專利名稱：土石混合介質(zhì)磨蝕性試驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù) 土石混合介質(zhì)是自然界中廣泛存在的一種地質(zhì)載體，特別是在地表淺 層范圍內(nèi)廣泛分布，TBM掘進是目前最重要的城市地下工程建設(shè)方法，采用TBM方法在地層 淺表范圍內(nèi)進行掘進時會遇到大量的第四系土石混合介質(zhì)，這種特殊的工程地質(zhì)載體在掘 進過程中其抗磨損性主要表現(xiàn)為與TBM金屬接觸的磨損以及介質(zhì)自身相互接觸而產(chǎn)生的 磨損，巖土介質(zhì)的磨蝕性是TBM掘進機設(shè)計過程中的重要參數(shù)，對于刀盤、刀具的選擇以及 掘進效率的合理預(yù)測意義重大。國際上測試巖土介質(zhì)磨蝕性試驗的方法有很多，主要包括沖擊磨蝕試驗、加壓磨 蝕試驗以及摩擦試驗。對于巖石的磨蝕性評價目前都采用測定巖石CERCHAR磨蝕試驗來進 行，而對于地表土石混合類松散介質(zhì)，由于其取樣的困難性而很難對其的抗磨性進行合理 的評價。另外目前的測試儀器本身也仍有許多不足之處例如動力系統(tǒng)大多依靠手動，增大 了試驗的差異性；測量數(shù)據(jù)有限，不利于對抗磨性機制的分析；測量的精度低且不方便等。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種針對土石混合類介質(zhì)的抗磨性試驗裝置，其主要特征是 動力系統(tǒng)伺服控制且轉(zhuǎn)速可調(diào)，動力持續(xù)時長采用定時開關(guān)控制，試驗結(jié)果簡單易用，試驗 裝置與磨料分析集成為一體等。試驗后磨料分析采用重力分散裝置實現(xiàn)靜態(tài)篩分，使得磨 料分析更為精準(zhǔn)，避免了由于震動篩分對磨料粒徑分析結(jié)果的影響。土石混合介質(zhì)磨蝕性試驗儀主要由動力系統(tǒng)部分、磨蝕試驗裝置部分和磨料分析 部分組成，所述動力系統(tǒng)部分由裝置架構(gòu)1，可調(diào)轉(zhuǎn)速電機2，電機固定托盤3，轉(zhuǎn)速調(diào)整旋 鈕4，定時開關(guān)5，傳動裝置外罩6，主動輪7，傳動皮帶8，從動輪9，傳動軸10組成；磨蝕試 驗裝置部分由喂料裝置11，磨料筒12，磨料筒夾具13，試驗?zāi)チ蠘?4，矩形鋼板15，開合式 筒底16組成；所述磨料分析部分由磨料重力分散裝置17，06. 3mm孔徑磨料篩18，0 5. 0mm 孔徑磨料篩19，①4. 0mm孔徑磨料篩20，①2. 0mm孔徑磨料篩21，磨料篩底盤22，磨料篩托 架23組成。基本原理與技術(shù)將標(biāo)準(zhǔn)矩形鋼板在定量的土石混合樣品中以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動5分 鐘，通過量測標(biāo)準(zhǔn)鋼板在試驗前后由于磨損而造成的重量差來獲得土石混合介質(zhì)的磨蝕系 數(shù)，通過該磨蝕系數(shù)的大小來判斷磨料的抗磨性。磨蝕系數(shù)的計算公式如下=式中，P0代表試驗前的鋼板重量，單位為克；P代表試驗后的鋼板重量，單位為克； &代表土石混合介質(zhì)樣品的重量，單位為噸。土石混合介質(zhì)磨蝕性試驗裝置主要由動力系統(tǒng)部分、磨蝕試驗裝置部分和磨料分 析部分組成。動力系統(tǒng)部分由裝置架構(gòu)1，可調(diào)轉(zhuǎn)速電機2，電機固定托盤3，轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕 4，定時開關(guān)5，傳動裝置外罩6，主動輪7，傳動皮帶8，從動輪9，傳動軸10組成。該部分主 要為磨蝕試驗提供并傳遞動力，調(diào)轉(zhuǎn)速電機2通過電機固定托盤3固定于裝置架構(gòu)1上，電 機由轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕4及開關(guān)5來進行控制，動力傳送通過主動輪7帶動傳動皮帶8來帶動 從動輪9，從動輪9帶動傳動軸10來為試驗裝置提供動力，為確保安全，傳動部分使用傳動裝置外罩罩住。磨蝕試驗裝置部分由喂料裝置11，磨料筒12，磨料筒夾具13，試驗?zāi)チ蠘?4，矩形鋼板15，開合式筒底16組成。將磨料樣品通過喂料裝置11裝入磨料筒12，之后啟動動力 系統(tǒng)使得矩形鋼板15在試驗?zāi)チ蠘?4中以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，最后打開開合式筒底16獲得磨 蝕后的磨料。磨料分析部分由磨料重力分散裝置17，Φ6. 3mm孔徑磨料篩18，Φ5. Omm孔徑磨料 篩19，Φ 4. Omm孔徑磨料篩20，Φ 2. Omm孔徑磨料篩21，磨料篩底盤22，磨料篩托架23組成。 磨料在經(jīng)過重力分散裝置17后能夠較為均勻的落入到磨料篩組中，磨料依次經(jīng)過Φ6. 3mm 孔徑磨料篩18，Φ 5. Omm孔徑磨料篩19，Φ 4. Omm孔徑磨料篩20，Φ 2. Omm孔徑磨料篩21之 后落入磨料篩底盤22，不同粒徑的磨料就會被分開，最后采用精度達到0. 01克的電子天平 對不同粒徑的磨料進行稱重并進行分析，磨料篩被放置于磨料篩托架23上。


