装置运行时，由往复驱动电机驱动的偏心凸轮机构，推动往复运动机构做高速往复运动；另一路变频电机驱动联动滑移装置，带动主轴箱系统旋转，主轴箱有三爪卡盘，其上固定另一个试件做高速旋转运动，两组运动重复叠加在一起接触摩擦，产生高热火花。通过改变变频电机的转速及压缩空气压强，从而得到试验试件的线速度和正压力。岩石摩擦火花试验装置结构原理图如下。