一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒制造技术

一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，包括框架、框架转运小车、试样限位盒、支撑传力组件、试样变形测量组件及气动快速卸载组件；框架置于小车上，试样限位盒位于框架中心，支撑传力组件共六套且分别位于框架六个壁板面上；试样限位盒上设有六个压头穿行孔，压头插入穿行孔后，每个主应力方向上的两个压头之间均安装有试样变形测量组件；中间主应力方向为竖直方向，最大和最小主应力方向为水平方向，在最小主应力方向上的一套支撑传力组件与气动快速卸载组件配装，该支撑传力组件内包括卸载用承压垫块，气动快速卸载组件包括双作用气缸、传力架和缓冲机构，卸载用承压垫块通过传力架与双作用气缸相连，缓冲机构位于卸载用承压垫块下方。

A multifunctional sample box with pneumatic quick single side unloading function

【技术实现步骤摘要】
一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒
本专利技术属于岩石力学试验
，特别是涉及一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒。
技术介绍
真三轴试验机根据加载方式的不同，可分为两刚一柔加载方式和三刚性加载方式。采用两刚一柔加载方式的真三轴试验机，试样的刚性加载面通过两组刚性垫块进行夹持，而试样的柔性加载面由密封胶进行覆盖，同时密封胶还对刚性垫块起到固定的作用。但是，对于采用三刚性加载方式的真三轴试验机来说，由于无法使用密封胶，三组刚性垫块之间的固定和支撑始终存在不理想的问题，试样加载过程中存在刚性垫块被挤偏而飞出设备的风险。另外，由于三组刚性垫块存在结构不稳定的问题，导致测量试样变形的传感器无法直接固定在刚性垫块上，从而造成测量数据的不准确。再有，当需要研究岩爆现实时，需要在试样中间打通孔，其配套的试样盒却不具备变形测量功能，也无法在真三轴试验中获取全应力-应变曲线。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，对于采用三刚性加载方式的真三轴试验机来说，能够为三组刚性垫块提供稳定的支撑，具备精确测量试样变形的能力，并且通过气动快速单面卸载功能来诱发岩爆现象，有效扩展了真三轴试验机的适用范围。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，包括框架、框架转运小车、试样限位盒、第一最大主应力方向支撑传力组件、第二最大主应力方向支撑传力组件、第一中间主应力方向支撑传力组件、第二中间主应力方向支撑传力组件、第一最小主应力方向支撑传力组件、第二最小主应力方向支撑传力组件、最大主应力方向试样变形测量组件、中间主应力方向试样变形测量组件、最小主应力方向试样变形测量组件及气动快速卸载组件；所述框架采用方形结构，框架放置在框架转运小车上，所述试样限位盒位于框架内部中心处；所述第一最大主应力方向支撑传力组件设置在框架前部壁板中心，所述第二最大主应力方向支撑传力组件设置在框架后部壁板中心，第一最大主应力方向支撑传力组件与第二最大主应力方向支撑传力组件沿同一条水平向直线分布；所述第一中间主应力方向支撑传力组件设置在框架顶部壁板中心，所述第二中间主应力方向支撑传力组件设置在框架底部壁板中心，第一中间主应力方向支撑传力组件与第二中间主应力方向支撑传力组件沿同一条竖向直线分布；所述第一最小主应力方向支撑传力组件设置在框架左部壁板中心，所述第二最小主应力方向支撑传力组件设置在框架右部壁板中心，第一最小主应力方向支撑传力组件与第二最小主应力方向支撑传力组件沿同一条水平向直线分布；所述最大主应力方向试样变形测量组件配装在第一最大主应力方向支撑传力组件与第二最大主应力方向支撑传力组件之间；所述中间主应力方向试样变形测量组件配装在第一中间主应力方向支撑传力组件与第二中间主应力方向支撑传力组件之间；所述最小主应力方向试样变形测量组件配装在第一最小主应力方向支撑传力组件与第二最小主应力方向支撑传力组件之间；所述气动快速卸载组件配装在第一最小主应力方向支撑传力组件与框架之间。