CN109781484A - 一种预制节理试件的可调式模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩试验的类岩石试件模具，具体的说是一种预制节理试件的可调式模具，包括两个模框，两个模框均成U型且能够扣合形成一个方形管，方形管内腔用于注入石膏和水的搅拌物，在其中一个模框两侧分别固定连接一个螺母，在另一个模框两侧分别固定连接一个套环，套环内穿插有螺栓，螺栓端头螺纹连接在螺母上；模框顶部和底部分别设有一个用于封闭方形管的盖板；在两个模框中部均设置圆形安装孔，安装孔内通过轴承转动安装台阶柱，台阶柱中部设置贯穿的长方形槽，相对的两个长方形槽内对穿一个矩形挡片。本发明通过转动台阶柱，使得预制的试件内的形成的矩形腔的倾斜角度可调，以实现预制试件中不同节理倾角的需求。

Description

一种预制节理试件的可调式模具

技术领域

本发明涉及压缩试验的类岩石试件模具，具体的说是一种预制节理试件的可调式模具。

背景技术

节理，也称为裂隙，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。节理是很常见的一种构造地质现象，就是我们在岩石露头上所见的裂缝，或称岩石的裂缝。

在岩石力学领域，裂隙岩石是矿山、水利、石油、核废料存储等各种岩石工程中经常遇到的一种复杂介质。考虑到在真实岩石材料中预制断续裂隙较为困难，因此通过配制岩石类脆性相似模型材料，在模型材料的基础上预制断续裂隙成为探讨断续裂隙岩石脆性材料强度变形破坏和裂纹扩展特征的重要手段。

对预制断续节理岩样开展研究，需要模具，现有的模具在预制多种节理倾角时，往往每一种倾角需要这个模具，这就造成模具管理不便并造成实验者使用不便。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种预制节理试件的可调式模具，能够解决现有预制模具制造的节理裂隙倾角不能调节的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种预制节理试件的可调式模具，包括两个模框，两个模框均成U型且能够扣合形成一个方形管，方形管内腔用于注入石膏和水的搅拌物，在其中一个模框两侧分别固定连接一个螺母，在另一个模框两侧分别固定连接一个套环，套环内穿插有螺栓，所述螺栓端头螺纹连接在螺母上，用于将两个模框紧固在一起；所述模框顶部和底部分别设有一个用于封闭方形管的盖板；

在两个模框中部均设置圆形安装孔，安装孔内通过轴承转动安装台阶柱，台阶柱中部设置贯穿的长方形槽，相对的两个长方形槽用于对穿一个矩形挡片，待模具内石膏尚未完全固化前，拔出矩形挡片，形成中部含有矩形腔的试件，即含预制节理的试件；每个台阶柱均通过一个转动件驱动转动。通过转动台阶柱，使得预制的试件内的形成的矩形腔的倾斜角度可控，以实现预制试件中不同节理倾角的需求。

优选地，所述转动件包括齿条，在每个台阶柱的圆台外圈固定连接驱动齿轮，所述驱动齿轮与齿条相啮合，在模框安装台阶柱的一侧固定安装支架，所述支架的中部设置方形滑孔，齿条穿过方形滑孔并与支架滑动连接；所述齿条一端固定连接支撑弹簧的一端，所述支撑弹簧的另一端固定连接在支撑板一侧，所述支撑板固定安装在模框安装台阶柱的一侧；所述齿条另一端设有分度装置，所述分度装置用于控制齿条位移量，齿条位移量对应台阶柱的转动角度，以实现预制试件中不同节理倾角的需求。

优选地，所述分度装置包括挡板，齿条另一端与挡板一侧固定连接，挡板另一侧固定连接拉环，两个模框安装台阶柱的一侧均间隔依次固定安装第一气缸、第二气缸，第一气缸、第二气缸的伸缩杆伸出并能够挡住挡板以限制齿条移动，所述第一气缸、第二气缸通过供气装置控制供气。在向远离支撑板的方向拉动齿条移动，使得支撑弹簧受拉并通过第一气缸、第二气缸相应的伸出和收缩，使得挡板卡在对应的第一气缸或第二气缸的伸出杆，实现齿条的定位，并对应到台阶柱的角度变化，方便快速调节。

