[发明专利]一种岩石高速滑动摩擦试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种岩石高速滑动摩擦试验装置的试验方法，其特征在于，该装置包括机箱（1），机箱（1）底部固定设置有两块竖向钢板（11），竖向钢板（11）间相互平行，竖向钢板（11）上端焊接有呈两级阶梯状的平台结构（12），平台结构（12）包括相互连接的下层阶梯平台（121）和上层阶梯平台（122），上层阶梯平台（122）的外缘与机箱（1）外壁连接；

所述竖向钢板（11）的下部固定连接有电机（2），电机主轴（21）从下至上依次连接有减速器（22）、扭矩传感器（23）、转速传感器（24）、轴承（25）和固定试件（3），所述固定试件（3）包括吸盘式电磁铁（31）和固定圆盘（32），所述减速器（22）、扭矩传感器（23）、转速传感器（24）、轴承（25）分别与竖向钢板（11）的侧面固定连接；

所述固定圆盘（32）设置于吸盘式电磁铁（31）上侧；吸盘式电磁铁（31）与独立电源（26）连接；吸盘式电磁铁（31）的下端设置于下层阶梯平台（121）上；固定圆盘（32）设置于上层阶梯平台（122）上；

电机（2）的输出轴上端套接有扭矩传递杆（4），扭矩传递杆（4）的另一端连接有圆形铁盖（42），圆形铁盖（42）下部套设有滑动试件（41）；

该方法包括如下步骤：

S1、机箱（1）置于水平，先将扭矩传递杆（4）从电机主轴（21）上方取出；

S2、在电机主轴（21）上依次安装吸盘式电磁铁（31），石棉隔热层（51）和固定圆盘（32）；

S3、将圆形铁盖（42）固定安装于滑动试件（41）上，然后将滑动试件（41）放置在固定圆盘（32）上，再将扭矩传递杆（4）套设于电机主轴（21）上；使得扭矩传递杆（4）自由端刚好嵌入圆形铁盖（42）上表面的凹槽中，通过插销将扭矩传递杆（4）与圆形铁盖（42）固定，此时扭矩传递杆（4）与圆形铁盖（42）凹槽底部不接触；

S4、在固定圆盘（32）上套设加热炉（5），然后在加热炉（5）的外侧包裹设置一层石棉隔热层（51），开启加热炉（5），对试验装置进行加温，通过温度传感器（52）监测加热炉（5）内环境温度，直至加热炉（5）内环境温度稳定在预设值；

S5、调节与吸盘式电磁铁（31）相连的独立电源（26）的输出功率，对滑动试件（41）施加预定荷载，再启动电机（2），通过扭矩传递杆（4）带动滑动试件（41）按设定速度在固定圆盘（32）上作圆周滑动；

S6、通过扭矩传感器（23）记录扭矩传递杆（4）的扭矩。

2.根据权利要求1所述的岩石高速滑动摩擦试验装置的试验方法，其特征在于，所述吸盘式电磁铁（31）的直径小于下层阶梯平台（121）的外径，且吸盘式电磁铁（31）的厚度与下层阶梯平台（121）的侧壁高度相同；固定圆盘（32）的直径小于上层阶梯平台（122）的外径，且大于下层阶梯平台（121）的外径。

3.根据权利要求2所述的岩石高速滑动摩擦试验装置的试验方法，其特征在于，所述上层阶梯平台（122）上设置有加热炉（5），所述加热炉（5）与上层阶梯平台（122）连接部的内部为圆柱形空腔，所述加热炉（5）连接部的内径大于固定圆盘（32）的外径，且小于上层阶梯平台（122）的外径；

所述加热炉（5）外壁以及固定圆盘（32）与吸盘式电磁铁（31）之间均设置有石棉隔热层（51），加热炉（5）的内壁上贴设有温度传感器（52），加热炉（18）的外壁上设置有与温度传感器相连的电子显示屏（53）。