一种测试岩石抗拉强度的实验装置及其实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测试岩石抗拉强度的实验装置，包括导向板、导向杆、拉伸组件，导向板上设有通孔，导向杆穿过通孔与导向板可滑动装配；导向板有两块，且每块导向板外侧均固定有拉伸组件。本发明专利技术还公开了基于上述实验装置的实验方法。本发明专利技术能够牢靠地固定试样两端，防止在实验过程中试样脱落而造成的安全隐患。本发明专利技术在实验结束后，能够快速、方便地取出试样，从而提高实验效率。本发明专利技术的拉伸组件在进行拉伸时能够对试样产生自锁式卡紧，而在需要取出试样时则可以将试样推出卡紧组件，十分方便、实用。本发明专利技术在取出试样时，能够实现在弧板部分松开试样端部的同时推出实验，使得试样的取出变得十分方便。

Experimental device for testing tensile strength of rock and its experimental method

The invention discloses an experimental device for testing the tensile strength of rock, including a guide plate, a guide rod, the tensile component, the guide plate is provided with a through hole, the guide rod passes through the through hole and the guide plate can slide assembly; the guide plate has two pieces, and each lateral guide plate are fixed with tensile component. The invention also discloses an experimental method based on the above-mentioned experimental device. The invention can firmly fix the ends of the sample to prevent the hidden danger caused by the sample falling off during the experiment. After the experiment is finished, the sample can be taken out quickly and conveniently so as to improve the experiment efficiency. The stretching component of the invention can produce self locking clamping when the sample is stretched, and when the sample is needed to be taken out, the sample can be pushed out to clamp the component, so the utility model is very convenient and practical. When the sample is taken out, the experiment can be realized at the same time that the sample end part is loosened at the arc plate part, so that the sample removal is very convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种测试岩石抗拉强度的实验装置及其实验方法
本专利技术涉及一种岩石力学性能测试装置，特别是涉及一种测试岩石抗拉强度的实验装置和托举试样的托举组件。本专利技术还公开了上述实验装置的实验方法。
技术介绍
