单齿单次冲击碎岩实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种单齿单次冲击碎岩实验装置，包括落锤冲击加载单元、底座和数据采集单元，落锤冲击加载单元包括竖直导轨、冲锤、锥套筒、弹簧、锥形压块、压头和压头固定座，冲锤滑动设置在导轨上，锥套筒包括上扶正圆筒和下锥筒，在上扶正圆筒内设置有弹簧，树脂道轨的下端插入到上扶正圆筒内，下锥筒套在锥形压块的上方，锥形压块的下方为压头固定座，压头安装在压头固定座的底面，数据采集单元设置在锥形压块和压头固定座之间，底座设置在压头的下方。本发明专利技术提供的单齿单次冲击碎岩实验装置结构简单、操作方便，本实验装置用于研究低功耗条件下的单齿单次碎岩状况，为钻头单齿结构、碎岩功耗、月表冲击载荷有效范围等提供实验依据。

【技术实现步骤摘要】
单齿单次冲击碎岩实验装置
本专利技术涉及一种用于测试岩石冲击碎岩要过的实验装置，尤其涉及一种低功耗条件下的单齿单次冲击碎岩实验装置。
技术介绍
在现有技术中，冲击碎岩实验装置主要是针对大冲击功作用下的碎岩实验，用于石油钻探和地质钻探领域。冲击试验中冲锤的运动大多数采用液压系统或气动方式实现。由于冲击功大，对实验装置要求较高，结构复杂，整体结构尺寸较大，成本较高，制造和安装不方便。 月球表层钻进取心对功耗有严格要求和限制，现有的冲击实验装置不能满足低功耗条件下的碎岩研究，特别是低功耗条件下的单齿和单词的冲击碎岩实验要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种结构简单、操作方便的单齿单次冲击碎岩实验装置，以研究低功耗条件下的单齿单次碎岩状况，同时为钻头单齿结构、碎岩功耗、月表冲击载荷有效范围等提供实验依据。为实现上述目的，本专利技术提供一种单齿单次冲击碎岩实验装置，包括落锤冲击加载单元、底座和数据采集单元，所述落锤冲击加载单元包括竖直导轨、冲锤、锥套筒、弹簧、锥形压块、压头和压头固定座，所述冲锤滑动设置在所述导轨上，所述锥套筒包括上扶正圆筒和下锥筒，在所述上扶正圆筒内设置有弹簧，所述树脂道轨的下端插入到所述上扶正圆筒内，所述下锥筒套在所述锥形压块的上方，所述锥形压块的下方为压头固定座，所述压头安装在所述压头固定座的底面，所述数据采集单元设置在所述锥形压块和所述压头固定座之间，所述底座设置在所述压头的下方。优选地,还包括岩样加持单元,所述岩样加持单元设置在所述底座上,所述岩样加持单元包括岩石盛装器皿和至少三根压紧螺栓，每根所述压紧螺栓的插入端均穿过所述岩石盛装器皿的侧壁进入到所述岩石盛装器皿的腔内，相邻两个所述螺栓之间的夹角均相同，所述压紧螺栓与所述岩石盛装器皿的侧壁螺纹连接。优选地，所述底座为一矩形平台，在所述矩形平台的下方设有柱脚，所述柱脚为可伸缩柱脚，所述可伸缩柱脚为四个，四个所述可伸缩柱脚分布在所述矩形平台的四角。优选地，还包括调平单元，所述调平单元包括水平调平尺、竖直调平尺、支撑柱和调平套筒，所述水平调平尺和所述竖直调平尺均设置在所述支撑柱上，所述支撑柱竖直安装在所述底座上，所述调平套筒安装在所述竖直导轨上端，所述调平套筒和所述支撑柱之间通过水平横梁连接在一起。优选地，所述压头为模形头、圆头或尖头。优选地，所述压紧螺栓为四个，相邻两个所述压紧螺栓之间的夹角为90°。优选地，还包括紧定螺钉，所述紧定螺钉设置在所述调平套筒侧面，所述紧定螺钉与所述调平套筒侧壁螺纹连接，所述紧定螺钉的尖端旋入所述调平套筒侧壁顶住所述导轨。优选地，所述紧定螺钉为两个，一个所述紧定螺钉设置在所述调平套筒侧面的上部分，另一个所述紧定螺钉与其镜像设置在所述调平套筒侧面的下部分。优选地，所述岩石盛装器皿底部具有一凹形台阶孔。