优选地，在两个模框相互接触的两个侧边板上均设置一个供气装置，两个供气装置对称设置，每个供气装置均包括一个梯形压板，在侧边板上设置水平的燕尾槽，所述梯形压板朝向侧边板的一侧固定连接燕尾滑块，所述燕尾滑块滑动配合在所述燕尾槽内，在燕尾槽下方设置固定安装在侧边板上的托板，所述托板上间隔依次固定连接第一气囊、第二气囊，第一气囊通过一个气管连通一个第一气缸的进气管，第二气囊通过一个气管连通一个第二气缸的进气管，所述梯形压板的斜面朝向托板且通过推动件沿燕尾槽滑动，梯形压板滑动并依次压缩第一气囊、第二气囊，将相应的第一气囊内气体压缩至第一气缸内，以使得第一气缸的伸缩杆缩回，在第一气缸的伸缩杆缩回后，齿条在支撑弹簧的拉力作用下移动并被第二气缸的伸缩杆挡住，通过相应气缸的控制，使得台阶柱能够正转或反转，从而适应模具的多样性使用要求，通过一一对应的关系，实现台阶柱角度的调节，上述气缸与气囊不限于两对，可根据需求设置多对。

优选地，推动件包括固定安装在梯形压板上侧的立板，所述立板中部设置贯穿的螺纹孔，所述螺纹孔内穿入与其螺纹连接的螺杆，所述螺杆一端与横板转动连接，所述横板固定安装在燕尾槽上方的侧边板外侧。

优选地，两个螺杆上的螺纹旋向相反，在其中一个螺杆朝向另一螺杆的端头设置一字型槽，在另一个螺杆朝向该螺杆的端头固定连接一字型板，在两个模框扣合后，一字型板能够配合插接在一字型槽内，在其中一个螺杆朝外的一端固定连接一手轮。通过转动手轮，使得两个螺杆同步旋转，相应的同时压缩到第一气囊并反馈到第一气缸，使得相对的两个模框上的台阶柱同步旋转，实现一致性，便于矩形挡片的插入。

本发明的有益效果如下：

本发明通过转动手轮，螺杆旋转并使得梯形压板滑动并依次压缩第一气囊、第二气囊，将相应的第一气囊内气体压缩至第一气缸内，以使得第一气缸的伸缩杆缩回，在第一气缸的伸缩杆缩回后，齿条在支撑弹簧的拉力作用下移动并被第二气缸的伸缩杆挡住，通过相应气缸的控制，使得台阶柱能够正转或反转，从而适应模具的多样性使用要求，通过一一对应的控制关系，实现台阶柱角度的逐级调节。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是图1中B-B剖视图；

图4是图1中E处局部放大图；

图5是本发明中供气装置的结构示意图；

图6是图5中F处局部放大图；

图7是本发明供气装置与分度装置对应关系图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图7所示，本发明所述的一种预制节理试件的可调式模具，包括两个模框1，两个模框1均成U型且能够扣合形成一个方形管，方形管内腔用于注入石膏和水的搅拌物，在其中一个模框1两侧分别固定连接一个螺母12，在另一个模框1两侧分别固定连接一个套环13，套环13内穿插有螺栓14，所述螺栓14端头螺纹连接在螺母12上，用于将两个模框1紧固在一起；所述模框1顶部和底部分别设有一个用于封闭方形管的盖板11；

在两个模框1中部均设置圆形安装孔，安装孔内通过轴承转动安装台阶柱16，台阶柱16中部设置贯穿的长方形槽15，相对的两个长方形槽15用于对穿一个矩形挡片，待模具内石膏尚未完全固化前，拔出矩形挡片，形成中部含有矩形腔的试件，即含预制节理的试件；每个台阶柱16均通过一个转动件驱动转动。通过转动台阶柱16，使得预制的试件内的形成的矩形腔的倾斜角度可控，以实现预制试件中不同节理倾角的需求。

作为本发明的一种实施方式，所述转动件包括齿条21，在每个台阶柱16的圆台外圈固定连接驱动齿轮22，所述驱动齿轮22与齿条21相啮合，在模框1安装台阶柱16的一侧固定安装支架23，所述支架23的中部设置方形滑孔，齿条21穿过方形滑孔并与支架23滑动连接；所述齿条21一端固定连接支撑弹簧24的一端，所述支撑弹簧24的另一端固定连接在支撑板25一侧，所述支撑板25固定安装在模框1安装台阶柱16的一侧；所述齿条21另一端设有分度装置，所述分度装置用于控制齿条21位移量，齿条21位移量对应台阶柱16的转动角度，以实现预制试件中不同节理倾角的需求。