所述试样限位盒采用长方形结构，试样限位盒由上下两个半盒组成，上下两个半盒扣合在一起构成完整的试样限位盒，上下两个半盒之间由螺栓进行固连；在所述试样限位盒的六个壁面上均开设有压头穿行孔。所述第一最大主应力方向支撑传力组件、第二最大主应力方向支撑传力组件、第一中间主应力方向支撑传力组件及第二最小主应力方向支撑传力组件结构相同，均包括圆盘状承压垫块、圆柱状承压垫块及方形压头；所述圆盘状承压垫块位于框架壁板外侧，在圆盘状承压垫块的周向边沿均布固设有导向耳板，导向耳板上开设有导向光孔，在导向光孔内穿装有导向螺柱，导向螺柱固连在框架壁板上，所述圆盘状承压垫块相对于导向螺柱仅具有轴向移动自由度；在所述框架壁板的中心开设有圆形垫块穿行孔，所述圆柱状承压垫块穿装在圆形垫块穿行孔中，在圆形垫块穿行孔与圆柱状承压垫块之间依次设有垫块径向限位环和垫块减摩轴承，在位于框架壁板内侧的圆柱状承压垫块上套装有防尘圈，防尘圈通过防尘圈限位环固连在垫块径向限位环上；所述圆柱状承压垫块一端与圆盘状承压垫块顶靠接触，圆柱状承压垫块另一端与方形压头一端顶靠接触，方形压头穿装在试样限位盒对应的压头穿行孔中，方形压头另一端与试样限位盒内的试样顶靠接触。所述第二中间主应力方向支撑传力组件包括圆盘状承压垫块、垫块支撑限位板、T型承压垫块、过渡垫块及方形压头；所述圆盘状承压垫块位于框架底部壁板下方，在框架底部壁板的中心开设有方形垫块穿行孔，所述T型承压垫块的小头端穿装在方形垫块穿行孔中，所述圆盘状承压垫块固连在T型承压垫块的小头端，T型承压垫块的大头端位于框架底部壁板上方，所述垫块支撑限位板固装在框架底部壁板上表面，在垫块支撑限位板中心也开设有方形垫块穿行孔，在方形垫块穿行孔与T型承压垫块小头端之间设有垫块减摩条；所述过渡垫块放置在T型承压垫块大头端顶部，在T型承压垫块大头端顶部设有最小主应力方向过渡垫块导向限位条；所述方形压头下端与过渡垫块上表面顶靠接触，方形压头穿装在试样限位盒下方的压头穿行孔中，方形压头上端与试样限位盒内的试样顶靠接触；在所述过渡垫块上表面设有最大主应力方向方形压头导向限位条。所述第一最小主应力方向支撑传力组件包括卸载用承压垫块、方形压头及防护罩，所述框架壁板采用防护罩进行替代，在防护罩的中部开设有卸载用承压垫块穿行让位孔，所述卸载用承压垫块穿装在卸载用承压垫块穿行让位孔中；所述方形压头一端与卸载用承压垫块端部顶靠接触，方形压头穿装在试样限位盒对应的压头穿行孔中，方形压头另一端与试样限位盒内的试样顶靠接触。所述最大主应力方向试样变形测量组件包括最大主应力方向传感器支架、最大主应力方向导向杆及最大主应力方向拉伸式位移传感器；所述最大主应力方向传感器支架分别固装在最大主应力方向上的两个方形压头上，最大主应力方向导向杆及最大主应力方向拉伸式位移传感器平行安装在两个最大主应力方向传感器支架之间；所述中间主应力方向试样变形测量组件包括中间主应力方向传感器支架、中间主应力方向导向杆及中间主应力方向拉伸式位移传感器；所述中间主应力方向传感器支架分别固装在中间主应力方向上的两个方形压头上，中间主应力方向导向杆及中间主应力方向拉伸式位移传感器平行安装在两个中间主应力方向传感器支架之间；所述最小主应力方向试样变形测量组件包括最小主应力方向传感器支架及最小主应力方向拉伸式位移传感器；所述最小主应力方向传感器支架固装在最小主应力方向上的两个方形压头上。所述气动快速卸载组件包括双作用气缸、传力架、缓冲块、缓冲弹簧及缓冲基座；所述双作用气缸数量为两个，两个双作用气缸对称分布在卸载用承压垫块两侧；所述双作用气缸竖直设置且活塞杆朝上，双作用气缸的活塞杆端部铰接在传力架上，传力架固连在卸载用承压垫块上，双作用气缸的缸筒端部通过铰接耳座连接在框架上；所述缓冲基座位于卸载用承压垫块正下方，所述缓冲弹簧竖直安装在缓冲基座上表面，所述缓冲块安装在缓冲弹簧顶部；在所述缓冲块与缓冲基座之间竖直设有导向销。本专利技术的有益效果：...

