[實用新型]一種動靜滑輪組合低耗能自動式硬巖沖擊裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922328007.7
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN211401995U
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 趙洪寶;王伊闊;王濤;劉紹強;李金雨;吉東亮
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種動靜滑輪組合低耗能自動式硬巖沖擊裝置，包括框架裝置、電磁控制裝置、自動定位提升裝置、沖擊落錘裝置、應力—應變監(jiān)測裝置，其特征在于：框架裝置包括金屬頂板、剛性支撐桿件、金屬底座；電磁控制裝置由電磁吸附板以及電磁開關組成；自動定位提升裝置由調(diào)速電動機、定滑輪、動滑輪、條形固定金屬桿件、三角形固定金屬底座、分繩器、鋼絲繩、激光測距儀A組成；沖擊落錘裝置為金屬落錘；應力—應變檢測裝置由剛性墊板、應力傳感器、激光測距儀B組成。本發(fā)明可開展硬巖沖擊載荷試驗，克服了其他硬巖沖擊設備體積以及耗能量大的缺點，實現(xiàn)自動化控制，結構簡單，可拆卸，便于攜帶，可實時監(jiān)測應力—變形數(shù)據(jù)。

技術領域

本發(fā)明涉及巖石動力學研究技術領域，提出了一種動靜滑輪組合低耗能自動式硬巖沖擊裝置。

背景技術

在煤礦開采活動中，采場附近的煤巖經(jīng)常處于頻繁的動力擾動中，而頻繁動力擾動可簡化為典型的循環(huán)沖擊荷載作用。沖擊荷載作用既可以在一定程度上改變煤層的滲流特性；也有可能誘發(fā)片幫冒頂、煤與瓦斯突出、煤巖體透水等災害。可以認為，循環(huán)加載必然影響煤巖體的變形以及內(nèi)部孔隙、裂隙的滲流特征。因此，分析研究在沖擊載荷作用下煤巖體的變形與滲流特性是預測和防治瓦斯、礦壓災害必不可少的環(huán)節(jié)。沖擊荷載作用屬于巖石動力學范疇。巖石動力學的研究方法主要有理論分析、實驗室試驗、數(shù)值分析與計算、現(xiàn)場監(jiān)測等?，F(xiàn)場監(jiān)測是最直接且實用的一種方法，但這一方法的經(jīng)濟成本高且常常受具體施工條件的限制，往往無法系統(tǒng)實施。另外，數(shù)值模擬的方法對其進行穩(wěn)定性驗算評價，由于巖石力學參數(shù)受多種因素影響，難以得到準確值，數(shù)值模擬所得計算結果也只能作為一個參考。實驗室試驗是目前應用最為廣泛的一種研究方法，其中落錘屬于直接加載方法。但目前，對于大尺寸硬巖試樣的沖擊裝置，體積以及耗能過大、不便于攜帶、自動化難以實現(xiàn)的缺點尤為明顯。因此，研發(fā)一種動靜滑輪組合低耗能自動式硬巖沖擊裝置及使用方法，開展沖擊載荷試驗，探討在沖擊載荷作用下的內(nèi)部孔隙、裂隙結構發(fā)展演化特征，為礦壓、瓦斯動力災害的防治提供理論基礎。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低耗能自動式的硬巖沖擊裝置，具有自動控制落錘下落高度，低能耗，可拆卸的優(yōu)點，可實時監(jiān)測沖擊試驗過程中硬巖應力、應變數(shù)據(jù)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種動靜滑輪組合低耗能自動式硬巖沖擊裝置，包括框架裝置、電磁控制裝置、自動提升定位裝置、沖擊落錘裝置、應力—應變監(jiān)測裝置。

所述框架裝置包括金屬頂板、剛性支撐桿件、金屬底座。所述金屬頂板中間設有凹槽，四角打孔，通過鎖緊螺釘將調(diào)速電動機與金屬頂板連接。所述剛性支撐桿件為圓柱形金屬桿件，上、下兩端分別與金屬頂板、金屬底座通過螺紋連接。所述金屬底座中間設有凹槽，應變傳感器置于凹槽內(nèi)。

所述電磁控制裝置由電磁吸附板、電磁開關組成。所述自動提升定位裝置由調(diào)速電動機、定滑輪、動滑輪、條形固定金屬桿件、三角形固定金屬底座、分繩器、鋼絲繩、激光測距儀 A組成。所述調(diào)速電動機與鋼絲繩連接以控制鋼絲繩的收放。所述定滑輪共四個，動滑輪共兩個。所述條形金屬桿件共四個，條形金屬桿件一端通過螺紋與金屬頂板垂直相連，另一端通過金屬軸件與定滑輪相連。所述三角固定金屬底座固定于電磁吸附板上，通過金屬軸件與動滑輪連接。所述分繩器固定于金屬頂板下部中間位置。所述鋼絲繩共兩根，鋼絲繩一端穿過分繩器與變速電動機連接，繞過兩個定滑輪與一個動滑輪，另一端與靠中間的條形固定金屬桿連接。所述激光測距儀A通過鎖緊螺釘固定于電磁吸附板下部。

所述沖擊落錘裝置由金屬落錘組成，通過電磁控制裝置與電磁吸附板連接。所述應力—應變監(jiān)測裝置由剛性墊板、應力傳感器、激光測距儀B組成，激光測距儀B通過鎖緊螺釘固定于金屬底座。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明可開展硬巖沖擊載荷試驗，采用調(diào)速電動機，可根據(jù)沖擊落錘的尺寸調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，控制落錘上升速度，實現(xiàn)沖擊試驗的自動化控制。