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原文传递一种采动影响充填材料承载变形的震动波激发装置及方法

专利名称：	一种采动影响充填材料承载变形的震动波激发装置及方法
摘要：	本发明公开的一种采动影响充填材料承载变形的震动波激发装置及方法，适用于煤矿井下检测使用，包括轴向加载装置、加载箱体与震动波发生装置三部分；加载箱体用于盛放充填材料，并固定震动波发生装置，放置于电液伺服万能试验机上；轴向加载装置通过电液伺服万能试验机进行轴向加载；震动波发生装置用于产生震动波并采用变频调速电机，实现对充填材料震动频率的改变。该装置结构简单，易于操作，可实现对充填材料的连续击打，产生稳定的震动波；可准确测试震动影响下充填材料承载性能演化规律，从而为深部煤矿扰动情况下充填材料设计及承载性能优化提供理论支撑，更好地指导深部充填采煤工作面的设计与生产，具有广泛的实用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	李猛;周楠;张吉雄;孙凯;朱存利
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910182228.X
公开号：	CN109781560A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	李悦声
分类号：	G01N3/36(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院
主权项：	1.一种采动影响充填材料承载变形的震动波激发装置，其特征在于：它包括轴向加载装置(1)、加载箱体(2)和震动波发生装置(3)，其中加载箱体(2)和震动波发生装置(3)分别固定在矩形金属底座(5)上；所述的轴向加载装置(1)为电液伺服万能试验机(4)，所述的加载箱体(2)放置于电液伺服万能试验机(4)上，通过电液伺服万能试验机(4)进行轴向加载；所述加载箱体(2)包括金属底座(5)和利用前侧板(6)、后侧板(7)、左侧板(8)和右侧板(9)组成四面形成的矩形框体，前侧板(6)、后侧板(7)、左侧板(8)和右侧板(9)之间通过多个螺栓(10)固定连接，所述震动波发生装置(3)设置在金属底座(5)上并与加载箱体(2)紧挨，震动波发生装置包括电机(11)、锥形主动变向齿轮(12)、锥形从动变向齿轮(13)、刚性连杆(14)和垫板(15)，其中电机(11)通过螺栓固定在金属底座(5)上，电机(11)上连接有变频调速器(19)，电机(11)的转轴外端与锥形主动变向齿轮(12)连接固定，垫板(15)设置在电机(11)与加载箱体(2)的前侧板(6)之间金属底座(5)上，垫板(15)上设有与锥形主动变向齿轮(12)匹配的锥形从动变向齿轮(13)和套筒(18)，垫板(15)的厚度以使锥形从动变向齿轮(13)恰好与固定在电机(11)上的锥形主动变向齿轮(12)相互啮合为宜，刚性连杆(14)的头端铰接在锥形从动变向齿轮(13)偏离中心的铰接点(20)，刚性连杆(14)的尾端穿过固定在垫板(15)上可转动的套筒(18)伸出，刚性连杆(14)的长度以铰接点(20)转至最外侧时恰好击打在加载箱体(2)的前侧板(6)上为宜，以刚性连杆(14)的尾端击打在矩形框体的前侧板(6)上来产生震动波。 2.根据权利要求1所述的采动影响充填材料承载变形的震动波激发装置，其特征在于：所述的电机(11)采用变频调速电机，通过对电机转速的调控，实现对充填材料震动频率的改变。 3.一种使用权利要求1所述的采动影响充填材料承载变形的震动波激发装置，其特征在于使用步骤为：将加载箱体(2)与震动波发生装置(3)固定在金属底座(5)相应的位置上，将制备好的散体矸石试样分3～6层装入加载箱体(2)内，并使用铁锤对每层试样进行预压；将装有试样的加载箱体(2)放置在电液伺服万能试验机(4)的试台上，启动电液伺服万能试验机(4)向装有试样的加载箱体(2)进行轴向加载，以此来测试散体矸石的承载性能演化规律；同时，开启电机(11)通过锥形主动变向齿轮(12)带动锥形从动变向齿轮(13)，锥形从动变向齿轮(13)带动刚性连杆(14)在套筒(18)中做活塞运动，刚性连杆(14)的尾端在活塞运动中敲击在加载箱体(2)上，从而可产生连续震动波。通过调控电机(11)上的变频调速器(19)对电机(11)转速进行控制，从而可改变震动波产生的频率。
所属类别：	发明专利