一種巖石耐磨測試儀的制作方法
【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(dòng)珠、讀數(shù)表、電感防水柔性位移計(jì)、第一電動(dòng)機(jī)、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(dòng)塊、第二重物、第二電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、伸縮探針和擦拭板組成。本發(fā)明有如下有益效果：、實(shí)現(xiàn)了測試巖石線上的針入度的同時(shí)實(shí)時(shí)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(guān)系。巖石端面磨蝕量代表的范圍大于針入度的線范圍，對巖石代表性更強(qiáng)。
【專利說明】一種巖石耐磨測試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巖石耐磨測試儀，屬于巖石性質(zhì)試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]為了測試巖石的針入度，國際上采用的主要是瑟恰(CERCHAR)耐磨試驗(yàn)，其方法為:將錐角為90度的鋼針上覆7Kg的重物，針尖作用于巖石的光滑表面，沿水平方向以10mm/min的速度運(yùn)動(dòng)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(shù)。瑟恰耐磨指數(shù)為隧道挖掘和礦山開采中非常重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，但國內(nèi)目前沒有瑟恰耐磨指數(shù)的測試儀器。
[0003]雖然瑟恰耐磨試驗(yàn)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?biāo)揭苿?dòng)速度控制依靠手動(dòng)，增大了實(shí)驗(yàn)的差異性；試驗(yàn)后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征，不利于耐磨機(jī)制分析；不能記錄鋼針?biāo)竭\(yùn)動(dòng)時(shí)的力值和位移值，不利于耐磨機(jī)制分析；不能動(dòng)態(tài)記錄實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)，不利于實(shí)驗(yàn)過程分析。
[0004]在國內(nèi)，用于巖石耐磨試驗(yàn)的儀器有巖石耐磨試驗(yàn)儀，它能獲得實(shí)驗(yàn)過程中的鋼針?biāo)綖橐种?、力值，鋼針磨蝕長度值，巖石凹痕深度；能夠方便精準(zhǔn)的獲得瑟恰耐磨質(zhì)素；能精準(zhǔn)控制鋼針?biāo)竭\(yùn)動(dòng)速度和位移。而它的缺點(diǎn)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(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種巖石耐磨測試儀，實(shí)現(xiàn)了測試巖石線上的針入度的同時(shí)實(shí)時(shí)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(guān)系。
[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(dòng)珠、讀數(shù)表、電感防水柔性位移計(jì)、第一電動(dòng)機(jī)、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(dòng)塊、第二重物、第二電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、伸縮探針和擦拭板組成，所述的第一電動(dòng)機(jī)安裝在主支架的底盤平臺(tái)上，第一電動(dòng)機(jī)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(shí)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(yán)密切合，第一三爪卡盤與主支架由多豎排的滾動(dòng)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(yùn)動(dòng)，以保證巖樣下端始終與磨盤嚴(yán)密接觸，在巖石磨削量測試巖樣的旁邊設(shè)有的讀數(shù)表和電感防水柔性位移計(jì)用于動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)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，固定架承托著第二電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸一端與第二電動(dòng)機(jī)相連，一端與傳動(dòng)塊相連，針閥固定在傳動(dòng)塊上，針閥在固定于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?biāo)桨惭b在針閥上并與擦拭板接觸，以便在擦拭板上記錄針閥上的針尖針入巖石的運(yùn)動(dòng)路徑，同時(shí)也便于測量巖石的針入度。
[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并使之固定。
[0008]上述的多豎排的滾動(dòng)珠為對稱設(shè)置的四排。
[0009]本發(fā)明有如下有益效果:
1、實(shí)現(xiàn)了測試巖石線上的針入度的同時(shí)實(shí)時(shí)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(guān)系。巖石端面磨蝕量代表的范圍大于針入度的線范圍，對巖石代表性更強(qiáng)。
[0010]2、測試巖石端平面磨削量的實(shí)驗(yàn)裝置可以測試磨削一定量巖樣M1所需時(shí)間S1,也可以測量一定時(shí)間S2里巖樣磨削量的大小m2。
[0011]3、實(shí)現(xiàn)了鋼針的勻速直線運(yùn)動(dòng)和磨盤的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[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(gè)試驗(yàn)過程中實(shí)現(xiàn)衡重加載，衡重體的重力可調(diào)，其重力要遠(yuǎn)大于巖樣質(zhì)量，從而使巖石磨蝕一定深度時(shí)導(dǎo)致的重力降低可忽略不計(jì)，對耐磨性好的巖石，為增加測試數(shù)據(jù)的靈敏程度，可加大衡重提高數(shù)據(jù)反映的變化幅度。