本专利技术提供的单齿单次冲击碎岩实验装置结构简单、操作方便，本实验装置用于研究低功耗条件下的单齿单次碎岩状况，为钻头单齿结构、碎岩功耗、月表冲击载荷有效范围等提供实验依据。【附图说明】图1为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的结构示意图；图2为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的岩石盛装器皿的俯视结构示意图；图3为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的压头的一种实施方式的结构示意图；图4为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的压头的另一种实施方式的结构示意图；图5为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的压头的又一种实施方式的结构示意图；图6为图1中圆内选定部分放大的结构示意图。[0021 ] 图中:1-底座，2-数据采集单元，3-竖直导轨，4-冲锤，5-锥套筒，6_弹簧，7_锥形压块，8-压头，9-压头固定座，10-岩石盛装器皿，11-压紧螺栓，12-可伸缩柱脚，13-水平调平尺，14-竖直调平尺，15-调平套筒，16-紧定螺钉，17-水平横梁。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步的说明:请参考图1和图6，图1为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的压头的一种实施方式的结构示意图，图6为图1中圆内选定部分放大的结构示意图。一种单齿单次冲击碎岩实验装置，包括落锤冲击加载单元、底座I和数据采集单元2，所述落锤冲击加载单元包括竖直导轨3、冲锤4、锥套筒5、弹簧6、锥形压块7、压头8和压头固定座9，所述冲锤4滑动设置在所述导轨上，所述锥套筒5包括上扶正圆筒和下锥筒，在所述上扶正圆筒内设置有弹簧6，所述树脂道轨的下端插入到所述上扶正圆筒内，所述下锥筒套在所述锥形压块7的上方，所述锥形压块7的下方为压头固定座9，所述压头8安装在所述压头固定座9的底面，所述数据采集单元2设置在所述锥形压块7和所述压头固定座9之间，所述底座I设置在所述压头8的下方。通过调节弹簧6的张紧度来调节压头8与岩样之间的预紧力，上扶正圆筒的筒腔高度确保对竖直导轨3的扶正作用，下锥筒与锥形压块7之间的斜面配合，保证压力传递均匀，通过下锥筒向下的冲击分力对锥形压块7施压，对下锥筒与锥形压块7的斜面倾斜度的改变来调节冲锤4落下时产生的竖直向下的冲击分力。请参考图2，图2为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的岩石盛装器皿的俯视结构示意图。还包括岩样加持单元，所述岩样加持单元设置在所述底座I上，所述岩样加持单元包括岩石盛装器皿10和至少三根压紧螺栓11，每根所述压紧螺栓11的插入端均穿过所述岩石盛装器皿10的侧壁进入到所述岩石盛装器皿10的腔内，相邻两个所述螺栓之间的夹角均相同，所述压紧螺栓11与所述岩石盛装器皿10的侧壁螺纹连接。应用时，将岩样防止在岩石盛装器皿10内，旋入压紧螺栓11对岩样进行固定，岩石盛装器皿10底部的凹形台阶孔能够使岩样底端较凸出的部分卡住，辅助固定岩样。所述底座I为一矩形平台，在所述矩形平台的下方设有柱脚，所述柱脚为可伸缩柱脚12，所述可伸缩柱脚12为四个，四个所述可伸缩柱脚12分布在所述矩形平台的四角。