[發(fā)明專利]落錘式動靜組合加載沖擊實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410418991.5
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104142278A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 王桂峰;李振雷;牟宗龍;竇林名;鞏思園;曹安業(yè)
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/10
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發(fā)明涉及一種巖石力學技術，尤其是一種礦山沖擊載荷實驗裝置，具體地說是一種落錘式動靜組合加載沖擊實驗裝置。?

背景技術

沖擊礦壓是世界范圍內煤礦及巖石工程中遇到的最嚴重的自然災害之一，表現為聚集在煤巖體中的彈性能突然、猛烈釋放，動力將煤巖拋向巷道或采場，使煤巖體強烈震動和破壞，造成巷道堵塞、設備損毀和人員傷亡等災難。目前，沖擊礦壓災害已經波及我國大部分礦區(qū)，其發(fā)生的頻次和烈度愈加增大，危害程度愈加嚴重，對煤礦安全高效生產構成巨大威脅。

鑒于沖擊礦壓發(fā)生的廣泛性、多發(fā)性和嚴重性，國內外投入大量人力與物力開展相關的研究工作。為重現煤巖動力災害發(fā)生時應力環(huán)境特征與演化過程，以為理論研究提供依據，研究人員迫切希望采用與工程實際受力模式更為符合的動靜組合加載實驗方法和裝置，這是現存大多實驗方法與實驗裝置所沒有考慮的。目前的一些動靜組合加載實驗裝置如霍普金森壓桿多基于氣動發(fā)射裝置或輕氣炮發(fā)射裝置，這種裝置設備較為昂貴，且實驗過程中能量轉化率低，發(fā)射噪音污染大，實驗成本較高。?

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現有的一些動靜組合加載實驗裝置基于氣動發(fā)射裝置或輕氣炮發(fā)射裝置，使得設備結構復雜，能量轉化率低，發(fā)射噪音污染大，實驗成本較高的問題，設計一種落錘式動靜組合加載沖擊試驗裝置。?

本發(fā)明的技術方案是：?

一種落錘式動靜組合加載沖擊實驗裝置，其特征是它包括機身1和試樣承載臺2，試樣承載臺2位于機身1上，試樣安裝在試樣承載臺2上并與施加靜壓力的液壓靜載壓力機構相連，在機身1的上部安裝有能沿導向柱7上下移動的沖擊機構，沖擊機構與安裝在機身下部的提升機構相連。

所述的液壓靜載壓力機構包括液壓缸25、導向柱20、法蘭18、上壓板6、連接栓19和下壓板5，液壓缸25通過法蘭18連接上壓板6，上壓板6利用導向柱20上下運動，上壓板6和下壓板5通過連接栓19活動連接在一起。?

所述的連接栓19尾部留有大于1cm余量。?

所述的液壓靜載壓力機構還包括液壓控制單元，液壓控制單元連接液壓缸25。?

所述提升機構包括剎車驅動電機21、滾筒22、滑輪組、纜繩12和電動抓鉤11，電動抓鉤11豎直連接在纜繩12尾部，纜繩經機身上的滑輪組后繞制于滾筒22上，滾筒22連接在剎車驅動電機21的輸出端上。?

所述電動抓鉤11包括主桿26、抓桿27、電磁鐵28、連接桿29、滑筒30和彈簧31，滑筒30在電磁鐵28的控制下在主桿23上作上下移動，通過連接桿29帶動抓桿27張開和收緊，彈簧31套裝在主桿26上使滑筒28緊抵電磁鐵28。?

所述沖擊機構包括沖擊錘頭17、托板8、砝碼9、導向桿10和連接桿16，沖擊錘頭17固定在托板8的下部，砝碼9穿過導向桿10和連接桿16放置在托板8上，連接桿16與提升機構中的電動抓鉤11相連，電動抓鉤11松開后，托板在砝碼9的重力作用下沿機身上的導向柱7作自由落體運動，帶動沖擊錘頭17給安裝在試樣承載臺上的同時被液壓靜載壓力機構加載有靜壓力的試樣4以沖擊。?

所述沖擊錘頭17的中間為圓柱狀結構，柱頭呈半球形。?

導向柱7上安裝有控制沖擊機構最高位置的行程開關15。?

本發(fā)明的有益效果：?

能夠實現煤巖試樣動態(tài)、可控和不同動靜組合形式加載，模擬煤巖材料多種應力波加載方式，使實驗結果更有工程實際意義。其結構簡單，操作方便，可控性好。通過剎車驅動電機和電動抓鉤的斷電收緊狀態(tài)，防止沖擊機構在意外斷電時墜落傷人，實現有效的安全保護。

附圖說明

圖1為一種落錘式動靜組合加載沖擊實驗裝置的主視圖。?

圖2為一種落錘式動靜組合加載沖擊實驗裝置的側視圖。?

圖3為液壓靜載壓力機構及沖擊錘頭位置的原理圖?

圖4為電動抓鉤的原理圖

圖中：1為機身、2為試樣承載臺、3為壓力傳感器、4為試樣、5為下壓板、6為上壓板、7為導向柱、8為托板、9為砝碼、10為導向桿、11為電動抓鉤、12為纜繩、13為滑輪、14為滑輪、15為行程開關、16為連接桿、17為沖擊錘頭、18為法蘭、19為連接栓、20為導向柱、21為剎車驅動電機、22為滾筒、23為滑輪、24為滑輪、25為液壓缸、26為主桿、27為抓桿、28為電磁鐵、29為連接桿、30為滑筒、31為彈簧。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。?

如圖1-4所示。?