一种岩石耐磨测试仪的制作方法
【专利摘要】一种岩石耐磨测试仪,它由岩石磨削量测试和岩石针入度测试两部分组成，岩石磨削量测试由磨盘、第一重物、第一三爪卡盘、滚动珠、读数表、电感防水柔性位移计、第一电动机、主支架和底盘组成；岩石针入度测试由次支架、固定架、第二三爪卡盘、针阀、传动块、第二重物、第二电动机、传动轴、伸缩探针和擦拭板组成。本实用新型有如下有益效果：实现了测试岩石线上的针入度的同时实时测试了岩石端平面的磨削量，以便更全面的分析岩石硬度与其耐磨性能的关系。岩石端面磨蚀量代表的范围大于针入度的线范围，对岩石代表性更强。
【专利说明】一种岩石耐磨测试仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种岩石耐磨测试仪，属于岩石性质试验【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 为了测试岩石的针入度，国际上采用的主要是瑟恰（CERCHAR)耐磨试验，其方法 为：将锥角为90度的钢针上覆7Kg的重物，针尖作用于岩石的光滑表面，沿水平方向以 10mm/min的速度运动10mm，取下钢针，测试针尖宽度值，单位为0· 1mm，即为瑟恰耐磨指数。 瑟恰耐磨指数为隧道挖掘和矿山开采中非常重要的设计指标，但国内目前没有瑟恰耐磨指 数的测试仪器。
[0003] 虽然瑟恰耐磨试验是广泛使用的岩石耐磨性测试方法，但国际上常用的测试仪器 仍有许多不足之处：钢针水平移动速度控制依靠手动，增大了实验的差异性；试验后钢针 针尖宽度测量依靠显微测量，精度有限且不方便；无法记录岩石凹痕特征，不利于耐磨机制 分析；不能记录钢针水平运动时的力值和位移值，不利于耐磨机制分析；不能动态记录实 验过程数据，不利于实验过程分析。
[0004] 在国内，用于岩石耐磨试验的仪器有岩石耐磨试验仪，它能获得实验过程中的钢 针水平为抑制、力值，钢针磨蚀长度值，岩石凹痕深度；能够方便精准的获得瑟恰耐磨质素； 能精准控制钢针水平运动速度和位移。而它的缺点是不能记录钢针针入岩石的位移变化过 程；只测试了岩石沿某条直线的耐磨情况，而未能测试岩石平整面的耐磨情况。
【发明内容】
[0005] 本实用新型提供一种岩石耐磨测试仪，实现了测试岩石线上的针入度的同时实时 测试了岩石端平面的磨削量，以便更全面的分析岩石硬度与其耐磨性能的关系。
[0006] -种岩石耐磨测试仪，它由岩石磨削量测试和岩石针入度测试两部分组成，岩石 磨削量测试由磨盘、第一重物、第一三爪卡盘、滚动珠、读数表、电感防水柔性位移计、第一 电动机、主支架和底盘组成；岩石针入度测试由次支架、固定架、第二三爪卡盘、针阀、传动 块、第二重物、第二电动机、传动轴、伸缩探针和擦拭板组成，所述的第一电动机安装在主支 架的底盘平台上，第一电动机的上端安装有同轴的磨盘，第一重物固定在第一三爪卡盘顶 端，同时岩石磨削量测试岩样由第一三爪卡盘垂直固定以保证与磨盘的接触严密切合，第 一三爪卡盘与主支架由多坚排的滚动珠连接，使得夹持有岩石磨削量测试岩样的第一三爪 卡盘能在第一重物的作用下岩石磨削量测试岩样下端被磨削而做坚向运动，以保证岩样下 端始终与磨盘严密接触，在岩石磨削量测试岩样的旁边设有的读数表和电感防水柔性位移 计用于动态精准测量岩样的磨削量；所述岩石针入度测试部的第二三爪卡盘安装在次支架 的底座上，第二三爪卡盘用以夹持岩石针入度测试岩样，固定架承托着第二电动机，传动轴 一端与第二电动机相连，一端与传动块相连，针阀固定在传动块上，针阀在固定于其上的第 二重物的压力作用下使针阀上的针尖贴紧被第二三爪卡盘固定的岩石针入度测试岩样上 端的表平面，伸缩探针水平安装在针阀上并与擦拭板接触，以便在擦拭板上记录针阀上的 针尖针入岩石的运动路径，同时也便于测量岩石的针入度。
