CN208270341U - 一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，其中底座的上表面并排固定安装有反力架、前支撑杆和后支撑杆；导向板的顶部表面设置有导向圈；推杆的下端连接有活塞；活塞的下端连接有加压头；第一支撑立板的上端通过第一轴承安装有驱动齿轮；第二支撑立板的上端通过第二轴承安装有导向齿轮；推杆的侧面上固定有齿条；齿条与驱动齿轮之间相齿合连接；前、后支撑杆分别通过前、后转动轴活动连接有前、后摆臂；链条依次绕过驱动齿轮、导向齿轮后与前摆臂的前端部相连接；悬挂孔通过绳子吊挂有砝码盘。本实用新型提供了一种试验配重简便、多级式载荷结构、试验加载稳定可靠、试验周期缩短且可避免载荷偏移的杠杆式煤岩长期蠕变试验装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及试验设备技术领域，具体涉及一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置。
背景技术
随着我国浅部煤炭资源的日益枯竭，煤炭资源开采逐步向深部转移，深部高地应力作用下煤岩体表现出强蠕变特性，导致巷道围岩易发生流变大变形破坏。因此，开展深部煤岩体长期蠕变试验研究，探究煤岩的蠕变破坏特性，对于认真深部巷道围岩流变失稳机理，改善深部巷道围岩稳定性控制效果具有重要的意义。
目前国内外学者对煤岩体蠕变特征进行了大量的室内试验研究，由于围岩流变的长期性和持久性，岩石蠕变试验一般耗时较长，常用的岩石伺服试验系统难以实现很长时间的保载，且对试验设备的损耗也较大。基于杠杆原理的蠕变试验装置可以很好的克服上述困难，得到了国内众多学生的关注和应用。
在现有技术中，“一种杠杆式蠕变试验机”公开了一种杠杆式蠕变试验机，主要用于开展试样的拉伸蠕变试验，可以保证对试样的长时间蠕变测试，但是由杠杆加载原理可知，采用杠杆加载时，随着试样变形的增大，杠杆加载点的下移会导致载荷偏移的现象，进而导致试验结果产生较大误差，上述实用新型专利没有克服这一点，且上述实用新型采用一级杠杆，对载荷的放大倍数有限。。
实用新型内容
本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供的一种试验配重简便、多级式载荷结构、试验加载稳定可靠、试验周期缩短且可避免载荷偏移的杠杆式煤岩长期蠕变试验装置。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
本实用新型的一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，包括底座、反力架、前支撑杆、后支撑杆、中空层、第一支撑立板、第二支撑立板、固定螺栓、导向板、导向圈、推杆、活塞缸、试验台、活塞、加压头、试件、驱动齿轮、导向齿轮、第一轴承、第二轴承、齿条、链条、前转动轴、前摆臂、后转动轴、后摆臂、悬挂孔、绳子、砝码盘和凸块，所述底座的上表面并排固定安装有反力架、前支撑杆和后支撑杆；所述反力架的下部为中空层；所述反力架的上表面固定有第一支撑立板和第二支撑立板；所述导向板通过固定螺栓连接在所述反力架的上部；所述导向板的顶部表面设置有导向圈；所述导向圈内安装有推杆；所述推杆的下端连接有活塞；所述反力架的内部设置有活塞缸；所述活塞滑动安装在所述活塞缸内；所述活塞的下端连接有加压头；所述活塞缸的正下方设置有试验台；所述试验台上放置有试件；所述第一支撑立板的上端通过第一轴承安装有驱动齿轮；所述第二支撑立板的上端通过第二轴承安装有导向齿轮；所述推杆的侧面上固定有齿条；所述齿条与所述驱动齿轮之间相齿合连接；所述前支撑杆通过前转动轴活动连接有前摆臂；所述后支撑杆的顶端通过后转动轴连接有后摆臂；所述链条依次绕过驱动齿轮、导向齿轮后与前摆臂的前端部相连接；所述后摆臂通过前端部表面设置的凸块与所述前摆臂的末端底部相撬动接触连接；所述后摆臂的末端设置有悬挂孔；所述悬挂孔通过绳子吊挂有砝码盘。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二支撑立板的高度大于所述第一支撑立板的高度，所述前支撑杆的高度大于所述后支撑杆的高度。