【技术保护点】
1.一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，其特征在于：包括框架、框架转运小车、试样限位盒、第一最大主应力方向支撑传力组件、第二最大主应力方向支撑传力组件、第一中间主应力方向支撑传力组件、第二中间主应力方向支撑传力组件、第一最小主应力方向支撑传力组件、第二最小主应力方向支撑传力组件、最大主应力方向试样变形测量组件、中间主应力方向试样变形测量组件、最小主应力方向试样变形测量组件及气动快速卸载组件；所述框架采用方形结构，框架放置在框架转运小车上，所述试样限位盒位于框架内部中心处；所述第一最大主应力方向支撑传力组件设置在框架前部壁板中心，所述第二最大主应力方向支撑传力组件设置在框架后部壁板中心，第一最大主应力方向支撑传力组件与第二最大主应力方向支撑传力组件沿同一条水平向直线分布；所述第一中间主应力方向支撑传力组件设置在框架顶部壁板中心，所述第二中间主应力方向支撑传力组件设置在框架底部壁板中心，第一中间主应力方向支撑传力组件与第二中间主应力方向支撑传力组件沿同一条竖向直线分布；所述第一最小主应力方向支撑传力组件设置在框架左部壁板中心，所述第二最小主应力方向支撑传力组件设置在框架右部壁板中心，第一最小主应力方向支撑传力组件与第二最小主应力方向支撑传力组件沿同一条水平向直线分布；所述最大主应力方向试样变形测量组件配装在第一最大主应力方向支撑传力组件与第二最大主应力方向支撑传力组件之间；所述中间主应力方向试样变形测量组件配装在第一中间主应力方向支撑传力组件与第二中间主应力方向支撑传力组件之间；所述最小主应力方向试样变形测量组件配装在第一最小主应力方向支撑传力组件与第二最小主应力方向支撑传力组件之间；所述气动快速卸载组件配装在第一最小主应力方向支撑传力组件与框架之间。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，其特征在于：包括框架、框架转运小车、试样限位盒、第一最大主应力方向支撑传力组件、第二最大主应力方向支撑传力组件、第一中间主应力方向支撑传力组件、第二中间主应力方向支撑传力组件、第一最小主应力方向支撑传力组件、第二最小主应力方向支撑传力组件、最大主应力方向试样变形测量组件、中间主应力方向试样变形测量组件、最小主应力方向试样变形测量组件及气动快速卸载组件；所述框架采用方形结构，框架放置在框架转运小车上，所述试样限位盒位于框架内部中心处；所述第一最大主应力方向支撑传力组件设置在框架前部壁板中心，所述第二最大主应力方向支撑传力组件设置在框架后部壁板中心，第一最大主应力方向支撑传力组件与第二最大主应力方向支撑传力组件沿同一条水平向直线分布；所述第一中间主应力方向支撑传力组件设置在框架顶部壁板中心，所述第二中间主应力方向支撑传力组件设置在框架底部壁板中心，第一中间主应力方向支撑传力组件与第二中间主应力方向支撑传力组件沿同一条竖向直线分布；所述第一最小主应力方向支撑传力组件设置在框架左部壁板中心，所述第二最小主应力方向支撑传力组件设置在框架右部壁板中心，第一最小主应力方向支撑传力组件与第二最小主应力方向支撑传力组件沿同一条水平向直线分布；所述最大主应力方向试样变形测量组件配装在第一最大主应力方向支撑传力组件与第二最大主应力方向支撑传力组件之间；所述中间主应力方向试样变形测量组件配装在第一中间主应力方向支撑传力组件与第二中间主应力方向支撑传力组件之间；所述最小主应力方向试样变形测量组件配装在第一最小主应力方向支撑传力组件与第二最小主应力方向支撑传力组件之间；所述气动快速卸载组件配装在第一最小主应力方向支撑传力组件与框架之间。


2.根据权利要求1所述的一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，其特征在于：所述试样限位盒采用长方形结构，试样限位盒由上下两个半盒组成，上下两个半盒扣合在一起构成完整的试样限位盒，上下两个半盒之间由螺栓进行固连；在所述试样限位盒的六个壁面上均开设有压头穿行孔。


3.根据权利要求2所述的一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，其特征在于：所述第一最大主应力方向支撑传力组件、第二最大主应力方向支撑传力组件、第一中间主应力方向支撑传力组件及第二最小主应力方向支撑传力组件结构相同，均包括圆盘状承压垫块、圆柱状承压垫块及方形压头；所述圆盘状承压垫块位于框架壁板外侧，在圆盘状承压垫块的周向边沿均布固设有导向耳板，导向耳板上开设有导向光孔，在导向光孔内穿装有导向螺柱，导向螺柱固连在框架壁板上，所述圆盘状承压垫块相对于导向螺柱仅具有轴向移动自由度；在所述框架壁板的中心开设有圆形垫块穿行孔，所述圆柱状承压垫块穿装在圆形垫块穿行孔中，在圆形垫块穿行孔与圆柱状承压垫块之间依次设有垫块径向限位环和垫块减摩轴承，在位于框架壁板内侧的圆柱状承压垫块上套装有防尘圈，防尘圈通过防尘圈限位环固连在垫块径向限位环上；所述圆柱状承压垫块一端与圆盘状承压垫块顶靠接触，圆柱状承压垫块另一端与方形压头一端顶靠接触，方形压头穿装在试样限位盒对应的压头穿行孔中，方形压头另一端与试样限位盒内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田冕，冯夏庭，田军，张凤鹏，杨成祥，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21