CN108387461A - 一种落锤式动力冲击试验机及试验方法 - Google Patents
一种落锤式动力冲击试验机及试验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108387461A CN108387461A CN201810239979.6A CN201810239979A CN108387461A CN 108387461 A CN108387461 A CN 108387461A CN 201810239979 A CN201810239979 A CN 201810239979A CN 108387461 A CN108387461 A CN 108387461A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hammer
- drop hammer
- testing machine
- pressure sensor
- pressing plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009863 impact test Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 22
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 17
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 15
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 17
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
- G01N3/303—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated only by free-falling weight
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0032—Generation of the force using mechanical means
- G01N2203/0033—Weight
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
- G01N2203/0075—Strain-stress relations or elastic constants
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/026—Specifications of the specimen
- G01N2203/0262—Shape of the specimen
- G01N2203/0278—Thin specimens
- G01N2203/0282—Two dimensional, e.g. tapes, webs, sheets, strips, disks or membranes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
- G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明提供的一种落锤式动力冲击试验机及及试验方法，所述试验机包含：支撑立柱，支撑立柱两端分别设置台座和固定平台，其一侧设置有扶梯，固定平台上固定设置有减速电动机和第一压板，第一压板的下端顺次设置有套筒、套管及锚杆，套筒上滑动连接有第二压板，第二压板上端面安装有第一压力传感器，锚杆下端设置的托盘上端面安装有第二压力传感器，其下端面安装有位移传感器，套管上还套设有落锤，电动机的输出轴通过钢丝绳连接落锤。结构新颖，经济价值高，经济、便于操作，能够测试释能锚杆以及普通锚杆杆体在冲击载荷作用下抵抗和吸收冲击能量的性能，还可以测试模拟现场锚固时释能锚杆以及普通锚杆在冲击载荷作用下抵抗和吸收冲击能量的性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种落锤式动力冲击试验机及试验方法，具体涉及一种用于测试释能锚杆以及其他普通锚杆和杆式材料动力学性能的落锤式动力冲击试验机，属于冲击动力学试验领域。
背景技术：
随着人类对资源的需求不断扩大，浅部资源日益开采殆尽，逐渐向深部资源过渡。国内外矿山都相继进入深部资源开采状态。同时，随着开采深度的不断增加，工程灾害日趋增多，如矿井冲击地压、矿压显现加剧、巷道围岩大变形和流变等，对深部资源的安全高效开采造成了巨大威胁。深部资源开采过程中主要面临的巷道稳定性控制问题己成为国内外专家、学者研究的焦点。
深部岩体处于高应力、高温和高井深的“三高”特殊环境，其岩石力学行为与浅部岩石力学行为有较大区别。目前对浅部和深部硬岩巷道围岩的稳定性控制主要采用传统的预应力锚杆支护体系，对于浅埋巷道围岩变形比较小情况，采用预应力锚杆支护体系一般能够满足要求；然而,对于深部硬岩巷道的大变形问题。深部岩体的脆—延性转化特性以及流变性使得深部硬岩巷道会发生大变形。当岩石呈延性破坏时，其永久应变通常较大。基于传统的预应力锚杆支护体系无法适应这类大变形，锚杆出现断裂、滑移等失效形式，导致巷道片帮、底鼓、冒顶等破坏。致使巷道无法正常使用。
