CN104849157A

CN104849157A - 一种连续冲击破碎试验装置

Info

Publication number: CN104849157A
Application number: CN201510268354.9A
Authority: CN
Inventors: 刘送永; 常欢欢; 杜长龙; 崔新霞; 李建平; 刘增辉
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明公开了一种连续冲击破碎试验装置，包括固定支架、推移支架、冲击组件、旋转组件、连接套、钻杆与钻头、滑块、导轨、推移油缸、岩石和移动架，推移支架在推移油缸作用下通过滑块沿安装在固定支架上的导轨上下滑动，使钻杆与钻头与岩石保持良好接触，冲击组件实现装置的冲击作用，旋转组件实现装置的旋转作用，移动架改变岩石的破碎位置。其结构简单，易于加工制造，方便冲击参数的测量，能够实现冲击作用以及冲旋作用下岩石的连续冲击破碎试验。

Description

一种连续冲击破碎试验装置

技术领域

本发明涉及一种连续冲击破碎试验装置，尤其适用于研究岩石在冲击作用以及冲旋作用下的破碎效果。

背景技术

冲击破碎是岩石破碎的重要的方法之一，其主要试验设备有落锤或摆锤冲击试验台、霍布金森压杆等方法，比较适合研究单次冲击作用，但对多次冲击或者连续冲击开展试验研究比较困难，并且很难开展冲击与其他破岩方法联合作用下的冲击破碎效果的研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、易于加工制造、便于安装测试、实现冲击或冲旋作用下的连续冲击破碎试验装置。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种连续冲击破碎试验装置，包括固定支架、推移支架、冲击组件、旋转组件、连接套、钻杆与钻头、滑块、导轨、推移油缸、岩石和移动架；所述的固定支架为框架结构，固定支架的顶部设有推移油缸，中部左右两侧安装有导轨，所述推移支架经滑块设在固定支架的导轨上，所述的推移油缸通过销轴分别与固定支架、推移支架铰接，滑块固定在推移支架上，在推移油缸作用下推移支架沿导轨上下滑动；所述的冲击组件和旋转组件依次设在推移支架上，旋转组件经连接套与所述钻杆与钻头相连；所述的固定支架底部设有受钻杆与钻头连续冲击的岩石，岩石设在移动架上。

所述的冲击组件包括曲轴、冲击电机、小带轮、导向筒、冲击活塞、活塞销轴、连杆装置、大带轮和轴承座，所述冲击电机固定在推移支架的左侧部，输出轴上设有小带轮，所述曲轴通过轴承座安装在推移支架上部，大带轮安装在曲轴的一端，小带轮经皮带传动带动大带轮把动力传递给曲轴，曲轴通过连杆装置、活塞销轴与冲击活塞连接，导向筒安装在焊接在推移支架上的压紧盘上，冲击活塞安装在导向筒内。

所述的旋转组件包括旋转电机、上壳体、小齿轮、下壳体、受冲杆、大齿轮、推力轴套、推力碟形弹簧，所述的旋转电机固定在推移支架上，旋转电机通过联轴器带动小齿轮、大齿轮转动，小齿轮和大齿轮通过轴承分别安装在上壳体和下壳体上，大齿轮与受冲杆花键连接，受冲杆通过连接套与钻杆与钻头连接，完成旋转作用，推力轴套安装在受冲杆的花键上方，推力碟形弹簧安装在压紧盘与推力轴套之间，下壳体固定在推移支架上，上壳体通过螺钉安装在下壳体上。

所述的连杆装置包括上连杆、弹簧、定位螺母、下连杆、连杆销轴，所述的上连杆与曲轴铰接，定位螺母安装在上连杆上，连杆销轴安装在下连杆上，下连杆通过活塞销轴与冲击活塞连接，弹簧安装在上连杆的导向圆孔底部与连杆销轴之间。

有益效果：本发明通过旋转曲轴带动冲击活塞完成冲击作用，实现连续冲击，其结构简单、易于加工制造，便于安装测试设备，可以通过改变冲击电机的转速得到不同的冲击速度和冲击频率，同时也可以通过改变冲击活塞的质量得到不同的冲击能；旋转组件既可以实现钻杆与钻头的转动，又不影响钻杆与钻头的轴向运动，并可以对钻杆与钻头施加推进力，使钻杆与钻头与岩石保持良好接触，以及缓冲钻杆与钻头的反冲作用，使装置具有较好的岩石破碎效果；连杆装置可以实现避免因曲轴过最低点后上连杆突然转向对冲击活塞冲击过程的影响，使冲击活塞有时间完成冲击过程；移动架底部安装万向轮，方便岩石移动和锁死，改变岩石冲击破碎位置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1左视图的局部剖视图；

