CN206270177U - 一种岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置属于岩体力学试验设备技术领域，公开了一种岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，包括：下压头、上压头、传力轴组、动力构件、扭矩传感器以及扭矩控制器；所述上压头通过所述传力轴组与所述动力构件相连，用于获得扭矩；所述扭矩传感器设置在所述传力轴组上，用于检测作用在所述上压头上的扭矩；所述扭矩传感器与所述扭矩控制器相连，所述扭矩控制器与所述动力构件相连，用于动力构件的扭矩输出控制；其中，所述上压头和所述下压头上设置与岩石空心圆柱试样匹配固定的接头；所述下压头底部设置用于与扭剪仪固定连接的固定结构。本实用新型能够提供一种岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，达到了提升扭矩施加控制精度的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩体力学试验设备技术领域，特别涉及一种岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置。
背景技术
随着工程建设的复杂程度不断加大，为了更好地了解现场岩体的力学性质，需要对岩石进行室内力学试验研究以获取复杂应力作用下岩石的强度、变形和破坏形态。避免因岩石的变形破坏造成重大的工程事故。
目前，依据空心圆柱形试样的受力特点，已开发出空心圆柱扭剪仪，可以实现应力主轴旋转等复杂的应力路径。
但是，在使用过程中，由于作用在岩样上的力一般都是由油缸的油压反算得到，由于施加荷载的过程中，由于力臂和传力轴不垂直，活动连接结构本身的晃动缝隙等因素，导致传递的扭矩损失，造成误差，以及结构间的摩擦的误差使得反算得到的作用在岩样上的力不准确。
实用新型内容
本实用新型提供一种岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置，解决现有技术中施加扭矩过程中，传导结构的摩擦，缝隙，晃动等结构性因素导致的输出力矩误差的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，包括：下压头、上压头、传力轴组、动力构件、扭矩传感器以及扭矩控制器；
所述上压头通过所述传力轴组与所述动力构件相连，用于获得扭矩；
所述扭矩传感器设置在所述传力轴组上，用于检测作用在所述上压头上的扭矩；
所述扭矩传感器与所述扭矩控制器相连，所述扭矩控制器与所述动力构件相连，用于动力构件的扭矩输出控制；
其中，所述上压头和所述下压头上设置与岩石空心圆柱试样匹配固定的接头；所述下压头底部设置用于与扭剪仪固定连接的固定结构。
进一步地，所述上压头和所述下压头上设置的所述接头为：可嵌于所述岩石空心圆柱内腔的圆形凸台。
进一步地，所述上压头和所述下压头上设置强力粘连结构，用于将所述上压头和所述下压头与所述岩石空心圆柱试样粘在一起。
进一步地，传力轴组包括：第一传力轴、第二传力轴以及联轴器；
所述第一传力轴的底端与所述上压头固定相连；
所述第一传力轴的上部通过联轴器与所述第二传力轴的底部相连；
所述第二传力轴的上部与所述动力构件传动相连；
所述扭矩传感器设置在所述联轴器上。
进一步地，所述第一传力轴底端与所述上压头上分别设置匹配的卡槽和凸头结构，所述凸头嵌于所述卡槽中，实现所述第一传力轴与所述上压头的连接。
进一步地，所述动力构件包括：丝扣法兰、传动杆以及动力油缸；
所述丝扣法兰固定在所述第二传力轴上，并通过所述传动杆与所述动力油缸活塞杆相连；
所述动力油缸主体固定在所述扭剪仪上。
进一步地，所述传动杆与所述活塞杆连接一侧设置轴孔以及枢转轴；
所述枢转轴嵌于所述轴孔内，且所述枢转轴与所述活塞杆枢转连接。
进一步地，所述动力构件还包括：固定基座；
所述固定基座与所述动力油缸的尾部枢转连接；
所述固定基座设置用于连接在所述扭剪仪的固定结构。
一种岩石空心圆柱扭剪仪，包括：上述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置及扭剪仪主体；
所述下压头固定在所述扭剪仪主体上，所述动力构件固定在所述扭剪仪主体上。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置，通过设置在与试样直接接触，且处于相对静止的传力轴组上的扭矩传感器实时监测终端扭矩，并通过扭矩控制器与动力构件，油缸，建立反馈控制连接；实时修正油缸的输出动力，从而使得终端作用在试样上的扭矩能够达到实验条件所要求的值，保证实验的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置结构示意图；
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置，解决现有技术中施加扭矩过程中，传导结构的摩擦，缝隙，晃动等结构性因素导致的输出力矩误差的技术问题；达到了提升扭矩输出精度，试验可靠性的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1和图2，一种岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，包括：下压头1、上压头4、传力轴组(6、7)、动力构件(9、10、11、12)、扭矩传感器8以及扭矩控制器。
所述上压头4通过所述传力轴组与所述动力构件相连，用于获得扭矩；所述扭矩传感器8设置在所述传力轴组上，用于检测作用在所述上压头4上的扭矩；从而检测终端作用在试样上的扭矩。
所述扭矩传感器8与所述扭矩控制器相连，所述扭矩控制器与所述动力构件相连，用于动力构件的扭矩输出控制；建立反馈控制连接，通过终端检测到的作用在试样上的扭矩，反馈控制油缸的动力输出，使得最终作用在试样上的扭矩符合试验要求，保证试验的可靠性和精度。
