[實(shí)用新型]一種巖石高速滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820580011.5
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN208013049U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金濤;羅剛;胡卸文;侯羿騰;王文健;袁彬;廖歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N19/02
• 分類號(hào): G01N19/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡;李蕊

本實(shí)用新型公開了一種巖石高速滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)裝置包括機(jī)箱，機(jī)箱底部固定設(shè)置有兩塊豎向鋼板，豎向鋼板間相互平行，豎向鋼板上端焊接有呈兩級(jí)階梯狀的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，平臺(tái)結(jié)構(gòu)包括相互連接的下層階梯平臺(tái)和上層階梯平臺(tái)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)應(yīng)用了一套電磁力加壓的加載裝置并能夠模擬高溫環(huán)境中巖石高速滑動(dòng)條件下的動(dòng)摩擦效應(yīng)，具有很高的推廣價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及巖石摩擦試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種巖石高速滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

高速巖質(zhì)滑坡是一種突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，常常具有體積大、速度快、滑程遠(yuǎn)和破壞強(qiáng)的特點(diǎn)。由于高速巖質(zhì)滑坡滑體運(yùn)動(dòng)過程的復(fù)雜性，很難監(jiān)測(cè)獲取滑動(dòng)面摩擦力等物理力學(xué)數(shù)據(jù)。

目前，現(xiàn)有的模擬巖石摩擦的試驗(yàn)機(jī)存在一些不足。其一由于現(xiàn)實(shí)的高速滑坡在運(yùn)動(dòng)過程中滑動(dòng)接觸面因摩擦生熱使得接觸面附近的巖體通常是處于一個(gè)高溫的環(huán)境中，而現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置還無法模擬高溫環(huán)境，只能進(jìn)行常溫試驗(yàn)。

其二，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置加載方式多為簡單的彈簧加載以及液壓加載，彈簧加載滿足胡克定律：F＝k×△X，而在高速摩擦實(shí)驗(yàn)過程中△X通常會(huì)因?yàn)閹r石試件的磨損而減小，因而加載力便會(huì)相應(yīng)的減小，不能達(dá)到恒定加載的效果；液壓加載也會(huì)因?yàn)閹r石試件磨損而導(dǎo)致液壓減小，使得加載力變小不能達(dá)到恒定加載的效果，同時(shí)液壓加載裝置結(jié)構(gòu)也相對(duì)比較復(fù)雜；并且在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)加載裝置難以對(duì)整個(gè)滑動(dòng)摩擦模擬系統(tǒng)施加環(huán)境模擬裝置，如高溫裝置，在很大程度上局限了實(shí)驗(yàn)裝置的應(yīng)用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供了一種能夠模擬高速滑動(dòng)條件下的動(dòng)摩擦效應(yīng)的巖石高速滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供了一種巖石高速滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)裝置，其包括機(jī)箱，機(jī)箱底部固定設(shè)置有兩塊豎向鋼板，豎向鋼板間相互平行，豎向鋼板上端焊接有呈兩級(jí)階梯狀的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，平臺(tái)結(jié)構(gòu)包括相互連接的下層階梯平臺(tái)和上層階梯平臺(tái)，上層階梯平臺(tái)的外緣與機(jī)箱外壁連接；

豎向鋼板的下部固定連接有電機(jī)，電機(jī)主軸從下至上依次連接有減速器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、軸承和固定試件，固定試件包括吸盤式電磁鐵和固定圓盤，減速器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、軸承分別與豎向鋼板的側(cè)面固定連接；

固定圓盤設(shè)置于吸盤式電磁鐵上側(cè)；吸盤式電磁鐵與獨(dú)立電源連接；吸盤式電磁鐵的下端設(shè)置于下層階梯平臺(tái)上；固定圓盤設(shè)置于上層階梯平臺(tái)上；

電機(jī)的輸出軸上端套接有扭矩傳遞桿，扭矩傳遞桿的另一端連接有圓形鐵蓋，圓形鐵蓋下部套設(shè)有滑動(dòng)試件。

上述技術(shù)方案中，吸盤式電磁鐵的直徑小于下層階梯平臺(tái)的外徑，且吸盤式電磁鐵的厚度與下層階梯平臺(tái)的側(cè)壁高度相同；固定圓盤的直徑小于上層階梯平臺(tái)的外徑，且大于下層階梯平臺(tái)的外徑。

上述技術(shù)方案中，上層階梯平臺(tái)上設(shè)置有加熱爐，加熱爐與上層階梯平臺(tái)連接部的內(nèi)部為圓柱形空腔，加熱爐連接部的內(nèi)徑大于固定圓盤的外徑，且小于上層階梯平臺(tái)的外徑；加熱爐外壁以及固定圓盤與吸盤式電磁鐵之間均設(shè)置有石棉隔熱層，加熱爐的內(nèi)壁上貼設(shè)有溫度傳感器，加熱爐的外壁上設(shè)置有與溫度傳感器相連的電子顯示屏。

本實(shí)用新型提供的上述巖石高速滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)裝置的主要有益效果在于：

通過設(shè)置吸盤式電磁鐵、電機(jī)和獨(dú)立電源，可控制滑動(dòng)試件與圓盤間接觸應(yīng)力的大小以及滑動(dòng)試件與固定圓盤間相對(duì)速度的大小，從而能實(shí)現(xiàn)不同壓力、不同運(yùn)動(dòng)速度高速滑坡運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩擦模擬試驗(yàn)。

通過設(shè)置扭矩傳遞桿、圓形鐵蓋和滑動(dòng)試件，方便更換試件，從而根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇不同的巖石類型。改變圓盤與滑動(dòng)試件的材料可模擬不同巖石種類的同類巖石間，與不同類巖石間的高速摩擦試驗(yàn)。

附圖說明