针对深部巷道大变形情况，常规的巷道支护原理以及支护技术，均不能完全适应深部巷道的支护要求，研究出适合深部硬岩巷道的支护技术，对保障我国深部资源安全高效的开采具有重大经济意义以及战略意义。因此，项目组研发了一种新型释能锚杆能够满足上述要求，该锚杆由圆钢经加工而成，主要由阻尼模块和搅拌模块组成。并在此基础上形成深部地下工程支护整套的控制理念和支护体系，为解决地下工程中的大变形问题提供了有益的参考。
在释能锚杆成功研发以后，其相应的力学性能并不了解，需要一种动力冲击试验机对释能锚杆的动力学特性进行研究分析，测试释能锚杆在冲击载荷作用下抵抗和吸收冲击能量的性能。检测每次冲击后释能锚杆的伸长量、滑移量和径向变形量，并描绘冲击阻力和位移量之间的关系曲线、冲击阻力和冲击持续时间之间的变化关系曲线、冲击阻力和冲击能量之间的关系曲线、位移与冲击持续时间的关系曲线。通过对上述关系曲线分析研究，优化释能锚杆，并对地下工程的大变形问题提供合理的支护。
发明内容：
本发明旨在提供一种落锤式动力冲击试验机及试验方法。用以研究释能锚杆以及其他普通锚杆和杆式材料的动力学性能，特别是对释能锚杆抵抗和吸收冲击能量的动力学力学性能重点进行研究。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种落锤式动力冲击试验机，包含：支撑立柱，所述支撑立柱下端固接有台座，其上端设置有固定平台，所述支撑立柱一侧设置有扶梯，所述固定平台上固定设置有减速电动机和第一压板，所述第一压板的下端面固接有套筒，所述套筒下部固接有套管，所述套管中插装有锚杆，所述套筒上滑动连接有第二压板，所述第二压板上端面安装有第一压力传感器，所述锚杆延伸至所述套筒外部的一端端部固接有第三压板和托盘，所述第三压板位于所述托盘上方，所述托盘上端面安装有第二压力传感器，其下端面安装有位移传感器，所述套管上还套设有落锤，所述电动机的输出轴通过钢丝绳连接所述落锤，以牵引所述落锤运动，所述钢丝绳连接所述落锤的端部安装有吊钩，所述吊钩上安装有自动脱钩装置，以使所述吊钩自动脱离所述落锤。
所述支撑立柱内侧表面设置圆弧倒角，且所述落锤的四个角均设置有凹槽，所述凹槽的弧度与所述圆弧倒角的弧度相同，所述落锤沿所述支撑立柱上下运动。
所述落锤的上端面设置有竖销和挂环，通过所述竖销固定自配重坨，所述吊钩挂接于所述挂环，所述落锤的中心处开设有中心孔，供所述锚杆、锚索以及试验冲击材料穿过。
所述竖销为四个，分布于所述落锤上端面的四个角，呈矩形分布。
所述落锤下部还安装有落锤安全支架，以挡止所述落锤，防止所述落锤的下落。
所述固定平台上还设置有防护板，所述防护板围设于所述减速电动机外侧，对其进行限位，防止所述减速电动机错动。
所述第一压力传感器在所述第二压板上、所述第二压力传感器在所述托盘上均呈环形分布，两个所述环形的直径相同，且两个相邻所述第一压力传感器或者第二压力传感器之间的夹角为120°。
所述台座上方设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括相对设置的两个板状液压阻尼缓冲装置，在所述板状液压阻尼缓冲装置中部开设有方形通槽，两个所述板状液压阻尼缓冲装置端部通过连接梁进行连接，所述连接梁与所述板状液压阻尼缓冲装置之间围设呈矩形，其内部为空腔结构，所述落锤下落时，所述板状液压阻尼缓冲装置承接所述落锤，所述托盘及第三压板落入所述空腔结构中，避免碰损安装于托盘上的第二压力传感器及位移传感器。
所述套筒上活动连接的第二压板上开设有凹槽，将所述第一压力传感器固装于所述凹槽中。
所述套管通过连接销与所述套筒相连接，所述锚杆通过锚固剂固装于所述套管中。
所述扶梯倾斜设置，且在所述扶梯的两侧均设置有扶手。
所述减速电动机为变频减速电动机。
所述第一压力传感器和第二压力传感器均为电压式压力传感器，所示位移传感器为拉线式位移传感器。
采用上述一种落锤式动力冲击试验机的试验方法，具体步骤如下：
步骤一：在所述锚杆外壁卷设树脂药卷后锚固于所述套管内，以模拟地下工程的现场情况，且在套管内部刻有大量不规则细小裂纹，模拟现场钻孔的粗糙接触面，在落锤下部还安装有落锤安全支架，挡止所述落锤，防止所述落锤的下落；
步骤二：将所述第一压力传感器、第二压力传感器及位移传感器依次与数据采集仪和计算机连接，并检测计算机上是否能够显示各个传感器；
步骤三：取掉落锤安全支架，调整所述吊钩上安装的自动脱钩装置，使所述吊钩自动脱离所述落锤；
步骤四：所述落锤下落，完成冲击后，把落锤提升到下次试验设定的高度，并用落锤安全支架支撑；
步骤五：将数据采集仪采集的数据通过计算机进行分析；
步骤六：调节落锤的重量以及冲击高度，重复上述步骤三～五，研究不同冲击高度和冲击能量对锚杆在锚固情况下的动力学性能。
本发明一种落锤式动力冲击试验机及试验方法的有益效果：结构新颖，经济价值高，经济、便于操作，能够测试释能锚杆以及普通锚杆杆体在冲击载荷作用下抵抗和吸收冲击能量的性能，还可以测试模拟现场锚固时释能锚杆以及普通锚杆在冲击载荷作用下抵抗和吸收冲击能量的性能。通过动力冲击，检测每次冲击后释能锚杆的伸长量、滑移量和径向变形量，并描绘冲击阻力和位移之间的关系曲线、冲击阻力和冲击持续时间之间的变化关系曲线、冲击阻力和冲击能量之间的关系曲线、位移与冲击持续时间的关系曲线和释能锚杆弹塑性变形量、滑移量与冲击能量之间的关系曲线，通过对上述关系曲线分析研究，优化释能锚杆，并对地下工程的大变形问题提供合理的支护；能够准确的反应现场情况，可以为现场支护设计提供宝贵的试验支撑，功能性强。
附图说明：
图1为本发明一种落锤式动力冲击试验机的结构示意图；
图2为图1的右视图；
图3为图2中C-C的截面示意图；
