一種巖石耐磨測試儀的製作方法
2023-04-30 14:40:31 1
一種巖石耐磨測試儀的製作方法
【專利摘要】一種巖石耐磨測試儀,它由巖石磨削量測試和巖石針入度測試兩部分組成，巖石磨削量測試由磨盤、第一重物、第一三爪卡盤、滾動珠、讀數表、電感防水柔性位移計、第一電動機、主支架和底盤組成；巖石針入度測試由次支架、固定架、第二三爪卡盤、針閥、傳動塊、第二重物、第二電動機、傳動軸、伸縮探針和擦拭板組成。本發明有如下有益效果：、實現了測試巖石線上的針入度的同時實時測試了巖石端平面的磨削量，以便更全面的分析巖石硬度與其耐磨性能的關係。巖石端面磨蝕量代表的範圍大於針入度的線範圍，對巖石代表性更強。
【專利說明】一種巖石耐磨測試儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種巖石耐磨測試儀，屬於巖石性質試驗【技術領域】。
【背景技術】
[0002]為了測試巖石的針入度，國際上採用的主要是瑟恰(CERCHAR)耐磨試驗，其方法為:將錐角為90度的鋼針上覆7Kg的重物，針尖作用於巖石的光滑表面，沿水平方向以10mm/min的速度運動1mm,取下鋼針,測試針尖寬度值,單位為0.1mm,即為瑟恰耐磨指數。瑟恰耐磨指數為隧道挖掘和礦山開採中非常重要的設計指標，但國內目前沒有瑟恰耐磨指數的測試儀器。
[0003]雖然瑟恰耐磨試驗是廣泛使用的巖石耐磨性測試方法，但國際上常用的測試儀器仍有許多不足之處:鋼針水平移動速度控制依靠手動，增大了實驗的差異性；試驗後鋼針針尖寬度測量依靠顯微測量，精度有限且不方便；無法記錄巖石凹痕特徵，不利於耐磨機制分析；不能記錄鋼針水平運動時的力值和位移值，不利於耐磨機制分析；不能動態記錄實驗過程數據，不利於實驗過程分析。
[0004]在國內，用於巖石耐磨試驗的儀器有巖石耐磨試驗儀，它能獲得實驗過程中的鋼針水平為抑制、力值，鋼針磨蝕長度值，巖石凹痕深度；能夠方便精準的獲得瑟恰耐磨質素；能精準控制鋼針水平運動速度和位移。而它的缺點是不能記錄鋼針針入巖石的位移變化過程；只測試了巖石沿某條直線的耐磨情況，而未能測試巖石平整面的耐磨情況。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種巖石耐磨測試儀，實現了測試巖石線上的針入度的同時實時測試了巖石端平面的磨削量，以便更全面的分析巖石硬度與其耐磨性能的關係。
[0006]一種巖石耐磨測試儀，它由巖石磨削量測試和巖石針入度測試兩部分組成，巖石磨削量測試由磨盤、第一重物、第一三爪卡盤、滾動珠、讀數表、電感防水柔性位移計、第一電動機、主支架和底盤組成；巖石針入度測試由次支架、固定架、第二三爪卡盤、針閥、傳動塊、第二重物、第二電動機、傳動軸、伸縮探針和擦拭板組成，所述的第一電動機安裝在主支架的底盤平臺上，第一電動機的上端安裝有同軸的磨盤，第一重物固定在第一三爪卡盤頂端，同時巖石磨削量測試巖樣由第一三爪卡盤垂直固定以保證與磨盤的接觸嚴密切合，第一三爪卡盤與主支架由多豎排的滾動珠連接，使得夾持有巖石磨削量測試巖樣的第一三爪卡盤能在第一重物的作用下巖石磨削量測試巖樣下端被磨削而做豎向運動，以保證巖樣下端始終與磨盤嚴密接觸，在巖石磨削量測試巖樣的旁邊設有的讀數表和電感防水柔性位移計用於動態精準測量巖樣的磨削量；所述巖石針入度測試部的第二三爪卡盤安裝在次支架的底座上，第二三爪卡盤用以夾持巖石針入度測試巖樣，固定架承託著第二電動機，傳動軸一端與第二電動機相連，一端與傳動塊相連，針閥固定在傳動塊上，針閥在固定於其上的第二重物的壓力作用下使針閥上的針尖貼緊被第二三爪卡盤固定的巖石針入度測試巖樣上端的表平面，伸縮探針水平安裝在針閥上並與擦拭板接觸，以便在擦拭板上記錄針閥上的針尖針入巖石的運動路徑，同時也便於測量巖石的針入度。
