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原文传递一种岩石直接拉伸试样快速制备装置及制备方法

专利名称：	一种岩石直接拉伸试样快速制备装置及制备方法
摘要：	本发明涉及一种岩石直接拉伸试样快速制备装置及制备方法，属于岩石力学试验技术领域，该装置包括基座和倒L型支架，基座和倒L型支架形成基本框架，基本框架内侧竖直设置有滑轨，滑轨上设置有与其相配合的滑块，滑块上通过第一连接件连接有旋转下拉机构，旋转下拉机构下方设置有钢套筒；基座上依次安装有水平调节平台、倾斜调节平台和电磁吸盘A，电磁吸盘A上吸附一钢套，岩石直接拉伸试样包括岩棒、套设在岩棒两端的钢管和分别位于钢管两端的塑料扣盖。本发明的装置及方法能够采用旋转下拉方式快速制备出高精度的双端钢管胶结型岩石直接拉伸试样，能有效排除胶结不均匀、胶结偏心等缺陷，具有经济便捷，结构简单，操作灵活等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东科技大学
发明人：	邢明录;赵同彬;张巍;张丰雪;李小亮;尹延春;黄彬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910745058.1
公开号：	CN110361241A
代理机构：	济南金迪知识产权代理有限公司
代理人：	段毅凡
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	266590 山东省青岛市黄岛区前湾港路579号
主权项：	1.一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，包括基座和倒L型支架，所述基座和倒L型支架形成基本框架，基本框架内侧竖直设置有滑轨，所述滑轨上设置有与其相配合的滑块，所述滑块上通过第一连接件连接有旋转下拉机构，所述旋转下拉机构下方设置有钢套筒；所述基座上依次安装有水平调节平台、倾斜调节平台和电磁吸盘A，所述电磁吸盘A上吸附一钢套，所述钢套用于放置岩石直接拉伸试样，所述岩石直接拉伸试样包括岩棒、套设在岩棒两端的钢管和分别位于钢管两端的塑料扣盖，所述岩棒与钢管之间，以及岩棒与塑料扣盖之间均通过胶结剂粘结在一起。 2.根据权利要求1所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，所述旋转下拉机构包括轴承座、轴承、转轴和下拉把手，所述轴承座通过第一连接件与滑块连接并能够跟随滑块沿滑轨作上下移动，所述第一连接件包括一竖向连接板和水平连接板，所述竖向连接板固定于滑块侧边，水平连接板上固定连接轴承座，水平连接板中部设置有通孔，轴承座上安装轴承，转轴穿过通孔与轴承内圈固定连接；所述转轴上方固定有旋转盘，所述转轴下方设置有第二连接件，所述第二连接件通过螺栓连接钢套筒；所述下拉把手设置于轴承座两侧，方便上下移动。 3.根据权利要求1所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，所述钢套内径与塑料扣盖外径尺寸相配合，塑料扣盖的内径与钢管外径尺寸相配合；所述塑料扣盖的厚度为0.5-1mm。 4.根据权利要求1所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，所述基座上设置有多排用于固定水平调节平台的固定槽；优选的，所述水平调节平台为直线滚珠型XY轴滑台，所述倾斜调节平台为滚珠型倾斜平台，所述水平调节平台与倾斜调节平台之间为螺栓连接。 5.根据权利要求2所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，所述旋转盘边缘处设置有旋转盘摇杆。 6.根据权利要求5所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，所述倒L型支架的上支架底部固定设置有电磁吸盘B，所述旋转盘上设置有旋转盘固定件，旋转盘固定件为金属材质，用于吸附在电磁吸盘B上。 7.根据权利要求6所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，所述钢套筒的内径大于岩棒的外径，所述钢套筒内设置有软垫，软垫与岩棒之间的静摩擦系数≥0.6；所述软垫优选为橡胶垫。 8.根据权利要求6所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置，其特征在于，所述钢套筒的内径大于塑料扣盖外径，优选为塑料扣盖外径的1.3-1.4倍，所述钢套筒内设置有环形的橡胶气囊，所述橡胶气囊连接有充气装置，通过充放气改变钢套筒内径来固定岩棒，或塑料扣盖和钢管。 9.一种利用权利要求7所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置制备拉伸试样的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)钻取岩芯，对岩芯进行精加工，制备成岩棒备用； (2)根据岩棒的直径，选定相匹配的钢套、塑料扣盖、钢管、钢套筒和橡胶垫； (3)将钢套放置于水平调节平台的中心位置，通过电磁吸盘A吸附固定，并将塑料扣盖、钢管依次放置在钢套上； (4)将钢套筒螺栓连接在第二连接件上； (5)将整个旋转下拉机构吸附在电磁吸盘B上，然后将岩棒一端插入钢套筒内通过橡胶垫固定； (6)人工通过下拉把手下拉旋转下拉机构，使岩棒的另一端接近钢管，通过调节水平调节平台调节钢管的前后、左右位置，通过调节倾斜调节平台调节钢管的倾角，保证岩棒中轴线与钢管中心线重合； (7)在钢管内注入适量胶结剂，注入量为钢管内孔体积减去钢管内岩棒的体积，胶结剂优选为矿用锚固剂或其他树脂类液体胶液，紧接着一手握住下拉把手，一手转动旋转盘摇杆，在旋转的同时下拉，当岩棒进入钢管内接触塑料扣盖时，等待8～10s，岩棒胶结在钢管内，关闭电磁吸盘A，取下单端粘结试样； (8)放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤(7)制备一批单端粘结试样； (9)将钢套筒取下，换成另一电磁吸盘C，并螺栓连接在第二连接件上，将单端粘结试样倒置过来，将钢管吸附在电磁吸盘C上，在钢套上放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤(7)，将岩棒的另一端胶结在钢管内，制成双端粘结试样，即为本申请的岩石直接拉伸试样。 10.一种利用权利要求8所述的岩石直接拉伸试样快速制备装置制备拉伸试样的方法，其特征在于，包括以下步骤： A、钻取岩芯，对岩芯进行精加工，制备成岩棒备用； B、根据岩棒的直径，选定相匹配的钢套、塑料扣盖、钢管、钢套筒和橡胶气囊； C、将钢套放置于水平调节平台的中心位置，通过电磁吸盘A吸附固定，并将塑料扣盖、钢管依次放置在钢套上； D、将钢套筒螺栓连接在第二连接件上； E、将整个旋转下拉机构吸附在电磁吸盘B上，然后将岩棒一端插入钢套筒内，通过向橡胶气囊内通气将钢套筒固定； F、人工通过下拉把手下拉旋转下拉机构，使岩棒的另一端接近钢管，通过调节水平调节平台调节钢管的前后、左右位置，通过调节倾斜调节平台调节钢管的倾角，保证岩棒中轴线与钢管中心线重合； G、在钢管内注入适量胶结剂，注入量为钢管内孔体积减去钢管内岩棒的体积，胶结剂优选为矿用锚固剂或其他树脂类液体胶液，紧接着一手握住下拉把手，一手转动旋转盘摇杆，在旋转的同时下拉，当岩棒进入钢管内接触塑料扣盖时，等待8～10s，岩棒胶结在钢管内，关闭电磁吸盘A，取下单端粘结试样； H、放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤G制备一批单端粘结试样； I、将单端粘结试样倒置过来，放掉橡胶气囊的气体，将塑料扣盖和钢管插入钢套筒内，通过向橡胶气囊内通气将塑料扣盖和钢管固定，在钢套上放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤G，将岩棒的另一端胶结在钢管内，制成双端粘结试样，即为本申请的岩石直接拉伸试样。
所属类别：	发明专利