【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于加工设备
，具体涉及一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置及方法。
技术介绍
巴西圆盘劈裂试验自1978年被国际岩石力学学会推荐作为测定岩石抗拉强度的间接方法后，在国内外获得了广泛应用，在我国，该方法已被列入国家标准《工程岩体试验方法标准》和行业标准《水利水电岩石试验规程》中。边裂缝圆盘、中心裂缝圆盘或中心圆孔圆盘试样由于可实现Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅰ、Ⅱ复合型断裂，成为岩石断裂力学试验中常用的试样。在岩石上制备边裂缝、中心裂缝或中心圆孔巴西圆盘具有一定的难度，其加工精度对于试验是否成功具有重要的影响。现在制备含有中心裂缝圆盘的实验装置很难让两个切割裂缝面重叠，并保证预制裂缝面通过圆盘中心点，也不容易确定预制裂缝的各个参数。制备巴西圆盘中心圆孔时，多数设备容易出现损伤圆盘周边和盘面表皮的情况，中心圆孔的轴线也不容易通过圆盘中心轴线。制备两个对称且在同一直径上的巴西圆盘边裂缝时，多数设备很难保证制备的两个边裂缝在同一直径上且对称。
技术实现思路
针对上述现有技术中描述的不足，本专利技术的目的是提供一种能在巴西圆盘岩样上精确制作边裂缝、中心裂缝和中心圆孔的实验装置及方法。为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置，包括定位装置、固定装置、转接头、切割片和钻头；转接头安装在岩石研磨机的电动机...
【技术保护点】
一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置，其特征在于：包括定位装置、固定装置、转接头、切割片(3)和钻头(6)；转接头安装在岩石研磨机(41)的电动机的输出轴上，切割片和钻头安装在对应的转接头上，定位装置安装在岩石研磨机(41)的电磁铁(7)上，电磁铁(7)上设置有定位圆柱(5)，定位圆柱(5)与定位装置的定位孔(17)相配合，固定装置通过丝钉(31)安装在定位装置的夹板(21)上；所述固定装置包括两个对称设置的平台(12)，在平台(12)的外侧设置有若干等距分布的安装孔(12‑1)，安装孔(12‑1)与定位装置的夹板(21)上的水平安装孔(21‑1‑1)和竖直安装孔(21‑2‑1)相对应配合，水平安装孔(21‑1‑1)的孔距和竖直安装孔(21‑2‑1)的孔距相等，竖直安装孔(21‑2‑1)位于水平安装孔(21‑1‑1)的中垂线上，且最下方的竖直安装孔(21‑2‑1)与中垂线上的水平安装孔(21‑1‑1)的距离等于水平安装孔(21‑1‑1)的孔距；平台(12)的内侧为弧形曲面(12‑2)。
【技术特征摘要】
1.一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置，其特征
在于：包括定位装置、固定装置、转接头、切割片(3)和钻头(6)；
转接头安装在岩石研磨机(41)的电动机的输出轴上，切割片和钻头
安装在对应的转接头上，定位装置安装在岩石研磨机(41)的电磁铁
(7)上，电磁铁(7)上设置有定位圆柱(5)，定位圆柱(5)与定
位装置的定位孔(17)相配合，固定装置通过丝钉(31)安装在定位
装置的夹板(21)上；所述固定装置包括两个对称设置的平台(12)，
在平台(12)的外侧设置有若干等距分布的安装孔(12-1)，安装孔
(12-1)与定位装置的夹板(21)上的水平安装孔(21-1-1)和竖直
安装孔(21-2-1)相对应配合，水平安装孔(21-1-1)的孔距和竖直
安装孔(21-2-1)的孔距相等，竖直安装孔(21-2-1)位于水平安装
孔(21-1-1)的中垂线上，且最下方的竖直安装孔(21-2-1)与中垂
线上的水平安装孔(21-1-1)的距离等于水平安装孔(21-1-1)的孔
距；平台(12)的内侧为弧形曲面(12-2)。
2.根据权利要求1所述的一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆
孔的实验装置，其特征在于：所述定位装置为平台虎钳(24)，包括
虎钳底座(16)、刻度盘(18)、转盘(20)、夹板(21)、活动钳口(24-1)
和固定钳口(24-2)；虎钳底座(16)的一侧设置有定位孔(17)，定
位孔(17)与岩石研磨机上(41)的定位圆柱(5)对应，在虎钳底
座(16)上固定有刻度盘(18)，刻度盘(18)上安装有可转动的转
盘(20)，在转盘(20)上与刻度盘(18)的零刻度线相对应的位置
安装有指针(19)，在平台虎钳(24)的活动钳口(24-1)和固定钳
\t口(24-2)均安装有夹板(21)；所述夹板(21)包括横板(21-1)和