[0007]上述的巖石針入度測試部還包括鎖緊片，鎖緊片安裝在固定架上將次支架與固定架連接在一起並使之固定。
[0008]上述的多豎排的滾動珠為對稱設置的四排。
[0009]本發明有如下有益效果:
1、實現了測試巖石線上的針入度的同時實時測試了巖石端平面的磨削量，以便更全面的分析巖石硬度與其耐磨性能的關係。巖石端面磨蝕量代表的範圍大於針入度的線範圍，對巖石代表性更強。
[0010]2、測試巖石端平面磨削量的實驗裝置可以測試磨削一定量巖樣M1所需時間S1,也可以測量一定時間S2裡巖樣磨削量的大小m2。
[0011]3、實現了鋼針的勻速直線運動和磨盤的勻速轉動。
[0012]4、第一重物10和第二重物8的固定加載得以保證重物的重量完全加載在第一三爪卡盤11、針閥6上，在整個試驗過程中實現衡重加載，衡重體的重力可調，其重力要遠大於巖樣質量，從而使巖石磨蝕一定深度時導致的重力降低可忽略不計，對耐磨性好的巖石，為增加測試數據的靈敏程度，可加大衡重提高數據反映的變化幅度。
[0013]5、在巖石軸向上加位移計(可替換讀數表13和電感防水柔性位移計14實現智能實時測量)，可實現面磨蝕度的實時測量，當碰到巖石軸向巖性變化時，該磨蝕度可以定量表徵不同巖性的耐磨性，磨蝕度在軸向上的漸變規律也可對巖石的均勻性進行度量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0015]圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步的說明。
[0017]參見圖1, 一種巖石耐磨測試儀，它由巖石磨削量測試和巖石針入度測試兩部分組成，巖石磨削量測試由磨盤9、第一重物10、第一三爪卡盤11、滾動珠12、讀數表13、電感防水柔性位移計14、第一電動機15、主支架16和底盤17組成；巖石針入度測試由次支架
1、固定架2、第二三爪卡盤3、針閥6、傳動塊7、第二重物8、第二電動機18、傳動軸19、伸縮探針20和擦拭板21組成，所述的第一電動機安裝在主支架的底盤平臺上，第一電動機的上端安裝有同軸的磨盤，第一重物固定在第一三爪卡盤頂端，同時巖石磨削量測試巖樣由第一三爪卡盤垂直固定以保證與磨盤的接觸嚴密切合，第一三爪卡盤與主支架由四豎排的滾動珠連接，也可以選擇對稱的多排，使得夾持有巖石磨削量測試巖樣的第一三爪卡盤能在第一重物的作用下巖石磨削量測試巖樣下端被磨削而做豎向運動，以保證巖樣下端始終與磨盤嚴密接觸，在巖石磨削量測試巖樣的旁邊設有的讀數表和電感防水柔性位移計用於動態精準測量巖樣的磨削量；所述巖石針入度測試部的第二三爪卡盤安裝在次支架的底座上,第二三爪卡盤用以夾持巖石針入度測試巖樣5,固定架承託著第二電動機,傳動軸一端與第二電動機相連，一端與傳動塊相連，針閥固定在傳動塊上，針閥在固定於其上的第二重物的壓力作用下使針閥上的針尖貼緊被第二三爪卡盤固定的巖石針入度測試巖樣上端的表平面，伸縮探針水平安裝在針閥上並與擦拭板接觸，以便在擦拭板上記錄針閥上的針尖針入巖石的運動路徑，同時也便於測量巖石的針入度。所述的巖石針入度測試部還包括鎖緊片4，鎖緊片安裝在固定架上將次支架與固定架連接在一起並使之固定。