在研究岩石力学性能中，岩石的抗拉强度是其中的一个研究重点。目前研究岩石抗拉强度主要有两种方法，一种是巴西圆盘劈裂法，一种是直接拉伸法。目前研究岩石抗拉强度主要采用巴西圆盘劈裂法，通过压裂岩石试样时的压力或压强来换算岩石的抗拉强度。但是这种方法对于试样找准中心线要求非常高，一旦没找准会造成较大误差，而且也无法获得拉应力-应变曲线，对于后期的研究无法提供完善的参考资料。在专利号为CN2013105070218，名为套筒粘接的岩石直接拉伸实验装置及实验方法的中国专利技术专利中公开了一种采用直接拉伸法测试岩石抗拉强度的实验装置及其实验方法。其主要采用粘胶、对开筒套、紧箍环固定岩石试样的两端，然后试样进行拉伸，直到岩石被拉断。这种方式虽然比较简单，而且能够获得拉应力-应变曲线，但是仅仅采用粘胶、对开筒套、紧箍环来固定试样两端会导致固定不够牢靠，而且安全性低，另外采用粘胶粘接实验后会导致试样取出时十分困难，大大降低了实验效率和进度。另外，试样取出时，没有托举或者盛装工具，这容易造成试样掉落，存在较大的安全隐患。故申请人认为，有必要设计出一种采用直接拉伸法拉伸试样的实验装置，其应当比较牢固、可靠地固定试样两端，且实验完成后能够方便地取出试样。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种测试岩石抗拉强度的实验装置，其采用直接拉伸法测试岩石试样的抗拉强度且能够牢固、可靠地固定试样两端。为实现上述目的，本专利技术提供了一种测试岩石抗拉强度的实验装置，包括导向板、导向杆、拉伸组件，所述的导向板上设有通孔，导向杆穿过通孔与导向板可滑动装配；所述的导向板有两块，且每块导向板外侧均固定有拉伸组件；所述的拉伸组件，包括，固定在加载杆上的分力环，所述的分力环与分力支杆一端铰接，所述的分力支杆另一端与滑筒上的滑筒交接部铰接，所述的分力支杆至少有两根，且两端均匀分布在分力环和滑筒端部；所述的滑筒还包括顶部挡环、滑动部分、底部挡环，所述的滑动部分穿过导向板，所述的顶部挡环和底部挡环分别位于导向板外侧和内侧；所述的滑动部分内设有让位槽，所述的顶部挡环在与让位槽对应位置上设有连接通槽，所述的连接通槽截面小于让位槽截面；所述的滑筒铰接部的铰接让位端装入让位槽中，且滑筒铰接部与分力支杆铰接端穿出连接通槽；所述的切换环内壁由凸出弧面段和凹陷弧面段构成，且所述的切换环内孔中设有切换块，所述的切换块通过切换连接销与切换安装座上的切换安装孔装配，且所述的切换连接销装入切换安装孔中部分上还设有扭簧，所述的扭簧用于维持切换块的驱动端始终顶紧在切换环内侧；所述的切换环外侧还设有卡齿驱动部；所述的加载杆在与切换块对应位置上设有切换槽，所述的切换块的卡紧端装入切换槽中；所述的滑筒中设有装卸通孔，所述的装卸通孔中固定有限位环，所述的限位环上开有一能让加载杆穿过的顶出通孔；所述的切换环的最大直径不超出限位环直径；所述的限位环背向切换环一端上设有装配环，所述的装配环内设有夹装孔且所述的装配环侧壁上设有至少两个滑动通槽；所述的夹装孔内安装有数量与滑动通槽相同的卡紧弧板，所述的卡紧弧板包括用于卡紧试样的弧板部分和穿过滑动通槽的滑块部分，所述的滑块部分能在滑动通槽中滑动，且所述的滑块部分端部为卡紧斜面；所述的卡紧斜面与驱动斜面配合，所述的驱动斜面设置在驱动筒内侧且所述的驱动筒外侧与装卸通孔内壁固定；所述的驱动斜面为由试样往加载杆方向逐渐往上的斜面；所述的驱动筒的驱动筒内端面与限位环的限位环内端面之间有间槽；所述的间槽的间槽宽度为L3；所述的让位端端部与让位槽底部之间的距离为L2；所述的加载杆的加载杆内端面与驱动筒内端面之间的距离为L1；L1、L2、L3的关系为：(L3/8)<L1<(L3/5)；1.5*L2>L1>L2。作为本专利技术的进一步改进，所述的加载杆与液压油缸的伸缩轴连接或直接为液压油缸的伸缩轴。作为本专利技术的进一步改进，所述的顶部挡环端面上设有切换环，所述的切换环中心线与分力环、加载杆在同一直线上。作为本专利技术的进一步改进，所述的卡齿驱动部分为能与外部齿轮或齿条等啮合的齿形。作为本专利技术的进一步改进，所述的L2至少要比L1短1毫米以上。作为本专利技术的进一步改进，还包括取样槽板，所述的卡紧在两个拉紧组件A间，所述的取样槽板上设有一横截面不大于1/2圆的圆弧形取样槽；所述的取样槽板的内径、外径与装配环相同，且所述的取样槽板的轴线与装配环轴线重合。作为本专利技术的进一步改进，在夹装孔内壁上固定一个导向内环，所述的导向内环厚度应当为弧板部分厚度的至少1.2倍且导向内环内径应当不小于试样直径；所述的驱动筒外端面上固定一个外导向半环，所述的外导向半环横截面为不超过1/2圆环的半圆环；所述的外导向半环内壁与导向内环外壁之间形成卡装槽，所述的卡装槽与取样槽板两端装配。