作为本发明的一种实施方式，所述分度装置包括挡板31，齿条21另一端与挡板31一侧固定连接，挡板31另一侧固定连接拉环6，两个模框1安装台阶柱16的一侧均间隔依次固定安装第一气缸32、第二气缸33，第一气缸32、第二气缸33的伸缩杆伸出并能够挡住挡板31以限制齿条21移动，所述第一气缸32、第二气缸33通过供气装置控制供气。在向远离支撑板25的方向拉动齿条21移动，使得支撑弹簧24受拉并通过第一气缸32、第二气缸33相应的伸出和收缩，使得挡板31卡在对应的第一气缸32或第二气缸33的伸出杆，实现齿条21的定位，并对应到台阶柱16的角度变化，方便快速调节。

作为本发明的一种实施方式，在两个模框1相互接触的两个侧边板111上均设置一个供气装置，两个供气装置对称设置，每个供气装置均包括一个梯形压板41，在侧边板111上设置水平的燕尾槽45，所述梯形压板41朝向侧边板111的一侧固定连接燕尾滑块，所述燕尾滑块滑动配合在所述燕尾槽45内，在燕尾槽45下方设置固定安装在侧边板111上的托板46，所述托板46上间隔依次固定连接第一气囊42、第二气囊43，第一气囊42通过一个气管连通一个第一气缸32的进气管，第二气囊43通过一个气管连通一个第二气缸33的进气管，所述梯形压板41的斜面朝向托板46且通过推动件沿燕尾槽45滑动，梯形压板41滑动并依次压缩第一气囊42、第二气囊43，将相应的第一气囊42内气体压缩至第一气缸32内，以使得第一气缸32的伸缩杆缩回，在第一气缸32的伸缩杆缩回后，齿条21在支撑弹簧24的拉力作用下移动并被第二气缸33的伸缩杆挡住，通过相应气缸的控制，使得台阶柱16能够正转或反转，从而适应模具的多样性使用要求，通过一一对应的关系，实现台阶柱16角度的调节，上述气缸与气囊不限于两对，可根据需求设置多对。

作为本发明的一种实施方式，推动件包括固定安装在梯形压板41上侧的立板51，所述立板51中部设置贯穿的螺纹孔，所述螺纹孔内穿入与其螺纹连接的螺杆52，所述螺杆52一端与横板53转动连接，所述横板53固定安装在燕尾槽45上方的侧边板111外侧。

作为本发明的一种实施方式，两个螺杆52上的螺纹旋向相反，在其中一个螺杆52朝向另一螺杆52的端头设置一字型槽，在另一个螺杆52朝向该螺杆52的端头固定连接一字型板521，在两个模框1扣合后，一字型板521能够配合插接在一字型槽内，在其中一个螺杆52朝外的一端固定连接一手轮54。通过转动手轮54，使得两个螺杆52同步旋转，相应的同时压缩到第一气囊42并反馈到第一气缸32，使得相对的两个模框1上的台阶柱16同步旋转，实现一致性，便于矩形挡片的插入。

本发明的工作原理如下：

首先将两个模框1组合，将螺栓14穿过套环13并拧到螺母12上，用一个盖板11封住下端，在将石膏和水的搅拌物装填并充分振捣，在矩形挡片上涂抹少许黄油，并将矩形挡片对穿插入长方形槽15内后，用另外一个盖板11封住上端，在试件尚未完全固化前，拔出矩形挡片，进行拆模，以完成试件的制作；

为了获得不同节理倾角的需求，在空模时，通过转动手轮54，螺杆52旋转并使得梯形压板41滑动并依次压缩第一气囊42、第二气囊43，将相应的第一气囊42内气体压缩至第一气缸32内，以使得第一气缸32的伸缩杆缩回，在第一气缸32的伸缩杆缩回后，齿条21在支撑弹簧24的拉力作用下移动并被第二气缸33的伸缩杆挡住，通过相应气缸的控制，使得台阶柱16能够正转或反转，从而适应模具的多样性使用要求，通过一一对应的控制关系，实现台阶柱16角度的逐级调节；

