CN107356467A - 一种岩石加载组件及其实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石加载组件，包括，加载壳；加载杆作用部分穿过顶部封板与上夹头组件的连接盘连接固定，上夹头组件包括夹紧盘；夹紧盘包括安装驱动部分、卡紧半环；保持架包括固定缺槽、底部封板；安装驱动部分卡装在固定缺槽中，且安装驱动部分端部与夹紧盘的夹紧盘内腔贴紧；夹紧盘内壁包括弧形凹面和弧形凸面，弧形凹面和弧形凸面间隔分布；夹紧盘至少有三个且均匀分布在保持架周向上；试样底部与设置在其底部的上夹头组件卡紧且此上夹头组件的夹紧盘底部与支撑座连接固定，支撑座装入加载底座的底座安装孔中；支撑座与底座封板之间还设有分油腔；底座封板通过总进出油通道与分油腔连通，进出油通道与总进出油管连通。

Description

一种岩石加载组件及其实验装置

技术领域

本发明涉及一种岩石力学实验装置，特别是涉及一种岩石加载组件。本发明还涉及应用有上述岩石加载组件的实验装置。

背景技术

岩石在开采过程中其应力变化十分复杂，一般在轴向上主要是通过三轴试验机进行测试，而在其轴向旋转方向上的应力则需要空心柱扭剪仪进行测试。但是，现有技术中，都只能进行单向应力测试，如轴向、径向，而没有一种可以测试轴向和径向同时受力的装置。而岩石在地底下其受力是十分复杂的，如果只进行单向应力测试的话很难还原其真实的受力情况，这也就造成在后期支护、开采设计时不够精确，有可能造成较大的安全隐患。

另外现有的空心柱扭剪仪其主要是通过胶粘的方式与试样两端粘接固定，这种方式对岩石的固定并不可靠，在实验过程中，很可能由于粘接不牢靠而造成试样与实验装置发生转动，从而影响试验精度。另外在试验完成后，由于试样两端与实验装置已经粘接牢靠，试样的取出也是件十分麻烦的事。

还有现有的扭剪仪、三轴试验机等，其基本上都能够通过对试样所出腔体内充填液压油以模拟试样所受的围压。有的还能够通过调整液压油温度以模拟试样所受的环境温度。这些都是为了尽可能地还原岩石的真是受力环境，以为后期的设计、开发提供数据基础。但是，目前的对于液压油的加热和冷却回收系统并不完善，部分实验装置甚至没有配置冷却系统，从而导致部分高温的液压油直接回收进入油箱中，导致油箱受热变形，时间一长，还会影响油箱附近的装置。

故申请人认为，目前有必要提供一种能够稳固夹紧试样的的岩石加载组件，其用于夹紧试样；另外还应单设计出一种应用有上述岩石加载组件的实验装置，其集成扭剪和单轴抗压的测试功能。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种岩石加载组件以及应用有上述岩石加载组件的实验装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种岩石加载组件，包括，加载壳，所述的加载壳顶部与顶部封板装配密封固定；

所述的加载杆作用部分穿过顶部封板与上夹头组件的连接盘连接固定，所述的上夹头组件，包括夹紧盘、保持架、夹紧盘；所述的夹紧盘包括安装驱动部分、卡紧半环；所述的保持架包括固定缺槽、底部封板；

所述的安装驱动部分卡装在固定缺槽中，且所述的安装驱动部分端部与夹紧盘的夹紧盘内腔贴紧；

所述的夹紧盘内壁包括弧形凹面和弧形凸面，所述的弧形凹面和弧形凸面间隔分布，且初始状态时，所述的安装驱动部分端面与弧形凹面贴紧；所述的夹紧盘至少有三个且均匀分布在保持架周向上；

试样底部与设置在其底部的上夹头组件卡紧且此上夹头组件的夹紧盘底部与支撑座连接固定，所述的支撑座装入加载底座的底座安装孔中且所述的支撑座与底座封板之间设有密封环；

所述的支撑座与底座封板之间还设有分油腔，所述的分油腔通过分油通道与加载壳内部连通；

所述的底座封板通过总进出油通道与分油腔连通，所述的进出油通道与总进出油管连通。

作为本发明的进一步改进，所述的底座封板在分油腔的部分上设有支撑条，所述的支撑条用于为支撑座提供支撑；

所述的支撑条有两条且相互交错，所述的底座封板上还设有支撑块，所述的支撑块与支撑条之间设有导油通槽.所述的导油通槽用于将分油腔连通，使其内部的液压油能有充满分油腔。

作为本发明的进一步改进，在顶部封板内侧、加载杆作用部分周向上设置有加载轴密封组件，所述的加载轴密封组件，包括，轴密封挡环、轴密封圈、轴限位端盖，所述的轴密封圈安装在轴密封挡环的内圈中，且所述的轴密封圈的内设有轴增压槽、轴加强筋，所述的轴加强筋均匀分布在轴增压槽周向上用于加强轴密封环片的强度，所述的轴限位端盖通过轴固定螺钉固定在顶部封板内侧，所述的轴限位端盖上还设有端盖进油孔，所述的端盖进油孔与轴增压槽连通，所述的轴密封环片与加载杆作用部分贴紧密封。