图4为落锤的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为吊钩的结构示意图；
图7为图6的左视图；
图中：1-支撑立柱，2-台座，3-固定平台，4-扶梯，5-减速电动机，6-第一压板，7-套管，8-套筒，9-锚杆，10-第二压板，11-第一压力传感器，12-第三压板，13-托盘，14-第二压力传感器，15-位移传感器，16-落锤，17-吊钩，18-竖销，19-挂环，20-落锤安全支架，21-防护板，22-缓冲装置，23-板状液压阻尼缓冲装置，24-连接梁，25-连接销，26-扶手，27-自动脱钩装置。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
根据图1～图7所示，本发明提供的一种落锤式动力冲击试验机，用于测试锚杆以及模拟现场锚固时锚杆的动力学性能，属于冲击动力学试验领域，其主要包括主机、控制装置和测试系统，所述主机包括四柱式立架、扶梯4、提升装置、落锤装置、缓冲装置22、套管7等，所述四柱式立架1用于支撑以及固定整个冲击试验机，所述扶梯4用于人员安装套管7、连接销25、锚杆9和落锤安全支架20，所述提升装置用于将处于试验机底部的落锤16提升到设定的高度，所述落锤装置用于从试验机一定高度处垂直落下冲击托盘13；当落锤16把锚杆9从套管7中冲击出来时，所述缓冲装置22用来缓冲从高处落下的落锤16以及锚杆9托盘13等配套设施；所述套管7用于模拟地下围岩，所述控制装置，用于控制落锤16的升降；所述测试系统，则主要包括压力传感器11、14、位移传感器15以及配套的数据采集仪和分析软件，当落锤16对托盘13进行冲击时，感测实时冲击数据，并进行数据输出和结果分析。
且具体地，所述四柱式立架性能稳定、抗压性能良好，并且具有优美的外观设计，其包括支撑立柱1，所述支撑立柱1下端固接有台座2，通过所述台座2支撑并固定整个冲击试验机，保证试验过程中冲击试验机能够稳定的工作，其上端设置有固定平台3，所述支撑立柱一侧设置有扶梯4，所述扶梯4倾斜设置，且在所述扶梯4的两侧均设置有扶手26，所述提升装置包括固定设置于所述固定平台3上的减速电动机5和第一压板6，所述减速电动机5为变频减速电机，该变频减速电机在控制系统的控制下能够实现无极变速功能，使落锤16的提升速度可调，提高试验的效率，该变频式减速电机具有体积小、提供扭矩大、工作效率高等优点，在所述第一压板6的下端面固接有套筒8，所述套筒8下部通过连接销25固接有套管7，所述套管7中插装有锚杆9，且所述锚杆9通过锚固剂固装于所述套管7中，所述套筒8上滑动连接有第二压板10，所述第二压板10上端面安装有第一压力传感器11，所述锚杆9延伸至所述套筒8外部的一端端部固接有第三压板12和托盘13，所述第三压板12位于所述托盘13上方，所述托盘13上端面安装有第二压力传感器14，其下端面安装有位移传感器15，所述落锤装置包括套设于所述套管7上的落锤16，所述电动机5的输出轴通过钢丝绳连接所述落锤16，通过提升一段接有吊钩的钢丝绳，以牵引所述落锤16运动，所述钢丝绳连接所述落锤16的端部安装有吊钩17，所述吊钩17上安装有自动脱钩装置27，以使所述吊钩17自动脱离所述落锤16，所述缓冲装置22设置于所述台座2上方，当落锤16把锚杆9从套管7中冲击出来时，用来缓冲从高处落下的落锤16以及锚杆9托盘13等配套设施，避免直接落地造成损坏。
进一步地，所述缓冲装置22包括相对设置的两个板状液压阻尼缓冲装置23，在所述板状液压阻尼缓冲装置23中部开设有方形通槽，两个所述板状液压阻尼缓冲装置23端部通过连接梁进行连接，所述连接梁与所述板状液压阻尼缓冲装置23之间围设呈矩形，其内部为空腔结构，所述落锤16下落时，所述板状液压阻尼缓冲装置23承接所述落锤16，所述托盘13及第三压板12落入所述空腔结构中，避免碰损安装于托盘13上的第二压力传感器14及位移传感器15。
进一步地，所述支撑立柱1内侧表面设置圆弧倒角，且所述落锤16的四个角均设置有凹槽，所述凹槽的弧度与所述圆弧倒角的弧度相同，所述落锤16沿所述支撑立柱1上下运动，起到导向轨作用，并可以在支撑立柱1与落锤16相连接的部位涂上润滑油，保证落锤16能够沿着支撑立柱1自由下落，使落锤16下落过程近似于自由落体运动。
进一步地，所述落锤16的上端面设置有竖销18和挂环19，通过所述竖销18固定自配重坨，所述吊钩17挂接于所述挂环18，所述落锤16的中心处开设有中心孔，供所述锚杆9、锚索以及试验冲击材料穿过，在本实施例中，所述竖销18为四个，分布于所述落锤16上端面的四个角，呈矩形分布。
进一步地，在所述落锤16下部还安装有落锤安全支架20，以挡止所述落锤，防止所述落锤16的下落，所述固定平台3上还设置有防护板21，所述防护板21围设于所述减速电动机5外侧，对其进行限位，防止所述减速电动机5错动。
进一步地，所述第一压力传感器11在所述第二压板上10、所述第二压力传感器14在所述托盘13上均呈环形分布，两个所述环形的直径相同，在所述第一压板6和托盘13上分别设置有三个第一压力传感器11或者第二压力传感器14，且两个相邻所述第一压力传感器11或者第二压力传感器14之间的夹角为120°。
进一步地，所述套筒8上活动连接的第二压板10上开设有凹槽，将所述第一压力传感器11固装于所述凹槽中。
进一步地，所述第一压力传感器11和第二压力传感器14均为电压式压力传感器，所示位移传感器15为拉线式位移传感器。
进一步地，所述变频减速电动机5外接有控制盒，通过所述控制盒控制变频减速电动机5来提升落锤16，在提升过程中，速度可以控制，当达到设定高度时，控制盒按下停止按钮即可，然后通过自动脱钩装置27，卸掉吊钩17即可，落锤16将自由下落冲击锚杆9托盘13上的第三压板12。