作为本专利技术的进一步改进，所述的取样槽板与卡装槽装配后，取样槽开口朝上。作为本专利技术的进一步改进，还包括用于托举和运送取样槽板的托架组件，所述的拖架组件，包括，用于支撑取样槽板的支撑半环；所述的支撑半环底部与升降螺杆顶部连接固定，所述的升降螺杆底部穿过支撑板与驱动筒通过螺纹旋合装配；所述的支撑板上设有安装托块，取件轴穿过设置在安装托块上的通孔，所述的取件轴有两根且所述的取件轴上安装有取件凸轮，其中一根取件轴一端上安装有取件带轮，另一根取件轴上安装有副取件带轮，所述的取件带轮与副取件带轮之间通过取件皮带连接形成带传动结构；其中的一根取件轴远离取件皮带一端与取件电机输出轴连接固定；所述的取件电机能够带动取件轴转动；所述的支撑板底部固定有导向轴，所述的导向轴与机箱上的导向通孔装配以对支撑板的上下移动提供导向作用；所述的升降螺杆底部装入机箱中且与驱动筒内螺纹装配；所述的驱动筒有两根且其中一根驱动筒上固定有主动带轮和从动齿轮，另一根驱动筒上固定有从动带轮；所述的主动带轮与从动带轮之间通过升降同步带连接并形成带传动结构；所述的从动齿轮与主动齿轮相互啮合形成齿轮传动结构，所述的主动齿轮安装在升降电机的输出轴上；所述的取样槽板上设有取件通槽，所述的取件凸轮截面为椭圆，且所述的取件凸轮包括直径最大的长轴端和直径最小的短轴端，所述的短轴端最高点不超过取样槽底部；所述的机箱底部设有移动块，所述的移动块通过螺纹与移动螺杆旋合装配，所述的移动螺杆两端分别固定在第一固定板和第二固定板上，且所述的移动螺杆能相对于第一固定板和第二固定板转动；所述的移动螺杆有两根，其中一根一端上固定有移动带轮，另一根一端上固定有副移动带轮和副驱动带轮；所述的移动带轮和副移动带轮间通过移动皮带连接并形成带传动结构；所述的副驱动带轮与主驱动带轮通过主驱动皮带连接并形成带传动结构；所述的主驱动带轮固定在主驱动电机的输出轴上。作为本专利技术的进一步改进，所述的长轴端最高点超过取样槽底部0.5-1.2毫米。一种基于上述实验装置的实验方法，包括如下步骤：S1，将试样两端分别装入夹装孔中使卡紧弧板的弧板部分内侧与试样外侧接触；S2，转动切换环，使切换块的驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试岩石抗拉强度的实验装置，包括导向板、导向杆、拉伸组件，所述的导向板上设有通孔，导向杆穿过通孔与导向板可滑动装配；所述的导向板有两块，且每块导向板外侧均固定有拉伸组件；其特征是：所述的拉伸组件，包括，固定在加载杆上的分力环，所述的分力环与分力支杆一端铰接，所述的分力支杆另一端与滑筒上的滑筒交接部铰接，所述的分力支杆至少有两根，且两端均匀分布在分力环和滑筒端部；所述的滑筒还包括顶部挡环、滑动部分、底部挡环，所述的滑动部分穿过导向板，所述的顶部挡环和底部挡环分别位于导向板外侧和内侧；所述的滑动部分内设有让位槽，所述的顶部挡环在与让位槽对应位置上设有连接通槽，所述的连接通槽截面小于让位槽截面；所述的滑筒铰接部的铰接让位端装入让位槽中，且滑筒铰接部与分力支杆铰接端穿出连接通槽；所述的切换环内壁由凸出弧面段和凹陷弧面段构成，且所述的切换环内孔中设有切换块，所述的切换块通过切换连接销与切换安装座上的切换安装孔装配，且所述的切换连接销装入切换安装孔中部分上还设有扭簧，所述的扭簧用于维持切换块的驱动端始终顶紧在切换环内侧；所述的切换环外侧还设有卡齿驱动部；所述的加载杆在与切换块对应位置上设有切换槽，所述的切换块的卡紧端装入切换槽中；所述的滑筒中设有装卸通孔，所述的装卸通孔中固定有限位环，所述的限位环上开有一能让加载杆穿过的顶出通孔；所述的切换环的最大直径不超出限位环直径；所述的限位环背向切换环一端上设有装配环，所述的装配环内设有夹装孔且所述的装配环侧壁上设有至少两个滑动通槽；所述的夹装孔内安装有数量与滑动通槽相同的卡紧弧板，所述的卡紧弧板包括用于卡紧试样的弧板部分和穿过滑动通槽的滑块部分，所述的滑块部分能在滑动通槽中滑动，且所述的滑块部分端部为卡紧斜面；所述的卡紧斜面与驱动斜面配合，所述的驱动斜面设置在驱动筒内侧且所述的驱动筒外侧与装卸通孔内壁固定；所述的驱动斜面为由试样往加载杆方向逐渐往上的斜面；所述的驱动筒的驱动筒内端面与限位环的限位环内端面之间有间槽；所述的间槽的间槽宽度为L3；所述的让位端端部与让位槽底部之间的距离为L2；所述的加载杆的加载杆内端面与驱动筒内端面之间的距离为L1；L1、L2、L3的关系为：(L3/8)<L1<(L3/5)；1.5*L2>L1>L2。...