[0018]其工作過程如下:
1、將巖樣固定在第一三爪卡盤11上，藉由第一三爪卡盤四周設有的來四排滾輪調整第一三爪卡盤11的上下位置使巖石擱置在磨盤9上；
2、在第一三爪卡盤11頂端固定適當的第一重物10使巖樣下端與磨盤9之間產生一定的壓力；
3、接通電源，啟動第一電動機15帶動磨盤勻速轉動，由於第一重物10與磨盤9之間的壓力使得巖樣下端不斷被磨盤9磨削；
4、通過電感防水柔性位移計14上的讀數表13實時記錄巖樣的磨削量，一定時間後關閉第一電動機15,
5、調整鎖緊片4使固定架2和次支架I固定好；
6、取下巖樣，將被磨削的一端夾持在第二三爪卡盤3中固定；
7、固定好後，調整四周設有的來四排滾輪的針閥6使其針尖巖樣5上端表平面相接處，然後置事先準備好的第二重物於針閥6 (其上裝有力傳感器)上，輕緩放穩，；
8、啟動手搖傳動軸的第二電動機使傳動軸19勻速轉動，傳動軸19的勻速轉動帶動傳動塊7勻速水平運動，使針伐6的針尖在巖樣上划過一定的長度；
9、針閥6上的針尖在其第二重物8的重力作用下在水平運動的同時也刺入巖石體內，在這個運動過程中其上安裝探針20在擦拭板上擦拭出一條上下波動的曲線，測完後直接測量出曲線的波峰波谷的差值，即可測量出針伐刺入的深度(針入度)。
[0019]10、提取出需要的數據，整理，得出所設想的結論。
【權利要求】
1.一種巖石耐磨測試儀，其特徵在於:它由巖石磨削量測試和巖石針入度測試兩部分組成，巖石磨削量測試由磨盤(9)、第一重物(10)、第一三爪卡盤(11)、滾動珠(12)、讀數表(13)、電感防水柔性位移計(14)、第一電動機(15)、主支架(16)和底盤(17)組成；巖石針入度測試由次支架(I)、固定架(2)、第二三爪卡盤(3)、針閥(6)、傳動塊(7)、第二重物(8)、第二電動機(18)、傳動軸(19)、伸縮探針(20)和擦拭板(21)組成，所述的第一電動機安裝在主支架的底盤平臺上，第一電動機的上端安裝有同軸的磨盤，第一重物固定在第一三爪卡盤頂端，同時巖石磨削量測試巖樣由第一三爪卡盤垂直固定以保證與磨盤的接觸嚴密切合，第一三爪卡盤與主支架由多豎排的滾動珠連接，使得夾持有巖石磨削量測試巖樣的第一三爪卡盤能在第一重物的作用下巖石磨削量測試巖樣下端被磨削而做豎向運動，以保證巖樣下端始終與磨盤嚴密接觸，在巖石磨削量測試巖樣的旁邊設有的讀數表和電感防水柔性位移計用於動態精準測量巖樣的磨削量；所述巖石針入度測試部的第二三爪卡盤安裝在次支架的底座上，第二三爪卡盤用以夾持巖石針入度測試巖樣(5)，固定架承託著第二電動機，傳動軸一端與第二電動機相連，一端與傳動塊相連，針閥固定在傳動塊上，針閥在固定於其上的第二重物的壓力作用下使針閥上的針尖貼緊被第二三爪卡盤固定的巖石針入度測試巖樣上端的表平面，伸縮探針水平安裝在針閥上並與擦拭板接觸，以便在擦拭板上記錄針閥上的針尖針入巖石的運動路徑，同時也便於測量巖石的針入度。
2.根據權利要求1所述的巖石耐磨測試儀，其特徵在於:所述的巖石針入度測試部還包括鎖緊片(4)，鎖緊片安裝在固定架上將次支架與固定架連接在一起並使之固定。
3.根據權利要求1或2所述的巖石耐磨測試儀，其特徵在於:所述的多豎排的滾動珠為對稱設置四排。
【文檔編號】G01N3/56GK104048889SQ201410297977
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】劉傑, 金晶, 李建林, 王樂華, 楊渝南 申請人:三峽大學