采用上述一种落锤式动力冲击试验机的试验方法，具体步骤如下：
步骤一：在所述锚杆9外壁卷设树脂药卷后锚固于所述套管7内，并检测是否锚固良好，以模拟地下工程的现场情况，且在套管7内部刻有大量不规则细小裂纹，模拟现场钻孔的粗糙接触面，在落锤16下部还安装有落锤安全支架20，挡止所述落锤16，防止所述落锤16的下落，并检测落锤16四角凹槽与支撑立柱1之间是否润滑；
步骤二：将所述第一压力传感器11、第二压力传感器14及位移传感器15依次与数据采集仪和计算机连接，并检测计算机上是否能够显示各个传感器；
步骤三：取掉落锤安全支架20，调整所述吊钩17上安装的自动脱钩装置27，使所述吊钩17自动脱离所述落锤16；
步骤四：所述落锤16下落，完成冲击后，把落锤16提升到下次试验设定的高度，并用落锤安全支架20支撑；
步骤五：将数据采集仪采集的数据通过计算机进行分析；
步骤六：调节落锤16的重量以及冲击高度，重复上述步骤三～五，研究不同冲击高度和冲击能量对锚杆9在锚固情况下的动力学性能。
本发明主要使用电压式压力传感器、拉线位移传感器，这些传感器依次连接数据采集仪和计算机，传感器把电压信号转换成数字信号储存在数据采集仪内，然后用计算机进行读取和分析，固定在第一压板6上的第一压力传感器11用来测试整个框架的冲击动力，固定在锚杆托盘13上的第二压力传感器14则用来测试落锤16对锚杆9的冲击阻力，拉线位移传感器用来测试落锤16冲击锚杆9后，锚杆9的位移量，以实现本发明的试验目的。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：包含：支撑立柱，所述支撑立柱下端固接有台座，其上端设置有固定平台，所述支撑立柱一侧设置有扶梯，所述固定平台上固定设置有减速电动机和第一压板，所述第一压板的下端面固接有套筒，所述套筒下部固接有套管，所述套管中插装有锚杆，所述套筒上滑动连接有第二压板，所述第二压板上端面安装有第一压力传感器，所述锚杆延伸至所述套筒外部的一端端部固接有第三压板和托盘，所述第三压板位于所述托盘上方，所述托盘上端面安装有第二压力传感器，其下端面安装有位移传感器，所述套管上还套设有落锤，所述电动机的输出轴通过钢丝绳连接所述落锤，以牵引所述落锤运动，所述钢丝绳连接所述落锤的端部安装有吊钩，所述吊钩上安装有自动脱钩装置，以使所述吊钩自动脱离所述落锤。
2.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述支撑立柱内侧表面设置圆弧倒角，且所述落锤的四个角均设置有凹槽，所述凹槽的弧度与所述圆弧倒角的弧度相同，所述落锤沿所述支撑立柱上下运动。
3.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述落锤的上端面设置有竖销和挂环，通过所述竖销固定自配重坨，所述吊钩挂接于所述挂环，所述落锤的中心处开设有中心孔，供所述锚杆、锚索以及试验冲击材料穿过。
4.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述落锤下部还安装有落锤安全支架，以挡止所述落锤，防止所述落锤的下落。
5.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述固定平台上还设置有防护板，所述防护板围设于所述减速电动机外侧，对其进行限位，防止所述减速电动机错动。
6.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述第一压力传感器在所述第二压板上、所述第二压力传感器在所述托盘上均呈环形分布，两个所述环形的直径相同，且两个相邻所述第一压力传感器或者第二压力传感器之间的夹角为120°。
7.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述台座上方设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括相对设置的两个板状液压阻尼缓冲装置，在所述板状液压阻尼缓冲装置中部开设有方形通槽，两个所述板状液压阻尼缓冲装置端部通过连接梁进行连接，所述连接梁与所述板状液压阻尼缓冲装置之间围设呈矩形，其内部为空腔结构，所述落锤下落时，所述板状液压阻尼缓冲装置承接所述落锤，所述托盘及第三压板落入所述空腔结构中，避免碰损安装于托盘上的第二压力传感器及位移传感器。
8.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述套筒上活动连接的第二压板上开设有凹槽，将所述第一压力传感器固装于所述凹槽中。
9.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机，其特征在于：所述第一压力传感器和第二压力传感器均为电压式压力传感器，所示位移传感器为拉线式位移传感器。
10.根据权利要求1所述的一种落锤式动力冲击试验机的试验方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：在所述锚杆外壁卷设树脂药卷后锚固于所述套管内，以模拟地下工程的现场情况，且在套管内部刻有大量不规则细小裂纹，模拟现场钻孔的粗糙接触面，在落锤下部还安装有落锤安全支架，挡止所述落锤，防止所述落锤的下落；
步骤二：将所述第一压力传感器、第二压力传感器及位移传感器依次与数据采集仪和计算机连接，并检测计算机上是否能够显示各个传感器；
步骤三：取掉落锤安全支架，调整所述吊钩上安装的自动脱钩装置，使所述吊钩自动脱离所述落锤；