作为本发明的进一步改进，在与支撑座连接的夹紧盘外壁上套装壳密封环，所述的壳密封环内设有壳增压槽、壳加强筋、壳密封环片，所述的壳加强筋均匀分布在壳增压槽周向上，所述的壳密封环片与加载壳内壁贴紧密封；

壳固定螺钉穿过壳限位端盖、壳密封环与夹紧盘通过螺纹旋合装配固定，所述的壳限位端盖上还设有壳端盖进油孔，所述的壳端盖进油孔与壳增压槽连通。

一种实验装置：应用有上述岩石加载组件。

进一步地，还包括机架、岩石加载组件、扭剪组件、油路系统，所述的机架，包括，底座，所述的底座上固定有机架侧板和机架后板，所述的机架侧板和机架后板之间由上而下依次设有顶板、第一隔板、活动隔板、第二隔板；

所述的第一隔板上设有第一侧向安装块、第一纵向安装块；所述的活动隔板上设有第二侧向安装块、第二纵向安装块；所述的第一侧向安装块、第一纵向安装块分别与纵向安装槽和侧向安装槽装配固定；所述的第二侧向安装块、第二纵向安装块分被与第一纵向滑槽和第一侧向滑槽装配；所述的纵向安装槽和第一纵向滑槽和侧向安装槽、第一侧向滑槽分别设置在机架后板和机架侧板上；

第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠分别穿过顶板、第一隔板、活动隔板、第二隔板与底座可转动装配，所述的第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠分别与活动隔板通过螺纹旋合装配且它们的螺纹都是一样的；所述的第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠穿出顶板的部分上还分别安装有第四带轮、第一副带轮、第三带轮、第二副带轮；所述的第二丝杠、第三丝杠上还设有第三副带轮、第四副带轮；

所述的第四带轮通过第四皮带与第四副带轮连接并形成带传动结构；所述的第三带轮通过第三皮带与第三副带轮连接并形成带传动结构；所述的第二副带轮通过第二皮带与第二带轮连接并形成带传动结构；所述的第一副带轮与第一带轮通过第一皮带连接并形成带传动结构；

所述的第二带轮和第一带轮均安装在电机的电机输出轴上，所述的电机固定在电机安装架上，所述的电机安装架固定在顶板上；

所述的顶板底面与加压油缸连接固定，所述的加压油缸的加压伸缩轴穿过第一隔板与加载杆连接；

所述的加载杆，包括，加载杆连接部分，加载杆扭转部分，加载杆作用部分；

所述的加载杆连接部分装入设置在加压伸缩轴上的加压装配槽，所述的加压伸缩轴在设置有加压装配槽的部分上还设有轴连接通槽；所述的加载杆连接部分上设有挡块安装槽；挡块穿过轴连接通槽与挡块安装槽装配且所述的挡块通过挡块固定螺钉与加载杆连接部分连接固定；

所述的挡块装入轴连接通槽中且不超出加压伸缩轴外壁；

所述的岩石加载组件的加载壳顶部与活动隔板连接固定，所述的岩石加载组件的加载底座与第二隔板连接固定；

所述的底座与第二隔板之间由上而下依次安装有冷却器、油箱，所述的冷却器固定在油箱上。

作为本发明的进一步改进，所述的加载杆连接部分顶面与加压装配槽内端面之间的距离为L1；

所述的挡块顶面与轴连接通槽413上端面之间的距离为L2；

所述的加压伸缩轴411底面与加载杆扭转部分502顶面之间的距离为L3；他们的关系为：L1小于或等于L2，L3大于或等于L2。

作为本发明的进一步改进，所述的扭剪组件，包括，扭转加载油缸，所述的扭转加载油缸端部装入安装套中，所述的安装套底部通过安装套支撑轴与活动隔板可转动装配；

所述的扭转加载油缸的扭转伸缩轴与扭转驱动板的驱动导向端连接固定；

所述的驱动导向端上还固定有导向滑轴，所述的导向滑轴底部与设置在活动隔板上的扭转导向槽装配；

所述的扭转驱动板的扭转驱动端与加载杆扭转部分装配。

作为本发明的进一步改进，还包括制冷器，所述的制冷器，包括，散热片组、电子制冷片、箱端板、箱底板、箱顶板、箱侧板，所述的箱底板上固定有两块箱侧板、两块箱端板，两块箱侧板、两块箱端板顶面与箱顶板密封固定；

所述的箱侧板与电子制冷片的制冷面贴紧，所述的电子制冷片的发热面与散热片组贴紧；所述的两块箱侧板、两块箱端板、箱顶板、箱底板共同构成冷却腔，所述的冷却腔内固定有数个吸热片；所述的箱端板底部通过外接管与冷却腔连通；