其中，所述上压头4和所述下压头1上设置与岩石空心圆柱试样3匹配固定的接头；所述下压头底部设置用于与扭剪仪固定连接的固定结构。
具体来说，所述上压头4和所述下压头1上设置的所述接头为：可嵌于所述岩石空心圆柱内腔的圆形凸台；空心圆柱试样3两端头套接在所述凸头上。
进一步地，所述上压头4和所述下压头1上设置强力粘连结构2，用于将所述上压头4和所述下压头1与所述岩石空心圆柱试样3粘在一起。
传力轴组包括：第一传力轴6、第二传力轴以及联轴器7；
所述第一传力轴6的底端与所述上压头4固定相连；
所述第一传力轴6的上部通过联轴器7与所述第二传力轴的底部相连；
所述第二传力轴的上部与所述动力构件传动相连；
所述扭矩传感器8设置在所述联轴器7上，实时监测扭矩。
进一步地，所述第一传力轴6底端与所述上压头4上分别设置匹配的卡槽和凸头结构5，所述凸头嵌于所述卡槽中，实现所述第一传力轴6与所述上压头4的连接。
进一步地，所述动力构件包括：丝扣法兰9、传动杆14以及动力油缸10。
所述丝扣法兰9固定在所述第二传力轴上，并通过所述传动杆14与所述动力油缸10活塞杆相连；从而动力油缸10的输出动力经由传动杆14作用在所述丝扣法兰9上，经过法兰结构转换成扭矩作用在所述第二传力轴上。
所述动力油缸主体设置有用于固定在所述扭剪仪上的固定结构。
进一步地，所述传动杆14与所述活塞杆连接一侧设置轴孔以及枢转轴11；所述枢转轴嵌于所述轴孔内，且所述枢转轴与所述活塞杆枢转连接。从而使得传动杆14的连接更为灵活，避免内部应力抵消油缸的输出动力。
进一步地，所述动力构件还包括：固定基座12；
所述固定基座12与所述动力油缸10的尾部枢转连接；所述固定基座13设置用于连接在所述扭剪仪的固定结构13。从而使得动力油缸10能够相对于基座转动以抵消应力作用。
一种岩石空心圆柱扭剪仪，包括：上述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置及扭剪仪主体；
所述下压头固定在所述扭剪仪主体上，所述动力构件固定在所述扭剪仪主体上。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置，通过设置在与试样直接接触，且处于相对静止的传力轴组上的扭矩传感器实时监测终端扭矩，并通过扭矩控制器与动力构件，油缸，建立反馈控制连接；实时修正油缸的输出动力，从而使得终端作用在试样上的扭矩能够达到实验条件所要求的值，保证实验的可靠性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于，包括：下压头、上压头、传力轴组、动力构件、扭矩传感器以及扭矩控制器；
所述上压头通过所述传力轴组与所述动力构件相连，用于获得扭矩；
所述扭矩传感器设置在所述传力轴组上，用于检测作用在所述上压头上的扭矩；
所述扭矩传感器与所述扭矩控制器相连，所述扭矩控制器与所述动力构件相连，用于动力构件的扭矩输出控制；
其中，所述上压头和所述下压头上设置与岩石空心圆柱试样匹配固定的接头；所述下压头底部设置用于与扭剪仪固定连接的固定结构。
2.如权利要求1所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于，所述上压头和所述下压头上设置的所述接头为：可嵌于所述岩石空心圆柱内腔的圆形凸台。
3.如权利要求2所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于：所述上压头和所述下压头上设置强力粘连结构，用于将所述上压头和所述下压头与所述岩石空心圆柱试样粘在一起。
4.如权利要求1所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于，传力轴组包括：第一传力轴、第二传力轴以及联轴器；
所述第一传力轴的底端与所述上压头固定相连；
所述第一传力轴的上部通过联轴器与所述第二传力轴的底部相连；
所述第二传力轴的上部与所述动力构件传动相连；
所述扭矩传感器设置在所述联轴器上。
5.如权利要求4所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于：所述第一传力轴底端与所述上压头上分别设置匹配的卡槽和凸头结构，所述凸头嵌于所述卡槽中，实现所述第一传力轴与所述上压头的连接。
6.如权利要求4所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于，所述动力构件包括：丝扣法兰、传动杆以及动力油缸；
所述丝扣法兰固定在所述第二传力轴上，并通过所述传动杆与所述动力油缸活塞杆相连；
所述动力油缸主体设置有用于固定在所述扭剪仪上的固定结构。
7.如权利要求6所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于：所述传动杆与所述活塞杆连接一侧设置轴孔以及枢转轴；
所述枢转轴嵌于所述轴孔内，且所述枢转轴与所述活塞杆枢转连接。
8.如权利要求7所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置，其特征在于，所述动力构件还包括：固定基座；
所述固定基座与所述动力油缸的尾部枢转连接；
所述固定基座设置用于连接在所述扭剪仪的固定结构。
9.一种岩石空心圆柱扭剪仪，其特征在于，包括：如权利要求1～8任一项所述的岩石空心圆柱扭剪仪扭矩施加装置及扭剪仪主体；
所述下压头固定在所述扭剪仪主体上，所述动力构件固定在所述扭剪仪主体上。
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- 2016-11-14 CN CN201621231019.8U patent/CN206270177U/zh not_active Expired - Fee Related
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