竖板(21-2)，竖板(21-2)固定在横板(21-1)的中部，横板(21-1)
上设置有若干固定安装孔(21-1-2)和若干用于安装固定装置的水平
安装孔(21-1-1)，水平安装孔(21-1-1)高于平台虎钳(24)的上端
面，夹板(21)通过固定安装孔(21-1-2)安装在平台虎钳(24)的
活动钳口(24-1)和固定钳口(24-2)上；所述竖板(21-2)上设置
有若干用于安装固定装置的竖直安装孔(21-2-1)，竖直安装孔
(21-2-1)的孔距和水平安装孔(21-1-1)的孔距相等，竖直安装孔
(21-2-1)位于水平安装孔(21-1-1)的中垂线上，且最下方的竖直
安装孔(21-2-1)与中垂线上的水平安装孔(21-1-1)的距离等于水
平安装孔(21-1-1)的孔距。
3.根据权利要求1或2所述的一种在圆盘岩样上制作裂缝和中
心圆孔的实验装置，其特征在于：所述安装孔(12-1)为三个，分别
为左安装孔(35)、中安装孔(33)和右安装孔(34)；所述水平安装
孔(21-1-1)为三个，分别为左水平安装孔(29)、中水平安装孔(27)
和右水平安装孔(28)；竖直安装孔(21-2-1)为一个，竖直安装孔
(21-2-1)位于左水平安装孔(29)、中水平安装孔(27)和右水平安
装孔(28)的中垂线上，且竖直安装孔(21-2-1)与中水平安装孔(27)、
左水平安装孔(29)与中水平安装孔(27)和右水平安装孔(28)与
中水平安装孔(27)的距离相等；中安装孔(33)与夹板(21)上的
中水平安装孔(27)对应，左安装孔(35)与夹板(21)的左水平安
装孔(29)对应，右安装孔(34)与夹板(21)上的右水平安装孔(28)
\t对应。
4.根据权利要求2所述的一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆
孔的实验装置，其特征在于：在刻度盘(18)上设置有导槽，转盘(20)
上与导槽相对应的位置处设置有通孔，导槽内的定位丝(20-1)向上
穿过通孔将转盘(20)固定在刻度盘(18)上。
5.根据权利要求1所述的一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆
孔的实验装置，其特征在于：所述丝钉(31)包括丝钉帽和丝杆，所
述丝杆包括第一丝杆(31-1)和第二丝杆(31-2)，第一丝杆(31-1)
的一端与丝钉帽连接，第一丝杆(31-1)的另一端与第二丝杆(31-2)
连接，第一丝杆(31-1)的直径大于安装孔(12-1)的直径，第二丝
杆(31-2)插入安装孔(12-1)内并与安装孔(12-1)紧配合；且第
一丝杆(31-1)靠近丝钉帽的位置加工有外螺纹。
6.根据权利要求1或5所述的一种在圆盘岩样上制作裂缝和中
心圆孔的实验装置，其特征在于：在平台(12)的外侧安装有薄钢板
(40)，薄钢板(40)上设置有与安装孔(12-1)相对应的圆孔，圆
孔的直径小于第一丝杆(31-1)的直径。
7.根据权利要求1所述的一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆
孔的实验装置，其特征在于：所述转接头包括第一转接头(2)和第
二转接头(14)，第一转接头(2)包括连接件Ⅰ(2-1)和连接杆Ⅰ
(2-2)，连接件Ⅰ(2-1)的一端设置有内螺纹孔，连接件Ⅰ(2-1)
的另一端与连接杆Ⅰ(2-2)的一端连接；连接件Ⅰ(2-1)的截面为
正六边形；连接杆Ⅰ(2-2)的另一端设置有外螺纹，切割片安装在
\t连接杆Ⅰ(2-2)上，且在切割片的外侧安装有铜垫片(4)；第二转
接头(14)包括连接件Ⅱ(14-1)和连接杆Ⅱ(14-2)，连接件Ⅱ(14-1)
的一端设置有内螺纹孔，连接件Ⅱ(14-1)的另一端与连接杆Ⅱ(14-2)
的一端连接；连接件Ⅱ(14-1)的截面为正六边形；连接杆Ⅱ(14-2)
的另一端设置有外螺纹，钻头安装在连接杆Ⅱ(14-2)上，连接杆Ⅱ
(14-2)的长度小于连接杆Ⅰ(2-2)的长度。
8.一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的方法，其特征在于：
所述裂缝包括边裂缝和中心裂缝，当制作边裂缝和中心圆孔时，步骤
如下：步骤一、将夹板(21)通过固定安装孔(21-1-2)安装在定位
装置的平台虎钳(24)上，并通过虎钳底座(16)上的定位孔(17)
将定位装置安装到岩石研磨机(41)的电磁铁(7)的定位圆柱(5)
上，使夹板(21...
【专利技术属性】
技术研发人员：张盛，王东坤，鲁义强，袁瑞甫，李振峰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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