步骤四：所述落锤下落，完成冲击后，把落锤提升到下次试验设定的高度，并用落锤安全支架支撑；
步骤五：将数据采集仪采集的数据通过计算机进行分析；
步骤六：调节落锤的重量以及冲击高度，重复上述步骤三～五，研究不同冲击高度和冲击能量对锚杆在锚固情况下的动力学性能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810239979.6A CN108387461A (zh) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 一种落锤式动力冲击试验机及试验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810239979.6A CN108387461A (zh) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 一种落锤式动力冲击试验机及试验方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108387461A true CN108387461A (zh) | 2018-08-10 |
Family
ID=63067995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810239979.6A Pending CN108387461A (zh) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 一种落锤式动力冲击试验机及试验方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108387461A (zh) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109202369A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-15 | 西安理工大学 | 一种重力驱动的击打装置及其击打方法 |
| CN110000810A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-07-12 | 浙江大学台州研究院 | 零重力机械手疲劳测试装置 |
| CN110095356A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-08-06 | 西安理工大学 | 一种冲击荷载作用下的动反力测量装置 |
| CN110108435A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-09 | 长安大学 | 一种基于冲击试验的熔断型挂钩装置及工作方法 |
| CN110530740A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-03 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 冲击试验装置和锚杆冲击试验系统 |
| CN110553935A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-10 | 浙江科技学院 | 一种动态冲切切缝方法 |
| CN110593953A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-20 | 绍兴文理学院 | 模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置及方法 |
| CN110658057A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-07 | 合肥工业大学 | 落锤冲击试验中圆形管件截面变形量的测量方法及其装置 |
| CN110987671A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 北京交通大学 | 用于在实验室砂箱土层内部施加冲击激励的装置 |
| CN111929181A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种冲击碎岩机理试验装置 |
| CN112067224A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-11 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 落锤冲击模式下锚杆全程动载响应特征的检测方法 |
| CN112098241A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 中国矿业大学(北京) | 颗粒物质破碎时的能耗测量系统及测算方法 |
| CN112525466A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 金属网片动载试验方法及试验台 |
| CN112540013A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-23 | 西华大学 | 一种用于杆状锚固组件的冲击试验装置 |