作为本实用新型的进一步改进，所述前支撑杆和后支撑杆的侧壁均设置有上弧形滑轨，所述前摆臂和后摆臂的下表面均设置有下弧形滑轨，所述上弧形滑轨的下表面与下弧形滑轨的上表面相互滑动接触。
作为本实用新型的进一步改进，所述导向齿轮的直径尺寸大于所述驱动齿轮的直径尺寸，且所述导向齿轮和驱动齿轮的齿距大小相同。
作为本实用新型的进一步改进，所述凸块为半圆球形支点。
由于上述技术方案的运用，本实用新型带来的有效效果：
(1)本技术方案通过采用在底座上设置反力架和前、后支撑杆，并在前后支撑杆上分别设置了前后摆臂，前摆臂的末端与后摆臂的前端相衔接，这样就可以实现通过具有高度差的两个齿轮并经过链条进行传动，然后通过推杆上的齿条实现对推杆及活塞的施加恒定压力，压力的大小则通过末端砝码盘上添加砝码重量进行调节，具有巧妙运用杠杆原理产生恒定施加力，压力施加稳定且调节简便的有益技术效果；
(2)本技术方案还通过采用导向板，在导向板上设置导向圈，并在反力架上设置活塞缸及活塞，这样可以实现对安装其中的推杆进行定向，具有导向稳定可靠、避免加压时偏移误差、提高试验结果准确性的有益技术效果；
(3)本技术方案还采用在支撑杆和摆臂上通过设置相互匹配滑动连接的上弧形滑轨和下弧形滑轨，具有可以防止前后摆臂在试验加压时发生偏移、保证前后支撑杆的稳定的有益技术效果；
(4)本技术方案是通过杠杆和齿轮的配合，一方面实现对砝码载荷的多级放大，提高了载荷的放大倍数，另一方面杠杆与齿轮之间的链条软连接克服了直接采用杠杆加载时的载荷偏移问题，本实用新型思路清晰，可操作性强，为煤岩长期蠕变特性的研究提供了重要的试验装置，具有重要的理论研究意义。
附图说明
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明。
附图1为本实用新型的整体结构示意图。
图中：底座1、反力架2、前支撑杆3、后支撑杆4、中空层5、第一支撑立板6、第二支撑立板7、固定螺栓8、导向板9、导向圈 10、推杆11、活塞缸12、试验台13、活塞14、加压头15、试件16、驱动齿轮17、导向齿轮18、第一轴承19、第二轴承20、齿条21、链条22、前转动轴23、前摆臂24、后转动轴25、后摆臂26、悬挂孔27、绳子28、砝码盘29、凸块30。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，包括底座1、反力架2、前支撑杆3、后支撑杆4、中空层5、第一支撑立板6、第二支撑立板7、固定螺栓8、导向板9、导向圈10、推杆11、活塞缸12、试验台13、活塞14、加压头15、试件16、驱动齿轮17、导向齿轮18、第一轴承19、第二轴承20、齿条21、链条22、前转动轴23、前摆臂24、后转动轴25、后摆臂26、悬挂孔27、绳子28、砝码盘29和凸块30，所述底座1的上表面并排固定安装有反力架2、前支撑杆3和后支撑杆4；所述反力架2的下部为中空层5；所述反力架2的上表面固定有第一支撑立板6和第二支撑立板7；所述导向板9通过固定螺栓8连接在所述反力架2 的上部；所述导向板9的顶部表面设置有导向圈10；所述导向圈 10内安装有推杆11；所述推杆11的下端连接有活塞14；所述反力架的内部设置有活塞缸12；所述活塞14滑动安装在所述活塞缸12内；所述活塞14的下端连接有加压头15；所述活塞缸12的正下方设置有试验台13；所述试验台13上放置有试件16；所述第一支撑立板6的上端通过第一轴承19安装有驱动齿轮17；所述第二支撑立板7的上端通过第二轴承20安装有导向齿轮18；所述推杆11 的侧面上固定有齿条21；所述齿条21与所述驱动齿轮17之间相齿合连接。
所述前支撑杆3通过前转动轴23活动连接有前摆臂24；所述后支撑杆4的顶端通过后转动轴25连接有后摆臂26；所述链条22 依次绕过驱动齿轮17、导向齿轮18后与前摆臂24的前端部相连接；所述后摆臂26通过前端部表面设置的凸块30与所述前摆臂24的末端底部相撬动接触连接；所述后摆臂26的末端设置有悬挂孔27；所述悬挂孔27通过绳子吊挂有砝码盘29。
