CN209117465U - 一种岩石力学疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岩石力学疲劳试验装置，包括底座、保温仓、试验盒、固定板和支撑板，所述底座顶部的一端安装有保温仓，且底座顶部的另一端安装有控制箱，所述保温仓两端的底座上皆安装有竖板，且竖板的顶部安装有支撑板，所述竖板的中间位置处设置有通孔，所述竖板靠近保温仓一端的顶部皆安装有滑轨。本实用新型安装有压力传感器、伺服电机和单片机，压力传感器能对冲压板的冲压压力进行监测，并将监测到的信息传递给单片机，通过单片机控制机伺服电机带动转轴顺时针旋转和逆时针旋转，不仅能实现对岩石的自动冲压，提高装置的自动化程度，还能使装置对岩石的冲压压力保持恒定。

Description

一种岩石力学疲劳试验装置

技术领域

本实用新型涉及疲劳试验设备技术领域，具体为一种岩石力学疲劳试验装置。

背景技术

岩石力学是一门研究岩石在外界因素(如荷载、水流、温度变化等)作用下的应力、应变、破坏、稳定性及加固的学科，又称岩体力学，是力学的一个分支，研究目的在于解决水利、土木工程等建设中的岩石工程问题，疲劳试验装置是用于对岩石疲劳度试验的设备，可用于研究岩石在各种应力状态下的变形、破坏的规律，现有的岩石力学疲劳试验装置在对岩石施加压力的过程中，需要使用者手动控制装置反复冲压岩石，不仅使得装置冲压的压力不能保持恒定，装置的自动化程度也较低，使用较为不便，同时，现有的岩石力学疲劳试验装置不能自动试验温度进行调节，不能保证试验环境的温度恒定，从而会影响疲劳试验的结果，因此，本实用提供一种岩石力学疲劳试验装置用以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种岩石力学疲劳试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种岩石力学疲劳试验装置，包括底座、保温仓、试验盒、固定板和支撑板，所述底座顶部的一端安装有保温仓，且底座顶部的另一端安装有控制箱，所述保温仓两端的底座上皆安装有竖板，且竖板的顶部安装有支撑板，所述竖板的中间位置处设置有通孔，所述竖板靠近保温仓一端的顶部皆安装有滑轨，所述滑轨通过滑块安装有固定板，所述固定板顶部的中间位置处安装有固定块，且固定块的顶部安装有涡杆，所述涡杆穿过通孔并延伸至支撑板的上方，所述支撑板顶部靠近控制箱的一端安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端安装有转轴，且转轴的外侧安装有涡轮，所述涡轮与涡杆啮合，所述固定板底部的两端皆安装有安装板，且安装板靠近固定板的一端皆设置有第一滑槽，所述第一滑槽通过滑块安装有滑动板，所述滑动板顶部的中间位置处安装有套管，所述套管内部的底部安装有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的顶部安装有压杆，且压杆的顶部安装有按压板，所述固定板底部的中间位置处安装有压力传感器，所述保温仓内部底部的中间位置处安装有试验盒，且保温仓内部底部远离控制箱的一端安装有电加热板，所述试验盒内部底部的两端皆设置有第二滑槽，所述第二滑槽皆通过滑块安装有夹板，所述试验盒内部的两端皆安装有固定弹簧，所述固定弹簧皆与夹板连接，所述控制箱内部一侧的顶部安装有控制面板，且控制箱内部靠近控制面板一侧的底部安装有单片机，所述试验盒内部靠近控制箱一端的顶部安装有温度传感器，所述滑动板底部的两端皆安装有连接板，且连接板的底部安装有冲压板，所述控制面板的输出端通过导线与伺服电机的输入端电性连接，所述压力传感器的输出端通过导线与单片机的输入端电性连接，所述温度传感器的输出端通过导线与单片机的输入端电性连接，所述单片机的输出端通过导线分别与伺服电机和电加热板的输入端电性连接。

优选的，所述竖板远离保温仓一端的底部皆安装有加强板。

优选的，所述底座的两端皆安装有安装片，且安装片的内部皆设置有安装孔。

优选的，所述控制箱远离控制面板的一侧安装有箱门，且箱门的外侧安装有把手。

优选的，所述保温仓远离控制面板的一侧设置有透明观测窗。

优选的，所述夹板远离固定弹簧的一端皆安装有防滑橡胶垫。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该岩石力学疲劳试验装置安装有压力传感器、伺服电机和单片机，压力传感器能对冲压板的冲压压力进行监测，并将监测到的信息传递给单片机，通过单片机控制机伺服电机带动转轴顺时针旋转和逆时针旋转，不仅能实现对岩石的自动冲压，提高装置的自动化程度，还能使装置对岩石的冲压压力保持恒定，同时，装置安装有保温仓、电加热板和温度传感器，能够实现对试验温度的自动调节，从而能使试验温度保持恒定，能够减小试验误差与外界温度因素影响，有利于提高疲劳试验结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的主视剖视示意图；