[0007] 上述的岩石针入度测试部还包括锁紧片，锁紧片安装在固定架上将次支架与固定 架连接在一起并使之固定。
[0008] 上述的多坚排的滚动珠为对称设置的四排。
[0009] 本实用新型有如下有益效果：
[0010] 1、实现了测试岩石线上的针入度的同时实时测试了岩石端平面的磨削量，以便更 全面的分析岩石硬度与其耐磨性能的关系。岩石端面磨蚀量代表的范围大于针入度的线范 围，对岩石代表性更强。
[0011] 2、测试岩石端平面磨削量的实验装置可以测试磨削一定量岩样Mi所需时间Si，也 可以测量一定时间s 2里岩样磨削量的大小m2。
[0012] 3、实现了钢针的匀速直线运动和磨盘的匀速转动。
[0013] 4、第一重物10和第二重物8的固定加载得以保证重物的重量完全加载在第一三 爪卡盘11、针阀6上，在整个试验过程中实现衡重加载，衡重体的重力可调，其重力要远大 于岩样质量，从而使岩石磨蚀一定深度时导致的重力降低可忽略不计，对耐磨性好的岩石， 为增加测试数据的灵敏程度，可加大衡重提高数据反映的变化幅度。
[0014] 5、在岩石轴向上加位移计（可替换读数表13和电感防水柔性位移计14实现智能 实时测量），可实现面磨蚀度的实时测量，当碰到岩石轴向岩性变化时，该磨蚀度可以定量 表征不同岩性的耐磨性，磨蚀度在轴向上的渐变规律也可对岩石的均匀性进行度量。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0016] 图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
[0018] 参见图1，一种岩石耐磨测试仪，它由岩石磨削量测试和岩石针入度测试两部分 组成，岩石磨削量测试由磨盘9、第一重物10、第一三爪卡盘11、滚动珠12、读数表13、电感 防水柔性位移计14、第一电动机15、主支架16和底盘17组成；岩石针入度测试由次支架 1、固定架2、第二三爪卡盘3、针阀6、传动块7、第二重物8、第二电动机18、传动轴19、伸缩 探针20和擦拭板21组成，所述的第一电动机安装在主支架的底盘平台上，第一电动机的 上端安装有同轴的磨盘，第一重物固定在第一三爪卡盘顶端，同时岩石磨削量测试岩样由 第一三爪卡盘垂直固定以保证与磨盘的接触严密切合，第一三爪卡盘与主支架由四坚排的 滚动珠连接，也可以选择对称的多排，使得夹持有岩石磨削量测试岩样的第一三爪卡盘能 在第一重物的作用下岩石磨削量测试岩样下端被磨削而做坚向运动，以保证岩样下端始终 与磨盘严密接触，在岩石磨削量测试岩样的旁边设有的读数表和电感防水柔性位移计用于 动态精准测量岩样的磨削量；所述岩石针入度测试部的第二三爪卡盘安装在次支架的底座 上，第二三爪卡盘用以夹持岩石针入度测试岩样5,固定架承托着第二电动机，传动轴一端 与第二电动机相连，一端与传动块相连，针阀固定在传动块上，针阀在固定于其上的第二重 物的压力作用下使针阀上的针尖贴紧被第二三爪卡盘固定的岩石针入度测试岩样上端的 表平面，伸缩探针水平安装在针阀上并与擦拭板接触，以便在擦拭板上记录针阀上的针尖 针入岩石的运动路径，同时也便于测量岩石的针入度。所述的岩石针入度测试部还包括锁 紧片4,锁紧片安装在固定架上将次支架与固定架连接在一起并使之固定。
[0019] 其工作过程如下：