通过调节四个可伸缩柱脚12的伸出高度来调节竖直导轨3、地面和岩样受力点三者的水平竖直位置，确保冲锤4做工时向下产生的分力与计算预期的值充分一致。还包括调平单元，所述调平单元包括水平调平尺13、竖直调平尺14、支撑柱和调平套筒15，所述水平调平尺13和所述竖直调平尺14均设置在所述支撑柱上，所述支撑柱竖直安装在所述底座I上，所述调平套筒15安装在所述竖直导轨3上端，所述调平套筒15和所述支撑柱之间通过水平横梁17连接在一起。调平单元的主要作用主要提供整套装置的实时水平竖直信息，通过水平调平尺13、竖直调平尺14显示的信息来对可伸缩柱脚12进行调节，进而完成对装置的整体调平。请参考图3-图5，图3为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的压头的一种实施方式的结构示意图，图4为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的压头的另一种实施方式的结构示意图，图5为本专利技术单齿单次冲击碎岩实验装置的压头的又一种实施方式的结构示意图。所述压头8为楔形头、圆头或尖头。压头8的形状对应实际应用中的几种压头8，根据岩样的硬度来采用不同种类的压头8，其中圆头适合高硬度的岩样，楔形头适合中等硬度的岩样，而尖头则适合较软硬度的岩样。所述压紧螺栓11为四个，相邻两个所述压紧螺栓11之间的夹角为90°。压紧螺栓11的数量主要是针对岩样形状的规则程度来确定，三个或四个甚至多个均可，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单齿单次冲击碎岩实验装置，其特征在于，包括落锤冲击加载单元、底座和数据采集单元，所述落锤冲击加载单元包括竖直导轨、冲锤、锥套筒、弹簧、锥形压块、压头和压头固定座，所述冲锤滑动设置在所述导轨上，所述锥套筒包括上扶正圆筒和下锥筒，在所述上扶正圆筒内设置有弹簧，所述树脂道轨的下端插入到所述上扶正圆筒内，所述下锥筒套在所述锥形压块的上方，所述锥形压块的下方为压头固定座，所述压头安装在所述压头固定座的底面，所述数据采集单元设置在所述锥形压块和所述压头固定座之间，所述底座设置在所述压头的下方。

【技术特征摘要】
1.一种单齿单次冲击碎岩实验装置，其特征在于，包括落锤冲击加载单元、底座和数据采集单元，所述落锤冲击加载单元包括竖直导轨、冲锤、锥套筒、弹簧、锥形压块、压头和压头固定座，所述冲锤滑动设置在所述导轨上，所述锥套筒包括上扶正圆筒和下锥筒，在所述上扶正圆筒内设置有弹簧，所述树脂道轨的下端插入到所述上扶正圆筒内，所述下锥筒套在所述锥形压块的上方，所述锥形压块的下方为压头固定座，所述压头安装在所述压头固定座的底面，所述数据采集单元设置在所述锥形压块和所述压头固定座之间，所述底座设置在所述压头的下方。2.根据权利要求1所述的单齿单次冲击碎岩实验装置，其特征在于，还包括岩样加持单元，所述岩样加持单元设置在所述底座上，所述岩样加持单元包括岩石盛装器皿和至少三根压紧螺栓，每根所述压紧螺栓的插入端均穿过所述岩石盛装器皿的侧壁进入到所述岩石盛装器皿的腔内，相邻两个所述螺栓之间的夹角均相同，所述压紧螺栓与所述岩石盛装器皿的侧壁螺纹连接。3.根据权利要求2所述的单齿单次冲击碎岩实验装置，其特征在于，所述底座为一矩形平台，在所述矩形平台的下方设有柱脚，所述柱脚为可伸缩柱脚，所述可伸缩柱脚为四个，四个所述可伸缩柱脚分布在所述矩形平台的四角。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琴，刘宝林，王瑜，张蔚，卢彤，邹俊，古卫鹏，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：