所述的吸热片上设有过油槽和过油弧槽，所述的过油弧槽与箱底板构成过油小孔；所述的电子制冷片通过导线接入电流；

进入制冷器的进油量控制为通过过油小孔的过油量的2-5倍。

作为本发明的进一步改进，所述的油路系统，包括，油箱，所述的油箱与第三单向阀进油口连通，所述的第三单向阀与加热器连通，所述的加热器分别与增压缸、进油泵连通，所述的进油泵与第五单向阀连通，所述的第五单向阀与多通换向阀的第一进油口连通；

所述的增压缸与第四单向阀连通，所述的第四单向阀与多通换向阀的第一进油口连通；

所述的多通换向阀为电磁换向阀，其通过导线与控制器连接，所述的控制器可控制多通换向阀的换向；

所述的多通换向阀的第一出油口与回油泵连通、第二出油口与加载腔的总进出油管连通，所述的加载腔顶部通过管道与测温装置连通，所述的测温装置与测压装置连通，所述的测温装置和测压装置分别通过导线与控制器连通，并向控制器传输温度或压力信号；

所述的控制器用于控制与其连接的电气设备；

所述的测压装置与显示装置连通，所述的显示装置为透明的，可通过观察显示装置内是否有液压油来判断加载腔内的液压油是否已经充满；

所述的显示装置与第一单向阀连通，所述的第一单向阀出油口与油箱连通；

所述的回油泵与冷却器其中一个外接管连通，所述的冷却器另一个外接管与第二单向阀流通，所述的第二单向阀的出油口与油箱连通；

所述的油箱还与第一增压泵连通，所述的第一增压泵以第六单向阀连通，所述的第六单向阀与加压油缸连通；

所述的油箱还与第二增压泵连通，所述的第二增压泵与第七单向阀连通，所述的第七单向阀出油口与扭转加载油缸进油口连通。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够实现扭剪和单轴施压同时进行，能够更进一步地模拟岩石的真实受力状态，为后续的设计、施工提供指导。

2、本发明的加载杆和加载壳均通过壳密封环和轴密封环密封，并通过壳密封环和轴密封环的特殊结构来达到较好的密封效果。

3、本发明在油路系统上加设冷却器，并通过冷却器的结构设计，能够快速地将回收的液压油进行降温，以防止液压油油温过高过高造成设备的损坏。

4、本发明通过卡紧组件的设计，能够快速地对试样进行加装或拆卸，另外还能够达到对试样的可靠夹紧，防止由于试样松动而影响测试精度。

附图说明

图1是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的结构示意图。

图2是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的结构示意图。

图3是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的结构示意图。

图4是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的局部结构示意图。

图5是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的扭剪组件结构示意图。

图6是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的扭剪组件结构示意图。

图7是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的岩石加载组件结构示意图。

图8是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的岩石加载组件结构示意图。

图9是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的上夹头组件结构示意图。

图10是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的加载轴密封组件结构示意图。

图11是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的加载轴密封组件结构示意图。

图12是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的下夹头组件结构示意图。

图13是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的加载壳密封组件结构示意图。

图14是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的卡紧组件结构示意图。

图15是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的轴密封环结构示意图。

图16是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的轴密封环结构示意图。

图17是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的加载底座结构示意图。

图18是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的支撑座结构示意图。

图19是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的加载底座结构示意图。

图20是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的冷却器结构示意图。

图21是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的冷却器结构示意图。

图22是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的冷却器结构示意图。

图23是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的冷却器结构示意图。

图24是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的吸热片与底板结构示意图。

图25是一种扭剪-压综合实验装置具体实施方式的油路系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1-图3，一种扭剪-压综合实验装置，包括，机架、岩石加载组件B、扭剪组件C，所述的机架，包括，底座101，所述的底座101上固定有机架侧板102和机架后板104，所述的机架侧板102和机架后板104之间由上而下依次设有顶板103、第一隔板130、活动隔板120、第二隔板110；

所述的第一隔板130上设有第一侧向安装块132、第一纵向安装块131；

所述的活动隔板120上设有第二侧向安装块122、第二纵向安装块121；

所述的第一侧向安装块132、第一纵向安装块131分别与纵向安装槽1042和侧向安装槽1022装配固定；

所述的第二侧向安装块122、第二纵向安装块121分被与第一纵向滑槽1041和第一侧向滑槽1021装配；所述的第二侧向安装块122、第二纵向安装块121可以在第一纵向滑槽1041和第一侧向滑槽1021中上下滑动；

所述的纵向安装槽1042和第一纵向滑槽1041和侧向安装槽1022、第一侧向滑槽1021分别设置在机架后板104和机架侧板102上；

第一丝杠301、第二丝杠302、第三丝杠303、第四丝杠104分别穿过顶板103、第一隔板130、活动隔板120、第二隔板110与底座可101转动装配，所述的第一丝杠301、第二丝杠302、第三丝杠303、第四丝杠104分别与活动隔板120通过螺纹旋合装配且它们的螺纹都是一样的；