图3是拉杆装置的局部剖视图。

图中：1、固定支架；2、推移支架；2-1、压紧盘；3、冲击组件；3-1、曲轴；3-2、冲击电机；3-3、小带轮；3-4、导向筒；3-5、冲击活塞；3-6、活塞销轴；3-7、连杆装置；3-7-1、上连杆；3-7-2、弹簧；3-7-3、定位螺母；3-7-4、下连杆；3-7-5、连杆销轴；3-8、大带轮；3-9、轴承座；4、旋转组件；4-1、旋转电机；4-2、上壳体；4-3、小齿轮；4-4、下壳体；4-5、受冲杆；4-6、大齿轮；4-7、推力轴套；4-8、推力碟形弹簧；5、连接套；6、钻杆与钻头；7、滑块；8、导轨；9、推移油缸；10、岩石；11、移动架。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1、2所示，本发明的连续冲击破碎试验装置，包括固定支架1、推移支架2、冲击组件3、旋转组件4、连接套5、钻杆与钻头6、滑块7、导轨8、推移油缸9、岩石10、移动架11，固定支架1固定在地面，推移支架2在推移油缸9作用下通过滑块7沿安装在固定支架1上的导轨8上下滑动，推移油缸9通过销轴分别与固定支架1、推移支架2铰接，滑块7固定在推移支架2上，冲击组件3、旋转组件4安装在推移支架2上，钻杆与钻头6通过连接套5与受冲杆4-5连接，岩石10固定在移动架11，可以随移动架11移动。

所述的冲击组件3包括曲轴3-1、冲击电机3-2、小带轮3-3、导向筒3-4、冲击活塞3-5、活塞销轴3-6、连杆装置3-7、大带轮3-8、轴承座3-9，固定在推移支架2上的冲击电机3-2通过小带轮3-3、大带轮3-8把动力传递到曲轴3-1，曲轴3-1通过轴承座3-9安装在推移支架2上，曲轴3-1通过连杆装置3-7、活塞销轴3-6与冲击活塞3-5连接，导向筒3-4安装在焊接在推移支架2上的压紧盘2-1上，冲击活塞3-5安装在导向筒3-4内，实现冲击活塞3-5的导向，完成冲击作用。

所述的旋转组件4包括旋转电机4-1、上壳体4-2、小齿轮4-3、下壳体4-4、受冲杆4-5、大齿轮4-6、推力轴套4-7、推力碟形弹簧4-8，固定在推移支架2上的旋转电机4-1通过联轴器带动小齿轮4-3、大齿轮4-6转动，大齿轮4-6通过花键带动受冲杆4-5转动，完成旋转作用，压紧盘2-1通过推力碟形弹簧4-8、推力轴套4-7对受冲杆4-5施加推力，上壳体4-2螺钉安装在固定在推移支架2上的下壳体4-4上。

如图3所示，所述的连杆装置3-7包括上连杆3-7-1、弹簧3-7-2、定位螺母3-7-3、下连杆3-7-4、连杆销轴3-7-5，上连杆3-7-1与曲轴3-1铰接，定位螺母3-7-3安装在上连杆3-7-1上，连杆销轴3-7-5安装在下连杆3-7-4上，下连杆3-7-4通过活塞销轴3-6与冲击活塞3-5连接，弹簧3-7-2安装在上连杆3-7-1的导向圆孔底部与连杆销轴3-7-5之间。

工作过程：通过冲击电机3-2经带传动带动曲轴3-1旋转，由此带动冲击活塞3-5完成上下冲击作用，下连杆3-7-4可以在上连杆3-7-1导向槽中滑动和缓冲，避免因曲轴过最低点后上连杆3-7-1突然转向，对冲击活塞3-5冲击过程的影响，定位螺母3-7-3可以调节上连杆3-7-1和下连杆3-7-4之间的相对滑动位移，以适应不同的冲击深度，旋转电机4-1通过齿轮传动带动受冲杆4-5旋转，由此带动钻杆与钻头6的转动，大齿轮4-6与受冲杆4-5之间是花键传动，既不影响钻杆与钻头6的轴向运动，又可以实现对钻杆与钻头6导向作用，推移油缸8推力施加在推移支架2上，推移支架2通过推力碟形弹簧4-8、推力轴套4-7向受冲杆4-5施加推力，使钻杆与钻头6与岩石10保持良好接触，并可以缓冲钻杆与钻头6的反冲，移动移动架11可以改变岩石10的破碎位置，导向筒3-4与冲击活塞3-5之间以及大齿轮4-6与受冲杆4-5之间靠油脂润滑。