所述第二支撑立板7的高度大于所述第一支撑立板6的高度，所述前支撑杆3的高度大于所述后支撑杆4的高度。
所述前支撑杆3和后支撑杆4的侧壁均设置有上弧形滑轨31，所述前摆臂24和后摆臂26的下表面均设置有下弧形滑轨32，所述上弧形滑轨31的下表面与下弧形滑轨32的上表面相互滑动接触。
所述导向齿轮18的直径尺寸大于所述驱动齿轮17的直径尺寸，且所述导向齿轮18和驱动齿轮17的齿距大小相同。
所述凸块30为半圆球形支点。
以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制；凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，其特征在于：包括底座(1)、反力架(2)、前支撑杆(3)、后支撑杆(4)、中空层(5)、第一支撑立板(6)、第二支撑立板(7)、固定螺栓(8)、导向板(9)、导向圈(10)、推杆(11)、活塞缸(12)、试验台(13)、活塞(14)、加压头(15)、试件(16)、驱动齿轮(17)、导向齿轮(18)、第一轴承(19)、第二轴承(20)、齿条(21)、链条(22)、前转动轴(23)、前摆臂(24)、后转动轴(25)、后摆臂(26)、悬挂孔(27)、绳子(28)、砝码盘(29)和凸块(30)，所述底座(1)的上表面并排固定安装有反力架(2)、前支撑杆(3)和后支撑杆(4)；所述反力架(2)的下部为中空层(5)；所述反力架(2)的上表面固定有第一支撑立板(6)和第二支撑立板(7)；所述导向板(9)通过固定螺栓(8)连接在所述反力架(2)的上部；所述导向板(9)的顶部表面设置有导向圈(10)；所述导向圈(10)内安装有推杆(11)；所述推杆(11)的下端连接有活塞(14)；所述反力架的内部设置有活塞缸(12)；所述活塞(14)滑动安装在所述活塞缸(12)内；所述活塞(14)的下端连接有加压头(15)；所述活塞缸(12)的正下方设置有试验台(13)；所述试验台(13)上放置有试件(16)；所述第一支撑立板(6)的上端通过第一轴承(19)安装有驱动齿轮(17)；所述第二支撑立板(7)的上端通过第二轴承(20)安装有导向齿轮(18)；所述推杆(11)的侧面上固定有齿条(21)；所述齿条(21)与所述驱动齿轮(17)之间相齿合连接；所述前支撑杆(3)通过前转动轴(23)活动连接有前摆臂(24)；所述后支撑杆(4)的顶端通过后转动轴(25)连接有后摆臂(26)；所述链条(22)依次绕过驱动齿轮(17)、导向齿轮(18)后与前摆臂(24)的前端部相连接；所述后摆臂(26)通过前端部表面设置的凸块(30)与所述前摆臂(24)的末端底部相撬动接触连接；所述后摆臂(26)的末端设置有悬挂孔(27)；所述悬挂孔(27)通过绳子吊挂有砝码盘(29)。
2.根据权利要求1所述的一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，其特征在于：所述第二支撑立板(7)的高度大于所述第一支撑立板(6)的高度，所述前支撑杆(3)的高度大于所述后支撑杆(4)的高度。
3.根据权利要求1所述的一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，其特征在于：所述前支撑杆(3)和后支撑杆(4)的侧壁均设置有上弧形滑轨(31)，所述前摆臂(24)和后摆臂(26)的下表面均设置有下弧形滑轨(32)，所述上弧形滑轨(31)的下表面与下弧形滑轨(32)的上表面相互滑动接触。
4.根据权利要求1所述的一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，其特征在于：所述导向齿轮(18)的直径尺寸大于所述驱动齿轮(17)
的直径尺寸，且所述导向齿轮(18)和驱动齿轮(17)的齿距大小相同。
5.根据权利要求1所述的一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置，其特征在于：所述凸块(30)为半圆球形支点。
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