所述的第一丝杠301、第二丝杠302、第三丝杠303、第四丝杠104穿出顶板103的部分上还分别安装有第四带轮341、第一副带轮312、第三带轮331、第二副带轮322；

所述的第二丝杠302、第三丝杠303上还设有第三副带轮332、第四副带轮342；

所述的第四带轮341通过第四皮带340与第四副带轮342连接并形成带传动结构；

所述的第三带轮331通过第三皮带330与第三副带轮332连接并形成带传动结构；

所述的第二副带轮322通过第二皮带320与第二带轮321连接并形成带传动结构；

所述的第一副带轮312与第一带轮311通过第一皮带310连接并形成带传动结构；

所述的第二带轮321和第一带轮311均安装在电机350的电机输出轴351上，所述的电机350固定在电机安装架1031上，所述的电机安装架1031固定在顶板103上；

使用时，通过电机350带动第一丝杠301、第二丝杠302、第三丝杠303、第四丝杠104同步转动，所述的第一丝杠301、第二丝杠302、第三丝杠303、第四丝杠104就可通过与活动隔板120配合的螺纹带动活动隔板120在第一丝杠轴向上移动。

所述的顶板底面与加压油缸410连接固定，所述的加压油缸410的加压伸缩轴411穿过第一隔板130与加载杆500连接；

所述的加载杆500，包括，加载杆连接部分501，加载杆扭转部分502，加载杆作用部分503；

所述的加载杆连接部分501装入设置在加压伸缩轴411上的加压装配槽412，所述的加压伸缩轴411在设置有加压装配槽412的部分上还设有轴连接通槽413；

所述的加载杆连接部分501上设有挡块安装槽5011；

挡块510穿过轴连接通槽413与挡块安装槽5011装配且所述的挡块510通过挡块固定螺钉520与加载杆连接部分501连接固定；

所述的挡块510装入轴连接通槽413中且不超出加压伸缩轴411外壁；

所述的岩石加载组件B的加载壳B100顶部与活动隔板120连接固定，所述的岩石加载组件B的加载底座B910与第二隔板110连接固定；

所述的底座101与第二隔板110之间由上而下依次安装有冷却器A、油箱200，所述的冷却器A固定在油箱200上。

进一步地，为了使加压伸缩轴411与加载杆500之间能够获得小角度转动、加压伸缩轴411向加载杆500施加压力的功能。可以采取如下设计：

所述的加载杆连接部分501顶面与加压装配槽412内端面之间的距离为L1；

所述的挡块510顶面与轴连接通槽413上端面之间的距离为L2；

所述的加压伸缩轴411底面与加载杆扭转部分502顶面之间的距离为L3；他们的关系为：L1小于或等于L2，L3大于或等于L2。在使用时，所述的加压伸缩轴411可以将加载杆向上拉，同时，所述的加载杆也能够与加压伸缩轴411产生小角度的转动；加压伸缩轴411向加载杆施压时，加载杆连接部分501顶面与加压装配槽412内端面会直接接触，这就能防止挡块在加压伸缩轴411轴向上受压，从而造成挡块的损坏。

参见图1-图6，所述的扭剪组件C，包括，扭转加载油缸C200，所述的扭转加载油缸C200端部装入安装套C100中，所述的安装套C100底部通过安装套支撑轴C101与活动隔板120可转动装配；

所述的扭转加载油缸C200的扭转伸缩轴C201与扭转驱动板C300的驱动导向端C301连接固定；

所述的驱动导向端C301上还固定有导向滑轴C400，所述的导向滑轴C400底部与设置在活动隔板120上的扭转导向槽123装配；

所述的扭转驱动板C300的扭转驱动端C302与加载杆扭转部分502装配，具体地，所述的扭转驱动端C302上设有与加载杆扭转部分502装配的通槽，且所述的加载杆扭转部分502可以在次通槽内上下移动。

使用时，所述的扭转加载油缸C200加压，使得扭转伸缩轴C201将驱动导向端C301以加载杆扭转部分502轴线为中心转动，在此过程中，所述的安装套支撑轴C101与活动隔板120发生转动。而扭转驱动板C300转动时，就会向加载杆扭转部分502施加去周向上的扭力，并通过这个扭力作用在岩石试样（空心柱）上以达到获得扭剪的效果。

参见图1-图3，图7到图19，所述的岩石加载组件B，包括，加载壳B100，所述的加载壳B100顶部与顶部封板B101装配密封固定；

所述的加载杆作用部分503穿过顶部封板B101与上夹头组件的连接盘B200连接固定，所述的上夹头组件，包括夹紧盘B210、保持架B400、夹紧盘B500；

所述的夹紧盘B500包括安装驱动部分B501、卡紧半环B502；

所述的加载杆作用部分503底部设有连接盲槽5013，所述的连接盲槽5013与连接凸柱B201装配，所述的连接凸柱B201固定在夹紧盘B210上，轴连接螺栓B220穿过连接凸柱B与加载杆作用部分503通过螺纹旋合以将加载杆与夹紧盘B210连接固定。