【技术特征摘要】
1.一种测试岩石抗拉强度的实验装置，包括导向板、导向杆、拉伸组件，所述的导向板上设有通孔，导向杆穿过通孔与导向板可滑动装配；所述的导向板有两块，且每块导向板外侧均固定有拉伸组件；其特征是：所述的拉伸组件，包括，固定在加载杆上的分力环，所述的分力环与分力支杆一端铰接，所述的分力支杆另一端与滑筒上的滑筒交接部铰接，所述的分力支杆至少有两根，且两端均匀分布在分力环和滑筒端部；所述的滑筒还包括顶部挡环、滑动部分、底部挡环，所述的滑动部分穿过导向板，所述的顶部挡环和底部挡环分别位于导向板外侧和内侧；所述的滑动部分内设有让位槽，所述的顶部挡环在与让位槽对应位置上设有连接通槽，所述的连接通槽截面小于让位槽截面；所述的滑筒铰接部的铰接让位端装入让位槽中，且滑筒铰接部与分力支杆铰接端穿出连接通槽；所述的切换环内壁由凸出弧面段和凹陷弧面段构成，且所述的切换环内孔中设有切换块，所述的切换块通过切换连接销与切换安装座上的切换安装孔装配，且所述的切换连接销装入切换安装孔中部分上还设有扭簧，所述的扭簧用于维持切换块的驱动端始终顶紧在切换环内侧；所述的切换环外侧还设有卡齿驱动部；所述的加载杆在与切换块对应位置上设有切换槽，所述的切换块的卡紧端装入切换槽中；所述的滑筒中设有装卸通孔，所述的装卸通孔中固定有限位环，所述的限位环上开有一能让加载杆穿过的顶出通孔；所述的切换环的最大直径不超出限位环直径；所述的限位环背向切换环一端上设有装配环，所述的装配环内设有夹装孔且所述的装配环侧壁上设有至少两个滑动通槽；所述的夹装孔内安装有数量与滑动通槽相同的卡紧弧板，所述的卡紧弧板包括用于卡紧试样的弧板部分和穿过滑动通槽的滑块部分，所述的滑块部分能在滑动通槽中滑动，且所述的滑块部分端部为卡紧斜面；所述的卡紧斜面与驱动斜面配合，所述的驱动斜面设置在驱动筒内侧且所述的驱动筒外侧与装卸通孔内壁固定；所述的驱动斜面为由试样往加载杆方向逐渐往上的斜面；所述的驱动筒的驱动筒内端面与限位环的限位环内端面之间有间槽；所述的间槽的间槽宽度为L3；所述的让位端端部与让位槽底部之间的距离为L2；所述的加载杆的加载杆内端面与驱动筒内端面之间的距离为L1；L1、L2、L3的关系为：(L3/8)<L1<(L3/5)；1.5*L2>L1>L2。2.如权利要求1所述的一种测试岩石抗拉强度的实验装置，其特征是：所述的顶部挡环端面上设有切换环，所述的切换环中心线与分力环、加载杆在同一直线上。3.如权利要求1所述的一种测试岩石抗拉强度的实验装置，其特征是：所述的卡齿驱动部分为能与外部齿轮或齿条等啮合的齿形。4.如权利要求1所述的一种测试岩石抗拉强度的实验装置，其特征是：还包括取样槽板，所述的卡紧在两个拉紧组件A间，所述的取样槽板上设有一横截面不大于1/2圆的圆弧形取样槽；所述的取样槽板的内径、外径与装配环相同，且所述的取样槽板的轴线与装配环轴线重合。5.如权利要求1所述的一种测试岩石抗拉强度的实验装置，其特征是：在夹装孔内壁上固定一个导向内环，所述的导向内环厚度应当为弧板部分厚度的至少1.2倍且导向内环内径应当不小于试样直径；所述的驱动筒外端面上固定一个外导向半环，所述的外导向半环横截面为不超过1/2圆环的半圆环...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄培杰，梁书玲，冯明明，李成杰，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34