进一步，两个螺杆52对接并同步旋转，使得相对的两个模框1上的台阶柱16同步旋转，实现一致性，便于矩形挡片的插入。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (7)

1.一种预制节理试件的可调式模具，其特征在于，包括两个模框（1），两个模框（1）均成U型且能够扣合形成一个方形管，在其中一个模框（1）两侧分别固定连接一个螺母（12），在另一个模框（1）两侧分别固定连接一个套环（13），套环（13）内穿插有螺栓（14），所述螺栓（14）端头螺纹连接在螺母（12）上，用于将两个模框（1）紧固在一起；所述模框（1）顶部和底部分别设有一个用于封闭方形管的盖板（11）；

在两个模框（1）中部均设置圆形安装孔，安装孔内通过轴承转动安装台阶柱（16），台阶柱（16）中部设置贯穿的长方形槽（15），相对的两个长方形槽（15）用于对穿一个矩形挡片；每个台阶柱（16）均通过一个转动件驱动转动。

2.根据权利要求1所述的一种预制节理试件的可调式模具，其特征在于：所述转动件包括齿条（21），在每个台阶柱（16）的圆台外圈固定连接驱动齿轮（22），所述驱动齿轮（22）与齿条（21）相啮合，在模框（1）安装台阶柱（16）的一侧固定安装支架（23），所述支架（23）的中部设置方形滑孔，齿条（21）穿过方形滑孔并与支架（23）滑动连接；所述齿条（21）一端固定连接支撑弹簧（24）的一端，所述支撑弹簧（24）的另一端固定连接在支撑板（25）一侧，所述支撑板（25）固定安装在模框（1）安装台阶柱（16）的一侧；所述齿条（21）另一端设有分度装置，所述分度装置用于控制齿条（21）位移量。

3.根据权利要求2所述的一种预制节理试件的可调式模具，其特征在于：所述分度装置包括挡板（31），齿条（21）另一端与挡板（31）一侧固定连接，挡板（31）另一侧固定连接拉环（6），两个模框（1）安装台阶柱（16）的一侧均间隔依次固定安装第一气缸（32）、第二气缸（33），第一气缸（32）、第二气缸（33）的伸缩杆伸出并能够挡住挡板（31）以限制齿条（21）移动，所述第一气缸（32）、第二气缸（33）通过供气装置控制供气。

4.根据权利要求3所述的一种预制节理试件的可调式模具，其特征在于：在两个模框（1）相互接触的两个侧边板（111）上均设置一个供气装置，两个供气装置对称设置，每个供气装置均包括一个梯形压板（41），在侧边板（111）上设置水平的燕尾槽（45），所述梯形压板（41）朝向侧边板（111）的一侧固定连接燕尾滑块，所述燕尾滑块滑动配合在所述燕尾槽（45）内，在燕尾槽（45）下方设置固定安装在侧边板（111）上的托板（46），所述托板（46）上间隔依次固定连接第一气囊（42）、第二气囊（43），第一气囊（42）通过一个气管连通一个第一气缸（32）的进气管，第二气囊（43）通过一个气管连通一个第二气缸（33）的进气管，所述梯形压板（41）的斜面朝向托板（46）且通过推动件沿燕尾槽（45）滑动，梯形压板（41）滑动并依次压缩第一气囊（42）、第二气囊（43）。

5.根据权利要求4所述的一种预制节理试件的可调式模具，其特征在于：推动件包括固定安装在梯形压板（41）上侧的立板（51），所述立板（51）中部设置贯穿的螺纹孔，所述螺纹孔内穿入与其螺纹连接的螺杆（52），所述螺杆（52）一端与横板（53）转动连接，所述横板（53）固定安装在燕尾槽（45）上方的侧边板（111）外侧。

6.根据权利要求5所述的一种预制节理试件的可调式模具，其特征在于：两个螺杆（52）上的螺纹旋向相反，在其中一个螺杆（52）朝向另一螺杆（52）的端头设置一字型槽，在另一个螺杆（52）朝向该螺杆（52）的端头固定连接一字型板（521），在两个模框（1）扣合后，一字型板（521）能够配合插接在一字型槽内。

7.根据权利要求6所述的一种预制节理试件的可调式模具，其特征在于：在其中一个螺杆（52）朝外的一端固定连接一手轮（54）。