所述的保持架B400包括固定缺槽B401、底部封板B402；所述的底部封板B402用于将保持架B400一端封闭；

所述的安装驱动部分B501卡装在固定缺槽B401中，且所述的安装驱动部分B501端部与夹紧盘B210的夹紧盘内腔B211贴紧；

所述的夹紧盘B210内壁包括弧形凹面B2111和弧形凸面B2112，所述的弧形凹面B2111和弧形凸面B2112间隔分布，且初始状态时，所述的安装驱动部分B501端面与弧形凹面B2111贴紧；所述的夹紧盘B500至少有三个且均匀分布在保持架周向上。

使用时，首先将夹紧盘B500装配在保持架B400上，然后在卡紧半环B502内侧刷一层强力胶，在将试样B01端部与卡紧半环B502装配卡紧，最后将夹紧盘B500和保持架B400装入夹紧盘内腔B211中即可，装入时，要使安装驱动部分B501端面与弧形凹面B2111对正后装入。此时所述的夹紧盘B500、保持架B400形成卡紧组件。

这种方式在使用时，所述的加载杆扭转部分502向连接盘B200施加周向的扭力，这就使得安装驱动部分B501端面向弧形凸面B2112转动，在此过程中就使得夹紧盘B500逐渐将试样B01夹紧。由于试样与夹紧盘B500之间即采用胶粘也采用机械式夹紧，故其牢靠程度较高，再实验过程中不会发生夹紧盘B500与试样发生松动的情况。

所述的试样B01底部与设置在其底部的上夹头组件卡紧且此上夹头组件的夹紧盘B210底部与支撑座B700连接固定，所述的支撑座B700装入加载底座B910的底座安装孔B911中且所述的支撑座B700与底座封板B820之间设有密封环B810；

所述的支撑座B700与底座封板B820之间还设有分油腔B720，所述的分油腔B720通过分油通道B710与加载壳B100内部连通。具体地，所述的分油通道B710出口在夹紧盘内腔B211中；

所述的底座封板B820通过总进出油通道B824与分油腔B720连通，所述的进出油通道B824与总进出油管B730连通。

进一步地，所述的底座封板B820在分油腔B720的部分上设有支撑条B821，所述的支撑条B821用于为支撑座B700提供支撑。

所述的支撑条B821有两条且相互交错，所述的底座封板B820上还设有支撑块B823，所述的支撑块B823与支撑条B821之间设有导油通槽B822.所述的导油通槽B822用于将分油腔B720连通，使其内部的液压油能有充满分油腔。

进一步地，所述的支撑座B700上设有第一安装螺孔B711和第二安装螺孔B712，第一固定螺栓B901和第二固定螺栓B902穿过底座封板B820后分别与第一安装螺孔B711和第二安装螺孔B712用过螺纹旋合固定；所述的底座封板B820密封固定在底部安装孔B911中。

使用时，首先将试样B01夹紧在上下的卡紧组件中，然后，在试样的内腔B011中粘贴应变片，所述的应变片可通过无线的方式与外部设备连接，当然，也可以在夹紧盘B210、保持架B400上设置通孔，数据线通过通孔连出与外部设备连接。

然后将加载壳B100向加载底座B910扣紧密封，在通过总进出油管B730向加载腔B02内注入液压油，直到达到设定的围压；

再启动扭转加载油缸，使卡紧组件进一步卡紧试样，同时也对试样施加周向扭力；

最后启动加压油缸使加压油缸通过加载杆对试样施加压力，然后测试实验数据，直到试样破损即可。

需要取出试样时，首先启动电机，使电机驱动第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠转动以使活动隔板向加压油缸410移动，也就是打开了加载壳B100；

然后，驱动扭转加载油缸使扭转伸缩轴C201回缩，直到回复原始状态，这就解除了对夹紧盘B210的扭力，使得卡紧组件松开；

再启动加压油缸，使加压油缸的加压伸缩轴回缩，以将与加载杆连接的卡紧组件向加压油缸拉动，最后取出试样即可。

进一步地，为了使加载杆作用部分503能够获得较好的密封，使其的高压下也不会发生泄漏，可以在顶部封板B1021内侧、加载杆作用部分503周向上设置加载轴密封组件，所述的加载轴密封组件，包括，轴密封挡环B300、轴密封圈B310、轴限位端盖B320，所述的轴密封圈B310安装在轴密封挡环B310的内圈中，且所述的轴密封圈B310的内设有轴增压槽B311、轴加强筋B312，所述的轴加强筋B312均匀分布在轴增压槽B311周向上用于加强轴密封环片B313的强度，所述的轴限位端盖B320通过轴固定螺钉B330/B322固定在顶部封板B101内侧，所述的轴限位端盖B320上还设有端盖进油孔B321，所述的端盖进油孔B321与轴增压槽B311连通，所述的轴密封环片B313与加载杆作用部分503贴紧密封。当加载腔内施加围压时，液压油会通过端盖进油孔B321进入轴增压槽B311从而使得轴增压槽B311内的液压油对轴密封环片B313施压以增加密封效果。