| CN112781979A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-11 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆侧向冲击试验台的测试方法 |
| CN112798212A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-14 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆轴向冲击试验台及测试方法 |
| CN112880958A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-01 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚固体轴向抗冲击性能测试方法及试验台 |
| CN112903482A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-04 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 矿用支护材料冲击载荷测试的多功能试验台及测试方法 |
| CN113916691A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-01-11 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法 |
| CN114354114A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-15 | 中国矿业大学 | 一种可拆卸多功能落锤冲击试验装置 |
| CN114608972A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-10 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆托板力学性能测试装置及测试方法 |
| CN115326602A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-11 | 中国矿业大学(北京) | 锚固岩体动力性能监测与评价方法 |
| WO2023194917A1 (en) * | 2022-04-05 | 2023-10-12 | Fci Holdings Delaware, Inc. | Systems for dynamic testing of a ground support element |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621013A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-01 | 中国矿业大学(北京) | 动力学性能测试系统 |
| CN103134725A (zh) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种锚杆性能测试装置 |
| CN105606472A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-05-25 | 辽宁工程技术大学 | 一种锚杆冲击试验装置及其方法 |
| CN107084893A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-08-22 | 西安工业大学 | 一种节理岩体锚杆动载荷试验装置 |
| CN208125533U (zh) * | 2018-03-22 | 2018-11-20 | 东北大学 | 一种落锤式动力冲击试验机 |
-
2018
- 2018-03-22 CN CN201810239979.6A patent/CN108387461A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134725A (zh) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种锚杆性能测试装置 |
| CN102621013A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-01 | 中国矿业大学(北京) | 动力学性能测试系统 |
| CN105606472A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-05-25 | 辽宁工程技术大学 | 一种锚杆冲击试验装置及其方法 |
| CN107084893A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-08-22 | 西安工业大学 | 一种节理岩体锚杆动载荷试验装置 |
| CN208125533U (zh) * | 2018-03-22 | 2018-11-20 | 东北大学 | 一种落锤式动力冲击试验机 |
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109202369A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-15 | 西安理工大学 | 一种重力驱动的击打装置及其击打方法 |