[0020] 1、将岩样固定在第一三爪卡盘11上，借由第一三爪卡盘四周设有的来四排滚轮 调整第一三爪卡盘11的上下位置使岩石搁置在磨盘9上；
[0021] 2、在第一三爪卡盘11顶端固定适当的第一重物10使岩样下端与磨盘9之间产生 一定的压力；
[0022] 3、接通电源，启动第一电动机15带动磨盘匀速转动，由于第一重物10与磨盘9之 间的压力使得岩样下端不断被磨盘9磨削；
[0023] 4、通过电感防水柔性位移计14上的读数表13实时记录岩样的磨削量，一定时间 后关闭第一电动机15，
[0024] 5、调整锁紧片4使固定架2和次支架1固定好；
[0025] 6、取下岩样，将被磨削的一端夹持在第二三爪卡盘3中固定；
[0026] 7、固定好后，调整四周设有的来四排滚轮的针阀6使其针尖岩样5上端表平面相 接处，然后置事先准备好的第二重物于针阀6 (其上装有力传感器）上，轻缓放稳，；
[0027] 8、启动手摇传动轴的第二电动机使传动轴19匀速转动，传动轴19的匀速转动带 动传动块7匀速水平运动，使针伐6的针尖在岩样上划过一定的长度；
[0028] 9、针阀6上的针尖在其第二重物8的重力作用下在水平运动的同时也刺入岩石体 内，在这个运动过程中其上安装探针20在擦拭板上擦拭出一条上下波动的曲线，测完后直 接测量出曲线的波峰波谷的差值，即可测量出针伐刺入的深度(针入度)。
[0029] 10、提取出需要的数据，整理，得出所设想的结论。
【权利要求】
1. 一种岩石耐磨测试仪，其特征在于：它由岩石磨削量测试和岩石针入度测试两部分 组成，岩石磨削量测试由磨盘（9)、第一重物（10)、第一三爪卡盘（11)、滚动珠（12)、读数表 (13)、电感防水柔性位移计（14)、第一电动机（15)、主支架（16)和底盘（17)组成；岩石针入 度测试由次支架（1)、固定架（2)、第二三爪卡盘（3)、针阀（6)、传动块（7)、第二重物（8)、 第二电动机（18)、传动轴（19)、伸缩探针（20)和擦拭板（21)组成，所述的第一电动机安装 在主支架的底盘平台上，第一电动机的上端安装有同轴的磨盘，第一重物固定在第一三爪 卡盘顶端，同时岩石磨削量测试岩样由第一三爪卡盘垂直固定以保证与磨盘的接触严密切 合，第一三爪卡盘与主支架由多坚排的滚动珠连接，使得夹持有岩石磨削量测试岩样的第 一三爪卡盘能在第一重物的作用下岩石磨削量测试岩样下端被磨削而做坚向运动，以保证 岩样下端始终与磨盘严密接触，在岩石磨削量测试岩样的旁边设有的读数表和电感防水柔 性位移计用于动态精准测量岩样的磨削量；所述岩石针入度测试部的第二三爪卡盘安装在 次支架的底座上，第二三爪卡盘用以夹持岩石针入度测试岩样（5)，固定架承托着第二电动 机，传动轴一端与第二电动机相连，一端与传动块相连，针阀固定在传动块上，针阀在固定 于其上的第二重物的压力作用下使针阀上的针尖贴紧被第二三爪卡盘固定的岩石针入度 测试岩样上端的表平面，伸缩探针水平安装在针阀上并与擦拭板接触，以便在擦拭板上记 录针阀上的针尖针入岩石的运动路径，同时也便于测量岩石的针入度。
2. 根据权利要求1所述的岩石耐磨测试仪，其特征在于：所述的岩石针入度测试部还 包括锁紧片（4)，锁紧片安装在固定架上将次支架与固定架连接在一起并使之固定。
3. 根据权利要求1或2所述的岩石耐磨测试仪，其特征在于：所述的多坚排的滚动珠 为对称设置四排。
【文档编号】G01N3/56GK203908896SQ201420350181
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】刘杰, 金晶, 李建林, 王乐华, 杨渝南 申请人:三峡大学