更进一步地，参见图16，可以在轴密封环片B313上设置数个均匀间隔的轴密封凸环部分B314，两个轴密封凸环部分B314之间为轴锁压腔B315，使用时，可通过不同的轴密封凸环部分B314与加载杆作用部分503形成数个密封的轴锁压腔B315，这能够大大提高密封效果。

进一步地，为了增加加载壳B100内壁与支撑座B700的密封性，可以在与支撑座B700连接的夹紧盘B210外壁上套装壳密封环B620，所述的壳密封环B620内设有壳增压槽B621、壳加强筋B622、壳密封环片B623，所述的壳加强筋B622均匀分布在壳增压槽B621周向上，所述的壳密封环片B623与加载壳内壁贴紧密封；

壳固定螺钉B612穿过壳限位端盖B610、壳密封环B620与夹紧盘B210通过螺纹旋合装配固定，所述的壳限位端盖B610上还设有壳端盖进油孔B611，所述的壳端盖进油孔B611与壳增压槽B621连通。使用时，通过围压施加在壳密封环片B623以增加其与加载壳的密封性。

更进一步地，参见图15，可以在壳密封环片B623上设置数个壳密封凸环B624，两个可密封凸环B624之间构成壳锁压腔B625。使用时，所述的壳密封凸环B624与加载壳内壁贴紧并形成数个壳锁压腔B625，这种结构能够大大提高加载壳的密封性。

参见图20-图24，所述的制冷器A，包括，散热片组A100、电子制冷片A500、箱端板A200、箱底板A420、箱顶板A410、箱侧板A430，所述的箱底板420上固定有两块箱侧板A430、两块箱端板A200，两块箱侧板A430、两块箱端板A200顶面与箱顶板A410密封固定；

所述的箱侧板A430与电子制冷片A500的制冷面贴紧，所述的电子制冷片A500的发热面与散热片组A100贴紧；

所述的两块箱侧板A430、两块箱端板A200、箱顶板A410、箱底板A420共同构成冷却腔，所述的冷却腔内固定有数个吸热片A600；

所述的箱端板A200底部通过外接管A300与冷却腔连通；

所述的吸热片A600上设有过油槽A601和过油弧槽A602，所述的过油弧槽A602与箱底板构成过油小孔；

所述的电子制冷片A500通过导线A501接入电流。

使用时，需要回收的油从一端的外接管A300接入，液压油将在冷却腔内逐步通过每一个吸热片A600，最后通过另一个外接管A300流出。在此过程中，散热片组A100能够及时对冷却器进行散热，而电子制冷片会对制冷器制冷，以增加冷却效果。

更进一步地，为了增加制冷效果，可以将进入制冷器的进油量控制在通过过油小孔的过油量的2-5倍，这种设计能够增加液压油在冷却腔内的的停留时间以提高冷却效果。

参见图25，本发明还包括油路系统，包括，油箱，所述的油箱与第三单向阀进油口连通，所述的第三单向阀与加热器连通，所述的加热器分别与增压缸、进油泵连通，所述的进油泵与第五单向阀连通，所述的第五单向阀与多通换向阀的第一进油口连通；

所述的增压缸与第四单向阀连通，所述的第四单向阀与多通换向阀的第一进油口连通；

所述的多通换向阀为电磁换向阀，其通过导线与控制器连接，所述的控制器可控制多通换向阀的换向；

所述的多通换向阀的第一出油口与回油泵连通、第二出油口与加载腔的总进出油管连通，所述的加载腔顶部通过管道与测温装置连通，所述的测温装置与测压装置连通，所述的测温装置和测压装置分别通过导线与控制器连通，并向控制器传输温度或压力信号；

所述的控制器用于控制与其连接的电气设备；

所述的测压装置与显示装置D100连通，所述的显示装置为透明的，可通过观察显示装置内是否有液压油来判断加载腔内的液压油是否已经充满；

所述的显示装置与第一单向阀连通，所述的第一单向阀出油口与油箱连通；

所述的回油泵与冷却器其中一个外接管连通，所述的冷却器另一个外接管与第二单向阀流通，所述的第二单向阀的出油口与油箱连通。

所述的油箱还与第一增压泵连通，所述的第一增压泵以第六单向阀连通，所述的第六单向阀与加压油缸连通。

所述的油箱还与第二增压泵连通，所述的第二增压泵与第七单向阀连通，所述的第七单向阀出油口与扭转加载油缸进油口连通。

在本系统中，油的走向以途中箭头方向为准。

使用时，可以根据实际需要切换多通换向阀，以使其让不同的进油口和出油口连通。

向加载腔内加油时，首先启动加热器、进油泵、使第五单向阀与总进出油管连通，然后观察显示装置，直到显示装置中流出液压油，即可认定为加载腔内已经充满液压油；

系统测试油温，如果油温达到预设温度，控制器控制第五单向阀关闭，打开增压缸、第四单向阀，并使第四单向阀与总进出油口连通，然后对加载腔进行加压，直到测压装置加测到油压达到预设即停止加压。可以在测压装置与加载腔之间设置一个压力开启阀（泄压阀、安全阀等），以防止高压的液压油直接流入油箱，造成加压失败或缓慢；

