[实用新型]一种适用于煤岩体轴向震动加载的实验装置

说明书

本实用新型涉及一种煤岩体加载领域，尤其是一种适用于煤岩体轴向震动加载的实验装置，解决了现有煤岩体轴向震动加载装置均采用液压加载导致试验维护费用高以及试验数据精准性差的问题，包括计算机，伺服驱动器，伺服电机和三轴试验机，计算机通过电力电缆连接采集卡，采集卡连接有伺服驱动器，伺服驱动器连接有伺服电机，伺服电机的输出轴连接有盘形凸轮，盘形凸轮接触连接有T型推杆，T型推杆贯穿三轴试验机的底座和试样托盘后对煤岩试样底部施加往复的垂直力。本实用新型其结构简单，维护成本低，操作简单，工作性能优良，在本技术领域内具有广泛实用性。

技术领域

本实用新型涉及一种煤岩体加载领域，尤其是一种适用于煤岩体轴向震动加载的实验装置。

背景技术

裂隙发育是巷道围岩在矿压作用下变形破坏过程最直观的表现形式，结合应力状态和岩性，研究裂隙的发育分布特征，可定量分析围岩的破坏程度和所受压力，对于煤岩体的开采有重要意义。在实验室里，模拟对煤岩体进行加载的装置意义和目的在于研究煤岩体受到一定频率的震动后，其具体的破坏方式类型以及径向与轴向变形和极限强度，并绘出煤或岩体的全应力应变曲线，从而研究破岩（煤）机具工作时，煤岩体所处的状态，包括煤岩体的体积改变能和畸变能的大小，便于研制高效率的凿岩设备，改进凿岩工艺，同时还可推断井下巷道壁及煤壁受到具有一定频率扰动后的破坏规律，形变与极限强度的变化，便于更好的维护巷道，管理顶板。

目前的加载设备均使用液压加载。通常情况高频凿岩机具的频率为2500次/分以上，且冲击较大，若使用液压加载则需经常更换油路滤芯，密封圈与控制阀，故维护费用较高。同时，持续的往复冲击会使油温升高，导致加载装置工作性能恶化，不利于试验数据的精准。

发明内容

本实用新型为了解决现有煤岩体轴向震动加载装置均采用液压加载导致试验维护费用高以及试验数据精准性差的问题，提供了一种适用于煤岩体轴向震动加载的实验装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种适用于煤岩体轴向震动加载的实验装置，包括计算机，伺服驱动器，伺服电机和三轴试验机，计算机通过电力电缆连接采集卡，采集卡连接有伺服驱动器，伺服驱动器连接有伺服电机，伺服电机设置在三轴试验机的底座内部，底座上部设置有工作台，工作台上设置有试样托盘，试样托盘上设置有管状假三轴压力筒，假三轴压力筒中设置有环形圆柱体防油胶套，防油胶套中放置有煤岩试样，伺服电机的输出轴连接有盘形凸轮，盘形凸轮接触连接有T型推杆，T型推杆贯穿三轴试验机的底座和试样托盘后对煤岩试样底部施加往复的垂直力，煤岩试样的顶部设置在垫铁，垫铁上紧贴设置有压力筒上盖，压力筒上盖固定在假三轴压力筒内，煤岩试样表面设置有径向变形传感器、轴向变形传感器和温度传感器，径向变形传感器、轴向变形传感器和温度传感器分别通过应变片引线连接有采集卡。

伺服驱动器的各接口分别连接有非熔丝断路器、噪声滤波器、磁力接触器、电抗器和制动电阻。噪音滤波器主要是用来解决伺服驱动器在工作时可能干扰其他设备的正常工作以及受到其他设备的干扰；磁力接触器能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用，接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制；电抗器可有效防止电压不稳定带来的伺服驱动器工作不正常。

T形推杆底部为厚10mm直径120mm的圆形平面，T形推杆中部为高150mm直径为10mm的圆柱体，T形推杆顶部为直径10mm高5mm的圆锥体尖端。圆锥尖端可以有效模拟煤岩在冲击时受到的应力集中现象。

压力筒上盖沿其外圆设置有外螺纹，假三轴压力筒内设置有与外螺纹相匹配的内螺纹，压力筒上盖与假三轴压力筒通过螺纹固定连接。

防油胶套是材质为丁腈橡胶的胶套。

煤岩试件为直径120mm高500mm的圆柱体。

垫铁为直径120mm,高50mm的圆柱体。

利用本实用新型装置进行煤岩体轴向震动加载试验的步骤包括：