| CN110000810B (zh) * | 2018-12-18 | 2023-12-22 | 浙江大学台州研究院 | 零重力机械手疲劳测试装置的使用方法 |
| CN110000810A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-07-12 | 浙江大学台州研究院 | 零重力机械手疲劳测试装置 |
| CN110095356A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-08-06 | 西安理工大学 | 一种冲击荷载作用下的动反力测量装置 |
| CN110108435A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-09 | 长安大学 | 一种基于冲击试验的熔断型挂钩装置及工作方法 |
| CN110593953A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-20 | 绍兴文理学院 | 模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置及方法 |
| CN110593953B (zh) * | 2019-09-06 | 2020-11-06 | 绍兴文理学院 | 模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置及方法 |
| CN110530740A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-03 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 冲击试验装置和锚杆冲击试验系统 |
| CN110553935A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-10 | 浙江科技学院 | 一种动态冲切切缝方法 |
| CN110658057A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-07 | 合肥工业大学 | 落锤冲击试验中圆形管件截面变形量的测量方法及其装置 |
| CN110987671A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 北京交通大学 | 用于在实验室砂箱土层内部施加冲击激励的装置 |
| CN111929181B (zh) * | 2020-07-24 | 2023-04-28 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种冲击碎岩机理试验装置 |
| CN111929181A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种冲击碎岩机理试验装置 |
| CN112098241A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 中国矿业大学(北京) | 颗粒物质破碎时的能耗测量系统及测算方法 |
| CN112067224A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-11 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 落锤冲击模式下锚杆全程动载响应特征的检测方法 |
| CN112540013A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-23 | 西华大学 | 一种用于杆状锚固组件的冲击试验装置 |
| CN112525466A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 金属网片动载试验方法及试验台 |
| WO2022165990A1 (zh) * | 2021-02-03 | 2022-08-11 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 矿用支护材料冲击载荷测试的多功能试验台及测试方法 |
| CN112880958A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-01 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚固体轴向抗冲击性能测试方法及试验台 |
| CN112903482A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-04 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 矿用支护材料冲击载荷测试的多功能试验台及测试方法 |
| CN112798212A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-14 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆轴向冲击试验台及测试方法 |
| CN112781979A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-11 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆侧向冲击试验台的测试方法 |