系统测试油压和油温均达到预设值后，多通换向阀切断总进出油管与其它管道的连接，然后开始试验。

试验结束后，多通换向阀将总进出油管与回油泵连通，所述的回油泵开始将加载腔内的液压油向冷却器输送，液压油经过冷却器后进入油箱，可以通过显示装置内的液压油是否有回吸来判断加载腔内的液压油已经排完（油压回复初始值后）。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种岩石加载组件，包括，加载壳，所述的加载壳顶部与顶部封板装配密封固定；其特征是：

所述的加载杆作用部分穿过顶部封板与上夹头组件的连接盘连接固定，所述的上夹头组件，包括夹紧盘、保持架、夹紧盘；所述的夹紧盘包括安装驱动部分、卡紧半环；所述的保持架包括固定缺槽、底部封板；

所述的安装驱动部分卡装在固定缺槽中，且所述的安装驱动部分端部与夹紧盘的夹紧盘内腔贴紧；

所述的夹紧盘内壁包括弧形凹面和弧形凸面，所述的弧形凹面和弧形凸面间隔分布，且初始状态时，所述的安装驱动部分端面与弧形凹面贴紧；所述的夹紧盘至少有三个且均匀分布在保持架周向上；

试样底部与设置在其底部的上夹头组件卡紧且此上夹头组件的夹紧盘底部与支撑座连接固定，所述的支撑座装入加载底座的底座安装孔中且所述的支撑座与底座封板之间设有密封环；

所述的支撑座与底座封板之间还设有分油腔，所述的分油腔通过分油通道与加载壳内部连通；

所述的底座封板通过总进出油通道与分油腔连通，所述的进出油通道与总进出油管连通。

2.如权利要求1所述的一种岩石加载组件，其特征是：所述的底座封板在分油腔的部分上设有支撑条，所述的支撑条用于为支撑座提供支撑；

所述的支撑条有两条且相互交错，所述的底座封板上还设有支撑块，所述的支撑块与支撑条之间设有导油通槽.所述的导油通槽用于将分油腔连通，使其内部的液压油能有充满分油腔。

3.如权利要求2所述的一种岩石加载组件，其特征是：在顶部封板内侧、加载杆作用部分周向上设置有加载轴密封组件，所述的加载轴密封组件，包括，轴密封挡环、轴密封圈、轴限位端盖，所述的轴密封圈安装在轴密封挡环的内圈中，且所述的轴密封圈的内设有轴增压槽、轴加强筋，所述的轴加强筋均匀分布在轴增压槽周向上用于加强轴密封环片的强度，所述的轴限位端盖通过轴固定螺钉固定在顶部封板内侧，所述的轴限位端盖上还设有端盖进油孔，所述的端盖进油孔与轴增压槽连通，所述的轴密封环片与加载杆作用部分贴紧密封。

4.如权利要求1所述的一种岩石加载组件，其特征是：在与支撑座连接的夹紧盘外壁上套装壳密封环，所述的壳密封环内设有壳增压槽、壳加强筋、壳密封环片，所述的壳加强筋均匀分布在壳增压槽周向上，所述的壳密封环片与加载壳内壁贴紧密封；

壳固定螺钉穿过壳限位端盖、壳密封环与夹紧盘通过螺纹旋合装配固定，所述的壳限位端盖上还设有壳端盖进油孔，所述的壳端盖进油孔与壳增压槽连通。

5.一种实验装置，其特征是：应用有权利要求1-4所述岩石加载组件。

6.如权利要求5所述的实验装置，其特征是：还包括机架、岩石加载组件、扭剪组件、油路系统，所述的机架，包括，底座，所述的底座上固定有机架侧板和机架后板，所述的机架侧板和机架后板之间由上而下依次设有顶板、第一隔板、活动隔板、第二隔板；

所述的第一隔板上设有第一侧向安装块、第一纵向安装块；所述的活动隔板上设有第二侧向安装块、第二纵向安装块；所述的第一侧向安装块、第一纵向安装块分别与纵向安装槽和侧向安装槽装配固定；所述的第二侧向安装块、第二纵向安装块分被与第一纵向滑槽和第一侧向滑槽装配；所述的纵向安装槽和第一纵向滑槽和侧向安装槽、第一侧向滑槽分别设置在机架后板和机架侧板上；

第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠分别穿过顶板、第一隔板、活动隔板、第二隔板与底座可转动装配，所述的第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠分别与活动隔板通过螺纹旋合装配且它们的螺纹都是一样的；所述的第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠穿出顶板的部分上还分别安装有第四带轮、第一副带轮、第三带轮、第二副带轮；所述的第二丝杠、第三丝杠上还设有第三副带轮、第四副带轮；