图2为本实用新型的主视示意图；

图3为本实用新型的局部结构示意图；

图4为本实用新型的保温仓主视剖视示意图；

图5为本实用新型的保温仓俯视示意图。

图中：1、底座；2、保温仓；3、试验盒；4、滑轨；5、安装板；6、第一滑槽；7、固定板；8、固定块；9、涡杆；10、支撑板；11、通孔；12、涡轮；13、转轴；14、伺服电机；15、滑动板；16、冲压板；17、控制箱；18、控制面板；19、单片机；20、套管；21、缓冲弹簧；22、压力传感器；23、按压板；24、压杆；25、连接板；26、电加热板；27、第二滑槽；28、夹板；29、温度传感器；30、固定弹簧；31、竖板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供的一种实施例：一种岩石力学疲劳试验装置，包括底座1、保温仓2、试验盒3、固定板7和支撑板10，底座1顶部的一端安装有保温仓2，且底座1顶部的另一端安装有控制箱17，保温仓2两端的底座1上皆安装有竖板31，且竖板31的顶部安装有支撑板10，竖板31的中间位置处设置有通孔11，竖板31靠近保温仓2一端的顶部皆安装有滑轨4，滑轨4通过滑块安装有固定板7，固定板7顶部的中间位置处安装有固定块8，且固定块8的顶部安装有涡杆9，涡杆9穿过通孔11并延伸至支撑板10的上方，支撑板10顶部靠近控制箱17的一端安装有伺服电机14，此处伺服电机14可为Y90S-2电机，伺服电机14的输出端安装有转轴13，且转轴13的外侧安装有涡轮12，涡轮12与涡杆9啮合，固定板7底部的两端皆安装有安装板5，且安装板5靠近固定板7的一端皆设置有第一滑槽6，第一滑槽6通过滑块安装有滑动板15，滑动板15顶部的中间位置处安装有套管20，套管20内部的底部安装有缓冲弹簧21，缓冲弹簧21的顶部安装有压杆24，且压杆24的顶部安装有按压板23，固定板7底部的中间位置处安装有压力传感器22，此处压力传感器22可为CYYZ11传感器，保温仓2内部底部的中间位置处安装有试验盒3，且保温仓2内部底部远离控制箱17的一端安装有电加热板26，试验盒3内部底部的两端皆设置有第二滑槽27，第二滑槽27皆通过滑块安装有夹板28，试验盒3内部的两端皆安装有固定弹簧30，固定弹簧30皆与夹板28连接，控制箱17内部一侧的顶部安装有控制面板18，且控制箱17内部靠近控制面板18一侧的底部安装有单片机19，此处单片机19可为AT89C51单片机，试验盒3内部靠近控制箱17一端的顶部安装有温度传感器29，此处温度传感器29可为CWDZ11传感器，滑动板15底部的两端皆安装有连接板25，且连接板25的底部安装有冲压板16，控制面板18的输出端通过导线与伺服电机14的输入端电性连接，压力传感器22的输出端通过导线与单片机19的输入端电性连接，温度传感器29的输出端通过导线与单片机19的输入端电性连接，单片机19的输出端通过导线分别与伺服电机14和电加热板26的输入端电性连接。

在本实施中：竖板31远离保温仓2一端的底部皆安装有加强板，使竖板31在底座1上安装的更加牢固，底座1的两端皆安装有安装片，且安装片的内部皆设置有安装孔，便于安装装置，控制箱17远离控制面板18的一侧安装有箱门，且箱门的外侧安装有把手，能够对控制箱17内部的电子设备起到保护效果，保温仓2远离控制面板18的一侧设置有透明观测窗，便于使用者对实验盒3内部的情况进行观察，夹板28远离固定弹簧30的一端皆安装有防滑橡胶垫，可防止岩石滑动，防滑的效果更好。