[0013]5、在巖石軸向上加位移計(jì)(可替換讀數(shù)表13和電感防水柔性位移計(jì)14實(shí)現(xiàn)智能實(shí)時(shí)測量)，可實(shí)現(xiàn)面磨蝕度的實(shí)時(shí)測量，當(dāng)碰到巖石軸向巖性變化時(shí)，該磨蝕度可以定量表征不同巖性的耐磨性，磨蝕度在軸向上的漸變規(guī)律也可對巖石的均勻性進(jìn)行度量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)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(dòng)珠12、讀數(shù)表13、電感防水柔性位移計(jì)14、第一電動(dòng)機(jī)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(dòng)塊7、第二重物8、第二電動(dòng)機(jī)18、傳動(dòng)軸19、伸縮探針20和擦拭板21組成，所述的第一電動(dòng)機(jī)安裝在主支架的底盤平臺(tái)上，第一電動(dòng)機(jī)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(shí)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(yán)密切合，第一三爪卡盤與主支架由四豎排的滾動(dòng)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(yùn)動(dòng)，以保證巖樣下端始終與磨盤嚴(yán)密接觸，在巖石磨削量測試巖樣的旁邊設(shè)有的讀數(shù)表和電感防水柔性位移計(jì)用于動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)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,固定架承托著第二電動(dòng)機(jī),傳動(dòng)軸一端與第二電動(dòng)機(jī)相連，一端與傳動(dòng)塊相連，針閥固定在傳動(dòng)塊上，針閥在固定于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?biāo)桨惭b在針閥上并與擦拭板接觸，以便在擦拭板上記錄針閥上的針尖針入巖石的運(yùn)動(dòng)路徑，同時(shí)也便于測量巖石的針入度。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并使之固定。
[0018]其工作過程如下:
1、將巖樣固定在第一三爪卡盤11上，借由第一三爪卡盤四周設(shè)有的來四排滾輪調(diào)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(dāng)?shù)牡谝恢匚?0使巖樣下端與磨盤9之間產(chǎn)生一定的壓力；
3、接通電源，啟動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)15帶動(dòng)磨盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第一重物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(jì)14上的讀數(shù)表13實(shí)時(shí)記錄巖樣的磨削量，一定時(shí)間后關(guān)閉第一電動(dòng)機(jī)15,
5、調(diào)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、固定好后，調(diào)整四周設(shè)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，然后置事先準(zhǔn)備好的第二重物于針閥6 (其上裝有力傳感器)上，輕緩放穩(wěn)，；
8、啟動(dòng)手搖傳動(dòng)軸的第二電動(dòng)機(jī)使傳動(dòng)軸19勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸19的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)塊7勻速水平運(yùn)動(dòng)，使針伐6的針尖在巖樣上劃過一定的長度；
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(yùn)動(dòng)的同時(shí)也刺入巖石體內(nèi)，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中其上安裝探針20在擦拭板上擦拭出一條上下波動(dòng)的曲線，測完后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(shù)據(jù)，整理，得出所設(shè)想的結(jié)論。
【權(quán)利要求】
1.一種巖石耐磨測試儀，其特征在于: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(dòng)珠(12)、讀數(shù)表(13)、電感防水柔性位移計(jì)(14)、第一電動(dòng)機(jī)(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(dòng)塊(7)、第二重物(8)、第二電動(dòng)機(jī)(18)、傳動(dòng)軸(19)、伸縮探針(20)和擦拭板(21)組成，所述的第一電動(dòng)機(jī)安裝在主支架的底盤平臺(tái)上，第一電動(dòng)機(jī)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(shí)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(yán)密切合，第一三爪卡盤與主支架由多豎排的滾動(dòng)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(yùn)動(dòng)，以保證巖樣下端始終與磨盤嚴(yán)密接觸，在巖石磨削量測試巖樣的旁邊設(shè)有的讀數(shù)表和電感防水柔性位移計(jì)用于動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)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)，固定架承托著第二電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸一端與第二電動(dòng)機(jī)相連，一端與傳動(dòng)塊相連，針閥固定在傳動(dòng)塊上，針閥在固定于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?biāo)桨惭b在針閥上并與擦拭板接觸，以便在擦拭板上記錄針閥上的針尖針入巖石的運(yùn)動(dòng)路徑，同時(shí)也便于測量巖石的針入度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石耐磨測試儀，其特征在于: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并使之固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖石耐磨測試儀，其特征在于:所述的多豎排的滾動(dòng)珠為對稱設(shè)置四排。
【文檔編號(hào)】G01N3/56GK104048889SQ201410297977
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】劉杰, 金晶, 李建林, 王樂華, 楊渝南 申請人:三峽大學(xué)