附圖是土石混合介質(zhì)磨蝕性試驗儀結(jié)構(gòu)圖。圖中1 裝置架構(gòu)；2 可調(diào) 轉(zhuǎn)速電機；3 電機固定托盤；4 轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕；5 定時開關(guān)；6 傳動裝置外罩；7 主動輪； 8 傳動皮帶；9 從動輪；10 傳動軸；11 喂料裝置；12 磨料筒；13 磨料筒夾具；14 試驗 磨料樣；15 矩形鋼板；16 開合式筒底；17 磨料重力分散裝置；18 :Φ6. 3mm孔徑磨料篩； 19 :Φ5. Omm孔徑磨料篩；20 :Φ4. Omm孔徑磨料篩；21 :Φ2. Omm孔徑磨料篩；22 磨料篩底 盤；23 磨料篩托架具體實施方式
1.首先準(zhǔn)備500克試驗中土石混合介質(zhì)樣品，樣品應(yīng)過篩，粒徑大 于6. 3mm部分采用破碎設(shè)備破碎為4_6. 3mm粒徑。2.將準(zhǔn)備好的500克磨料樣品通過喂料裝置11裝入磨料筒12，之后啟動動力系 統(tǒng)使得矩形鋼板15在試驗?zāi)チ蠘?4中以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)5分鐘后停止轉(zhuǎn)動，最后打開開合 式筒底16使磨料下墜落入磨料重力分散裝置17，經(jīng)過分散后的磨料均勻落入粒徑不同的 磨料篩中。3.取下矩形鋼板采用電子天平對其進行稱重并計算得到磨蝕系數(shù)，之后再依次取 下磨料篩對滯留于篩上的磨料采用電子天平進行稱重并進行分析。
權(quán)利要求
土石混合介質(zhì)磨蝕性試驗儀主要由動力系統(tǒng)部分、磨蝕試驗裝置部分和磨料分析部分組成，所述動力系統(tǒng)部分由裝置架構(gòu)(1)，可調(diào)轉(zhuǎn)速電機(2)，電機固定托盤(3)，轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕(4)，定時開關(guān)(5)，傳動裝置外罩(6)，主動輪(7)，傳動皮帶(8)，從動輪(9)，傳動軸(10)組成；磨蝕試驗裝置部分由喂料裝置(11)，磨料筒(12)，磨料筒夾具(13)，試驗?zāi)チ蠘?14)，矩形鋼板(15)，開合式筒底(16)組成；所述磨料分析部分由磨料重力分散裝置(17)，Φ6.3mm孔徑磨料篩(18)，Φ5.0mm孔徑磨料篩(19)，4.0mm孔徑磨料篩(20)，Φ2.0mm孔徑磨料篩(21)，磨料篩底盤(22)，磨料篩托架(23)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)轉(zhuǎn)速電機(2)可提供恒定轉(zhuǎn)速的動力，并且轉(zhuǎn)速可在 500-4500轉(zhuǎn)/分鐘的范圍內(nèi)以1000轉(zhuǎn)/分鐘的幅度來進行增減調(diào)節(jié)，電機通過定時開關(guān) 來進行控制；磨料筒(12)的底部應(yīng)該可以便于打開并獲得磨料；矩形鋼板(15)的尺寸為 25mmX20mmX5mm，其硬度應(yīng)保持在洛氏硬度B60-75范圍內(nèi)，對其的稱重應(yīng)該采用精度達 到0. 01克的電子天平來進行；磨料分析部分與試驗裝置部分集成為一體，為了保證磨料能 夠均勻通過磨料篩，采用了磨料重力分散裝置(17)，該裝置采用三層錯開布置的三棱體來 分散磨料并使之均勻撒落于磨料篩上，實現(xiàn)靜態(tài)篩分；磨料篩由Φ6. 3mm孔徑磨料篩(18)， Φ5. Omm孔徑磨料篩(19)，Φ4. Omm孔徑磨料篩(20)，2. Omm孔徑磨料篩(21)，磨料篩底盤 (22)，磨料篩托架(23)組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種針對土石混合類介質(zhì)的抗磨性試驗裝置，其主要特征是動力系統(tǒng)伺服控制且轉(zhuǎn)速可調(diào)，動力持續(xù)時長采用定時開關(guān)控制，試驗結(jié)果簡單易用，試驗裝置與磨料分析集成為一體等。試驗后磨料分析采用重力分散裝置實現(xiàn)靜態(tài)篩分，使得磨料分析更為精準(zhǔn)，避免了由于震動篩分對磨料粒徑分析結(jié)果的影響。
文檔編號G01N3/56GK101799387SQ20101000001
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者李守定, 李曉, 赫建明 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所