工作原理：使用时，先将装置接通电源，使用者可将需要进行疲劳试验的岩石放入试验盒3内，然后向保温仓2内加入适量的水，固定弹簧30的弹性作用使其推动夹板28在第二滑槽27上滑动，从而使夹板28紧贴于岩石表面，使夹板28将岩石夹紧，进行疲劳实验时，使用者可先通过控制面板18启动伺服电机14，使伺服电机14通过转轴13带动涡轮12逆时针旋转，从而使得与涡轮12啮合的涡杆9受力推动固定板7向下方移动，直至冲压板16底部紧贴于岩石表面，对岩石施加压力，冲压过程中，滑动板15受力在第一滑槽6上滑动，使按压板23紧贴于压力传感器22，压力传感器22受到与冲压力大小相同的反作用力，并将信息传递给单片机19，当压力大于单片机19预设的阈值时，单片机19控制伺服电机14输出端顺时针旋转，使伺服电机14通过转轴13带动涡轮12顺时针旋转，从而使得与涡轮12啮合的涡杆9受力拉动固定板7向上方移动，减小冲压板16对岩石的冲压力度，固定板7向上移动一端距离后，岩石受到的压力小于单片机19预设的阈值时，单片机19控制伺服电机14输出端逆时针旋转，使伺服电机14通过转轴13带动涡轮12逆时针旋转，从而使得与涡轮12啮合的涡杆9受力推动固定板7向下方移动，使冲压板16再次对岩石进行冲压，重复上述过程不仅可使装置能自动对岩石进行冲压，还能使冲压力度保持恒定，实验过程中，温度传感器29实时监测试验盒3内的温度，并将监测到的信息传递给单片机19，试验盒3内的温度较低时，单片机19控制电加热板26启动，对保温仓2内的水进行加热，从而提高试验盒3的温度，试验盒3内的温度较高时，片机19控制电加热板26停止加热，从而使试验盒3的温度保持恒定，试验盒3温度恒定能够减小试验误差与外界温度因素影响，有利于提高疲劳试验结果的准确性。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种岩石力学疲劳试验装置，包括底座(1)、保温仓(2)、试验盒(3)、固定板(7)和支撑板(10)，其特征在于：所述底座(1)顶部的一端安装有保温仓(2)，且底座(1)顶部的另一端安装有控制箱(17)，所述保温仓(2)两端的底座(1)上皆安装有竖板(31)，且竖板(31)的顶部安装有支撑板(10)，所述竖板(31)的中间位置处设置有通孔(11)，所述竖板(31)靠近保温仓(2)一端的顶部皆安装有滑轨(4)，所述滑轨(4)通过滑块安装有固定板(7)，所述固定板(7)顶部的中间位置处安装有固定块(8)，且固定块(8)的顶部安装有涡杆(9)，所述涡杆(9)穿过通孔(11)并延伸至支撑板(10)的上方，所述支撑板(10)顶部靠近控制箱(17)的一端安装有伺服电机(14)，所述伺服电机(14)的输出端安装有转轴(13)，且转轴(13)的外侧安装有涡轮(12)，所述涡轮(12)与涡杆(9)啮合，所述固定板(7)底部的两端皆安装有安装板(5)，且安装板(5)靠近固定板(7)的一端皆设置有第一滑槽(6)，所述第一滑槽(6)通过滑块安装有滑动板(15)，所述滑动板(15)顶部的中间位置处安装有套管(20)，所述套管(20)内部的底部安装有缓冲弹簧(21)，所述缓冲弹簧(21)的顶部安装有压杆(24)，且压杆(24)的顶部安装有按压板(23)，所述固定板(7)底部的中间位置处安装有压力传感器(22)，所述保温仓(2)内部底部的中间位置处安装有试验盒(3)，且保温仓(2)内部底部远离控制箱(17)的一端安装有电加热板(26)，所述试验盒(3)内部底部的两端皆设置有第二滑槽(27)，所述第二滑槽(27)皆通过滑块安装有夹板(28)，所述试验盒(3)内部的两端皆安装有固定弹簧(30)，所述固定弹簧(30)皆与夹板(28)连接，所述控制箱(17)内部一侧的顶部安装有控制面板(18)，且控制箱(17)内部靠近控制面板(18)一侧的底部安装有单片机(19)，所述试验盒(3)内部靠近控制箱(17)一端的顶部安装有温度传感器(29)，所述滑动板(15)底部的两端皆安装有连接板(25)，且连接板(25)的底部安装有冲压板(16)，所述控制面板(18)的输出端通过导线与伺服电机(14)的输入端电性连接，所述压力传感器(22)的输出端通过导线与单片机(19)的输入端电性连接，所述温度传感器(29)的输出端通过导线与单片机(19)的输入端电性连接，所述单片机(19)的输出端通过导线分别与伺服电机(14)和电加热板(26)的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩石力学疲劳试验装置，其特征在于：所述竖板(31)远离保温仓(2)一端的底部皆安装有加强板。

3.根据权利要求1所述的一种岩石力学疲劳试验装置，其特征在于：所述底座(1)的两端皆安装有安装片，且安装片的内部皆设置有安装孔。

4.根据权利要求1所述的一种岩石力学疲劳试验装置，其特征在于：所述控制箱(17)远离控制面板(18)的一侧安装有箱门，且箱门的外侧安装有把手。

5.根据权利要求1所述的一种岩石力学疲劳试验装置，其特征在于：所述保温仓(2)远离控制面板(18)的一侧设置有透明观测窗。

6.根据权利要求1所述的一种岩石力学疲劳试验装置，其特征在于：所述夹板(28)远离固定弹簧(30)的一端皆安装有防滑橡胶垫。