠轴向安装在横梁上方，并从安全腔的顶部突出。

离心机旋转部件是独立的，位于外径1900mm的钢制外壳内

腔室底板焊接上限制环，并包含腔室支腿和传动系统组件的螺栓固定位置。腔室的顶部装有一个铰链盖，可用来加载离心机的有效载荷；一个观察窗，用于确认离心机的运动状态；以及一个用于旋转流体接头和电滑环接口的中央开口。该盖配有一个固定螺栓，可在模型准备过程中将其锁定在打开位置；气体阻尼支柱用于控制关闭机构，钥匙锁和互锁开关，因此，当盖打开时，驱动器无法接合。腔室需要固定在地板上，以确保有足够的能力防止倾覆。

驱 动

大皮带轮连接到轴的下端，并由“ V”形皮带从变频器额定值，垂直安装的感应电动机上的小皮带轮驱动。电机安装在垂直板上，该垂直板可以在大螺柱上移动以调节皮带张力。电动机由重复启动的变频器驱动，以实现变速控制。

离心仪器与控制

所有与安全相关的机器功能，例如速度，振动，驱动器过载保护，访问互锁以及启动和停止系列，均由专用离心机控制系统控制，该系统基于连接到以太网通道的“软件仿真”工业可编程逻辑类型控制系统到标准PC设备。

控制器与离心机上的仪器连接，该仪器包括用于检测振动的加速度计，用于检测速度和接近互锁的接近开关。控制器还连接到变频器，变频器接触器和电机过载继电器。

控制器显示当前状态并启动正常的操作功能，例如启动，停止和变速。

收到用户的操作请求后，控制器将扫描仪器以确定机器的当前状态，确定请求是否可以安全执行并在允许的参数范围内，然后向驱动器和执行器发出必要的命令。

为了遵守当前的安全法规（该法规限制了对可编程电子设备的依赖），此外，还与控制器无关地对与机器相关的重要安全功能（例如紧急停车和超速）进行了硬接线。最多提供3个“紧急停止”按钮，可以根据需要定位这些按钮。

安全防护壳

教学梁式离心机结合了带有整体排液点的耐腐蚀钢质安全壳防护罩，该防护罩安装在离心机的主要基础结构上，既充当模型的流体排放的安全防护壳又是防水罩。

梁式

该梁由高强度结构碳钢制成。它包括两个与主转子支架相连的侧臂主要部分。转子带有一个用于数据采集机架的中央区域，该区域允许将DAS和辅助测试专用系统安装到离心机上。

摆动和平面应变盒

一种减少不必要的有效负载质量的新颖方法，是利用组合的摆动和坚固的箱形方法，将摆动/箱形件简单地连接到离心机臂上。坚固土壤箱的垂直侧板带有臂固定点，无需离心机摆动。秋千/箱悬挂在一对精密硬化的钢制球形轴承上，并用螺栓固定在横梁臂的末端。销由单件高强度合金钢加工而成。

该盒子是一个开放的顶部容器，用于存放棱柱形样品。它包括U形机身，透明的丙烯酸前后玻璃窗以及带有摆动枢轴附件的铝合金框架。在阀体相对两侧的不同高度处提供攻丝，以设定液位。此提案中提供了两个框。

通过平衡反向摆动与平衡镇流器来实现光束的平衡。另外，第二个挥杆可以用来同时进行两个测试。但是，任一测试有效载荷的动态更改都会影响平衡。如果超过了最大失衡状态，离心机将自动关闭。请注意，此设计不提供飞行中的平衡。

粒子图像测速（PIV）摄像机安装座

每个转动件/盒子都装有一个小平台，以允许安装数码相机和照明系统来执行PIV测量。相机安装座在100g时的额定载荷为1.0 kg。为了能够立即使用离心机，我们在供货中提供了带有LED照明面板的双GoPro(R)无线数码相机，以观察简单的“重力开启”实验并捕获图像，以便使用数字图像相关图像进行后期处理。分析方法（例如，用于图像变形跟踪的GeoPIV）。

GeoPIV软件是MatlabTM模块，该模块实现了特别适用于岩土工程测试的粒子图像测速（PIV）。该软件由White and Take（2002）开发，其应用概念如下：

滑环堆和旋转流体联合

离心机包含一个12路滑环堆叠系统，上部安装该系统可将用户与离心机连接。电动滑环堆栈包括2个5A和10个2A环，可与任何DAS，测试控制系统或最终用户系统接口。此外，集电环堆叠还包含一个双绞线铜以太网通道。测试期间的流体控制是通过2端口液压旋转接头。该接头在最高速度下的额定压力为7 bar g，用于与岩土工程学习模块相关的机上致动。

梁性能和有效载荷尺寸

* 这是离心机可以连续运行而不损坏离心机或不会导致轴承过早损坏的级别，并且是振动监控器自动停机的跳闸极限。

** 通过标准门通道2'6”交付

岩土技术学习模块

Broadbent提供定制的岩土工程学习模块和准备系统，这些模块和准备系统是专门为满足岩土工程学本科和研究生课程的教育要求而设计的。可互换的“即插即用”学习模块提供了现代化的高质量实验室体验，使学生能够轻松地准备和测试样品，增加“动手”互动并了解岩土工程设计问题。

下面的学习模块和附件列表代表了标准的常规设置，这些设置已开发用于支持各种常规岩土设计问题和结构的学习成果。可以根据您使用者的要求定制和配置实验，以便它们整合和补充作为现有课程课程一部分提供的元素测试/设计问题。

当前的学习模块和配件：

1. 边坡稳定性（不排水的边坡破坏）

2. 承载能力（浅基础）

3. 挡土墙-兰金土压力理论

4. 一维固结-（粘土样品制备）

产品标准

离心机的设计，制造和测试通常遵循统一的欧洲标准EN12547“离心机-通用安全要求”以及其中引用的各种详细标准。遵守这些标准可确保所提供的设备符合所有相关的欧洲共同体指令的要求，因此符合欧洲经济区所有国家的产品安全法规。这通常等于或超过大多数其他国家/地区的安全法规要求。

Broadbent根据ISO9001：2015运作涵盖设计、制造、测试和服务工作的质量保证体系。所有工作均采用书面操作程序进行，并由内部和外部合格组织进行定期审核。

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