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、滾動珠、讀數(shù)表、電感防水柔性位移計、第一電動機(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、傳動塊、第二重物、第二電動機(jī)、傳動軸、伸縮探針和擦拭板組成。本實用新型有如下有益效果：實現(xiàn)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(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] 本實用新型涉及一種巖石耐磨測試儀，屬于巖石性質(zhì)試驗【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?。–ERCHAR)耐磨試驗，其方法 為：將錐角為90度的鋼針上覆7Kg的重物，針尖作用于巖石的光滑表面，沿水平方向以 10mm/min的速度運動10mm，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)揭苿铀俣瓤刂埔揽渴謩樱龃罅藢嶒灥牟町愋?；試驗后鋼?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\動時的力值和位移值，不利于耐磨機(jī)制分析；不能動態(tài)記錄實 驗過程數(shù)據(jù)，不利于實驗過程分析。
[0004] 在國內(nèi)，用于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?biāo)綖橐种啤⒘χ担撫樐ノg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\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(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型提供一種巖石耐磨測試儀，實現(xiàn)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(guān)系。
[0006] -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(shù)表、電感防水柔性位移計、第一 電動機(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 塊、第二重物、第二電動機(jī)、傳動軸、伸縮探針和擦拭板組成，所述的第一電動機(jī)安裝在主支 架的底盤平臺上，第一電動機(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堅排的滾動珠連接，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堅向運動，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 計用于動態(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機(jī)，傳動軸 一端與第二電動機(jī)相連，一端與傳動塊相連，針閥固定在傳動塊上，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 針尖針入巖石的運動路徑，同時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] 上述的多堅排的滾動珠為對稱設(shè)置的四排。
[0009] 本實用新型有如下有益效果：
[0010] 1、實現(xiàn)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(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)。
[0011] 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Mi所需時間Si，也 可以測量一定時間s 2里巖樣磨削量的大小m2。
[0012] 3、實現(xiàn)了鋼針的勻速直線運動和磨盤的勻速轉(zhuǎn)動。
[0013] 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(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導(dǎo)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(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。
[0014] 5、在巖石軸向上加位移計（可替換讀數(shù)表13和電感防水柔性位移計14實現(xiàn)智能 實時測量），可實現(xiàn)面磨蝕度的實時測量，當(dāng)碰到巖石軸向巖性變化時，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】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0016] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式做進(jìn)一步的說明。
[0018] 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(shù)表13、電感 防水柔性位移計14、第一電動機(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、傳動塊7、第二重物8、第二電動機(jī)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(jī)安裝在主支架的底盤平臺上，第一電動機(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堅排的 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堅向運動，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用于 動態(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機(jī)，傳動軸一端 與第二電動機(jī)相連，一端與傳動塊相連，針閥固定在傳動塊上，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 針入巖石的運動路徑，同時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。
[0019] 其工作過程如下：
[0020] 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；
[0021] 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；
[0022] 3、接通電源，啟動第一電動機(jī)15帶動磨盤勻速轉(zhuǎn)動，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；
[0023] 4、通過電感防水柔性位移計14上的讀數(shù)表13實時記錄巖樣的磨削量，一定時間 后關(guān)閉第一電動機(jī)15，
[0024] 5、調(diào)整鎖緊片4使固定架2和次支架1固定好；
[0025] 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；
[0026] 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)，；
[0027] 8、啟動手搖傳動軸的第二電動機(jī)使傳動軸19勻速轉(zhuǎn)動，傳動軸19的勻速轉(zhuǎn)動帶 動傳動塊7勻速水平運動，使針伐6的針尖在巖樣上劃過一定的長度；
[0028] 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(nèi)，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)。
[0029] 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)、滾動珠（12)、讀數(shù)表 (13)、電感防水柔性位移計（14)、第一電動機(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)、傳動塊（7)、第二重物（8)、 第二電動機(jī)（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(jī)安裝 在主支架的底盤平臺上，第一電動機(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堅排的滾動珠連接，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堅向運動，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 性位移計用于動態(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 機(jī)，傳動軸一端與第二電動機(jī)相連，一端與傳動塊相連，針閥固定在傳動塊上，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動路徑，同時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：所述的多堅排的滾動珠 為對稱設(shè)置四排。
【文檔編號】G01N3/56GK203908896SQ201420350181
【公開日】2014年10月29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)