所述的第四带轮通过第四皮带与第四副带轮连接并形成带传动结构；所述的第三带轮通过第三皮带与第三副带轮连接并形成带传动结构；所述的第二副带轮通过第二皮带与第二带轮连接并形成带传动结构；所述的第一副带轮与第一带轮通过第一皮带连接并形成带传动结构；

所述的第二带轮和第一带轮均安装在电机的电机输出轴上，所述的电机固定在电机安装架上，所述的电机安装架固定在顶板上；

所述的顶板底面与加压油缸连接固定，所述的加压油缸的加压伸缩轴穿过第一隔板与加载杆连接；

所述的加载杆，包括，加载杆连接部分，加载杆扭转部分，加载杆作用部分；

所述的加载杆连接部分装入设置在加压伸缩轴上的加压装配槽，所述的加压伸缩轴在设置有加压装配槽的部分上还设有轴连接通槽；所述的加载杆连接部分上设有挡块安装槽；挡块穿过轴连接通槽与挡块安装槽装配且所述的挡块通过挡块固定螺钉与加载杆连接部分连接固定；

所述的挡块装入轴连接通槽中且不超出加压伸缩轴外壁；

所述的岩石加载组件的加载壳顶部与活动隔板连接固定，所述的岩石加载组件的加载底座与第二隔板连接固定；

所述的底座与第二隔板之间由上而下依次安装有冷却器、油箱，所述的冷却器固定在油箱上。

7.如权利要求6所述的实验装置，其特征是：所述的加载杆连接部分顶面与加压装配槽内端面之间的距离为L1；

所述的挡块510顶面与轴连接通槽413上端面之间的距离为L2；

所述的加压伸缩轴411底面与加载杆扭转部分502顶面之间的距离为L3；他们的关系为：L1小于或等于L2，L3大于或等于L2。

8.如权利要求6所述的实验装置，其特征是：所述的扭剪组件，包括，扭转加载油缸，所述的扭转加载油缸端部装入安装套中，所述的安装套底部通过安装套支撑轴与活动隔板可转动装配；

所述的扭转加载油缸的扭转伸缩轴与扭转驱动板的驱动导向端连接固定；

所述的驱动导向端上还固定有导向滑轴，所述的导向滑轴底部与设置在活动隔板上的扭转导向槽装配；

所述的扭转驱动板的扭转驱动端与加载杆扭转部分装配。

9.如权利要求6所述的实验装置，其特征是：还包括制冷器，所述的制冷器，包括，散热片组、电子制冷片、箱端板、箱底板、箱顶板、箱侧板，所述的箱底板上固定有两块箱侧板、两块箱端板，两块箱侧板、两块箱端板顶面与箱顶板密封固定；

所述的箱侧板与电子制冷片的制冷面贴紧，所述的电子制冷片的发热面与散热片组贴紧；所述的两块箱侧板、两块箱端板、箱顶板、箱底板共同构成冷却腔，所述的冷却腔内固定有数个吸热片；所述的箱端板底部通过外接管与冷却腔连通；

所述的吸热片上设有过油槽和过油弧槽，所述的过油弧槽与箱底板构成过油小孔；所述的电子制冷片通过导线接入电流；

进入制冷器的进油量控制为通过过油小孔的过油量的2-5倍。

10.如权利要求6所述的实验装置，其特征是：所述的油路系统，包括，油箱，所述的油箱与第三单向阀进油口连通，所述的第三单向阀与加热器连通，所述的加热器分别与增压缸、进油泵连通，所述的进油泵与第五单向阀连通，所述的第五单向阀与多通换向阀的第一进油口连通；

所述的增压缸与第四单向阀连通，所述的第四单向阀与多通换向阀的第一进油口连通；

所述的多通换向阀为电磁换向阀，其通过导线与控制器连接，所述的控制器可控制多通换向阀的换向；

所述的多通换向阀的第一出油口与回油泵连通、第二出油口与加载腔的总进出油管连通，所述的加载腔顶部通过管道与测温装置连通，所述的测温装置与测压装置连通，所述的测温装置和测压装置分别通过导线与控制器连通，并向控制器传输温度或压力信号；

所述的控制器用于控制与其连接的电气设备；

所述的测压装置与显示装置连通，所述的显示装置为透明的，可通过观察显示装置内是否有液压油来判断加载腔内的液压油是否已经充满；

所述的显示装置与第一单向阀连通，所述的第一单向阀出油口与油箱连通；

所述的回油泵与冷却器其中一个外接管连通，所述的冷却器另一个外接管与第二单向阀流通，所述的第二单向阀的出油口与油箱连通；

所述的油箱还与第一增压泵连通，所述的第一增压泵以第六单向阀连通，所述的第六单向阀与加压油缸连通；

所述的油箱还与第二增压泵连通，所述的第二增压泵与第七单向阀连通，所述的第七单向阀出油口与扭转加载油缸进油口连通。