Claims

1.一种连续冲击破碎试验装置，其特征在于：它包括固定支架（1）、推移支架（2）、冲击组件（3）、旋转组件（4）、连接套（5）、钻杆与钻头（6）、滑块（7）、导轨（8）、推移油缸（9）、岩石（10）和移动架（11）；所述的固定支架（1）为框架结构，固定支架（1）的顶部设有推移油缸（9），中部左右两侧安装有导轨（8），所述推移支架（2）经滑块（7）设在固定支架（1）的导轨（8）上，所述的推移油缸（9）通过销轴分别与固定支架（1）、推移支架（2）铰接，滑块（7）固定在推移支架（2）上，在推移油缸（9）作用下推移支架（2）沿导轨（8）上下滑动；所述的冲击组件（3）和旋转组件（4）依次设在推移支架（2）上，旋转组件（4）经连接套（5）与钻杆与钻头（6）相连；所述的固定支架（1）底部设有受钻杆与钻头（6）连续冲击的岩石（10），岩石（10）设在移动架（11）上。

2.根据权利要求1所述的一种连续冲击破碎试验装置，其特征在于：所述的冲击组件（3）包括曲轴（3-1）、冲击电机（3-2）、小带轮（3-3）、导向筒（3-4）、冲击活塞（3-5）、活塞销轴（3-6）、连杆装置（3-7）、大带轮（3-8）和轴承座（3-9），所述冲击电机（3-2）固定在推移支架（2）的左侧部，输出轴上设有小带轮（3-3），所述曲轴（3-1）通过轴承座（3-9）安装在推移支架（2）上部，大带轮（3-8）安装在曲轴（3-1）的一端，小带轮（3-3）经皮带传动带动大带轮（3-8）把动力传递给曲轴（3-1），曲轴（3-1）通过连杆装置（3-7）、活塞销轴（3-6）与冲击活塞（3-5）连接，导向筒（3-4）安装在焊接在推移支架（2）上的压紧盘（2-1）上，冲击活塞（3-5）安装在导向筒（3-4）内。

3.根据权利要求1所述的连续冲击破碎试验装置，其特征在于：所述的旋转组件（4）包括旋转电机（4-1）、上壳体（4-2）、小齿轮（4-3）、下壳体（4-4）、受冲杆（4-5）、大齿轮（4-6）、推力轴套（4-7）、推力碟形弹簧（4-8），所述的旋转电机（4-1）固定在推移支架（2）上，旋转电机（4-1）通过联轴器带动小齿轮（4-3）、大齿轮（4-6）转动，小齿轮（4-3）和大齿轮（4-6）通过轴承分别安装在上壳体（4-2）和下壳体（4-4）上，大齿轮（4-6）与受冲杆（4-5）花键连接，受冲杆（4-5）通过连接套（5）与钻杆与钻头（6）连接，完成旋转作用，推力轴套（4-7）安装在受冲杆（4-5）的花键上方，推力碟形弹簧（4-8）安装在压紧盘（2-1）与推力轴套（4-7）之间，下壳体（4-4）固定在推移支架（2）上，上壳体（4-2）通过螺钉安装在下壳体（4-4）上。

4.根据权利要求2所述的连续冲击破碎试验装置，其特征在于：所述的连杆装置（3-7）包括上连杆（3-7-1）、弹簧（3-7-2）、定位螺母（3-7-3）、下连杆（3-7-4）、连杆销轴（3-7-5），所述的上连杆（3-7-1）与曲轴（3-1）铰接，定位螺母（3-7-3）安装在上连杆（3-7-1）上，连杆销轴（3-7-5）安装在下连杆（3-7-4）上，下连杆（3-7-4）通过活塞销轴（3-6）与冲击活塞（3-5）连接，弹簧（3-7-2）安装在上连杆（3-7-1）的导向圆孔底部与连杆销轴（3-7-5）之间。