| CN112880958B (zh) * | 2021-02-03 | 2022-06-17 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚固体轴向抗冲击性能测试方法及试验台 |
| CN112798212B (zh) * | 2021-02-03 | 2022-06-17 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆轴向冲击试验台及测试方法 |
| CN113916691A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-01-11 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 托板与缓冲垫层组合结构动载测试方法 |
| CN114354114A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-15 | 中国矿业大学 | 一种可拆卸多功能落锤冲击试验装置 |
| CN114608972A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-10 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆托板力学性能测试装置及测试方法 |
| CN114608972B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-11-17 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 锚杆托板力学性能测试装置及测试方法 |
| WO2023194917A1 (en) * | 2022-04-05 | 2023-10-12 | Fci Holdings Delaware, Inc. | Systems for dynamic testing of a ground support element |
| CN115326602A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-11 | 中国矿业大学(北京) | 锚固岩体动力性能监测与评价方法 |
| CN115326602B (zh) * | 2022-10-14 | 2022-12-27 | 中国矿业大学(北京) | 锚固岩体动力性能监测与评价方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108387461A (zh) | 一种落锤式动力冲击试验机及试验方法 | |
| CN208125533U (zh) | 一种落锤式动力冲击试验机 | |
| CN102621013B (zh) | 动力学性能测试系统 | |
| CN110593953B (zh) | 模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置及方法 | |
| EP2833119B1 (en) | Dynamics performance testing system | |
| CN106769484B (zh) | 两向静态及冲击动态加载的巷道模型实验装置及实验方法 | |
| CN104697736A (zh) | 考虑支护-围岩相互作用的锚杆抗冲击测试系统及其应用方法 | |
| CN103471941B (zh) | 锚杆抗冲击性能模拟测试系统 | |
| CN204405454U (zh) | 冲击地压真三轴模拟试验装置 | |
| CN103076147A (zh) | 一种冲击试验装置 | |
| CN111238757B (zh) | 一种用于冲击地压工况下液压支架性能的综合试验系统及应用 | |
| CN204439319U (zh) | 考虑支护-围岩相互作用的锚杆抗冲击测试系统 | |
| CN201757714U (zh) | 地锚型静载试验装置 | |
| CN106769490B (zh) | 一种吸能防冲支护设备的性能检测装置 | |
| CN102937554B (zh) | 一种高应力岩石钻凿试验装置 | |
| CN115452620A (zh) | 一种多方位落锤式动载冲击试验方法 | |
| CN104215530A (zh) | 一种落锤式水平及竖向冲击试验装置 | |
| CN109269754B (zh) | 一种用于落石拦截系统中消能器动力试验的筒式导引定向冲击装置及试验方法 | |
| CN112924129A (zh) | 高位危岩体防护结构冲击响应多维度大型模拟试验设备 | |
| CN111504659A (zh) | 一种多功能机场道面单轮试验加载架 | |
| CN206945310U (zh) | 一种动压巷道稳定性三维相似模拟装置 | |
| CN116086753A (zh) | 锚杆支护系统吸能测试装置及吸能效果评价方法 | |
| CN205426695U (zh) | 一种锚杆冲击试验装置 | |
| CN217717347U (zh) | 一种锚杆冲击力学特性测试装置 | |
| CN205788818U (zh) | 消防模拟虚实步检测平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |