CN106769332A - 一种多功能试样加工设备及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能试样加工设备及使用方法。所述多功能试样加工设备，包括岩样固定机构、切割机构、定位机构、控制机构，岩样固定机构设置有上部涡轮、下部涡轮、可动底座、试样固定台、螺母、螺丝、试样夹板、固定底座，切割机构设置有伸展臂、线锯、上部支撑轮、旋转马达、上部往复转动马达、下部往复转动马达、下部支撑轮，定位机构设置有承载臂、伸缩千斤顶支架、横杆，控制机构设置有中央服务器、电路控制中心、数据线、供压泵、液压油管。本发明在控制机构控制下通过岩样固定机构进行样品固定，利用切割机构进行样品切割，通过定位机构确定样品具体切割路径，最终在四大机构的高效配合下，实现不同尺寸实验样品的快速精确加工。

Description

一种多功能试样加工设备及使用方法

技术领域

本发明涉及一种多功能试样加工设备、以及应用所述试验台的方法。

背景技术

通过岩石力学试验是认识煤岩体的基本物理力学特性的途径之一，对于煤矿巷道支护、矿山压力控制、采场顶底板的稳定性分析具有重要的意义。岩石力学试验岩石试件一般用岩芯或者岩块加工而成，试件的加工应满足国家“工程岩体试验方法标准”中的要求。目前常规的岩石试件加工方法，包括岩芯钻取和直线切割与磨削，一般的岩芯钻机钻头是作垂直钻取运动，切割机锯片是固定或只作水平切割运动，对于脆性层状煤岩体，钻取时往往无法取出完整的试样及切割过程中试样易沿层理方向断裂。

因此针对脆性层状煤岩体加工过程中易碎、易开裂的特点，克服现有加工技术的不足，这对于提高岩石试样加工精度、成功率，更好的研究煤岩石的力学性质及相关工程实践具有重要意义。基于上述情况，迫切需要一种多功能试样加工设备，实现不同地质条件下不同岩性实验用岩样快速加工，达到精确高效切割不同尺寸岩样的目的。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种多功能试样加工设备，本发明在控制机构控制下通过岩样固定机构进行样品固定，利用切割机构进行样品切割，通过定位机构确定样品具体切割路径，最终在四大机构的的高效配合下，实现不同尺寸实验样品的快速精确加工。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多功能试样加工设备，包括：

岩样固定机构，包括上部涡轮、下部涡轮、可动底座、试样固定台、螺母、螺丝、试样夹板、固定底座，所述可动底座通过上部涡轮、下部涡轮分别与试样固定台、固定底座丝动连接，所述试样夹板通过螺丝、螺母与试样固定台连接；

切割机构，包括伸展臂、线锯、上部支撑轮、旋转马达、上部往复转动马达、下部往复转动马达、下部支撑轮，所述旋转马达与伸展臂齿动连接，所述线锯分别通过上部支撑轮、下部支撑轮与上部往复转动马达、下部往复转动马达连接；

定位机构，包括承载臂、伸缩千斤顶、横杆，所述横杆通过伸缩千斤顶相互间铰动连接，与承载臂铰动连接；

控制机构，包括中央服务器、电路控制中心、数据线、供压泵、液压油管，所述中央服务器通过数据线与电路控制中心连接，所述电路控制中心通过数据线与供压泵连接，所述供压泵通过液压油管与所述伸缩千斤顶连接。

优选地，所述可移动底座通过上部涡轮与试样固定台丝动连接，并通过下部涡轮与固定底座丝动连接。

优选地，所述横杆通过伸缩千斤顶进行相互间铰动连接，其两端分别与旋转马达及承载臂连接。

本发明还提出了一种多功能试样加工设备应用方法，应用上述实验台，其包括如下实验步骤：

a、打开电源，检查装置各部件运转情况，确保部件正常运转后开始试件加工；

b、根据实验要求确定煤岩样形状、尺寸；

c、选择原岩试样并放置在试样夹板中的矩形空间内，利用螺丝、螺母将试样夹板和试样固定；

d、通过伸缩千斤顶、旋转马达、伸展臂调整线锯位置，通过上部涡轮、下部涡轮对应调整试样固定台、可动底座至合适位置；

e、在中央服务器中输入指令控制上部往复转动马达、下部往复转动马达带动线锯作往复运动，同时调动上部涡轮，通过试样固定台和试样夹板带动煤岩试样往远离承载臂的方向运动，使得线锯切入煤岩样一定距离；

f、调动旋转马达带动线锯作旋转运动，线锯旋转一圈后旋转上部涡轮，通过试样固定台和试样夹板带动煤岩试样运动，使得线锯切出煤岩样一定距离，完成圆柱形试样切割；

g、重复步骤e，并固定线锯，调动上部涡轮、下部涡轮移动可动底座、试样固定台进行试样平面运动，完成试样的矩形切割；

h、关闭电源，拧开螺母松开试样夹板，取出试样，重复步骤c、d、e、f、g，即可获得圆柱形试样及矩形试样；

i、煤岩样加工完毕，关闭电源，并清理装置，通风干燥后保存装置。

与现有试样加工装置相比，本发明具有如下优点：

本发明述及的多功能试样加工设备，其中可动底座通过上部涡轮、下部涡轮分别与试样固定台、固定底座丝动连接实现固定试件的前后左右移动，达到加工矩形试样的目的；在横杆、伸缩千斤顶及承载臂配合下，旋转马达带动伸展臂调动线锯进行岩样的旋转切割，达到加工圆柱形试样目的，最终在各部件配合下实现不同尺寸形状试样的加工。

附图说明

图1为本发明实施例中整体结构图；

图2为本发明实施例中局部结构图。

图中：1-可动底座；2-试样固定台；3-螺母；4-螺丝；5-线锯；6-承载臂；7-上部支撑轮；8-旋转马达；9-上部往复转动马达；10-伸缩千斤顶支架；11-试样夹板；13-固定底座；14-上部涡轮；17-横杆；18-下部往复转动马达；19-下部支撑轮；20-下部涡轮；22-液压油管；23-供压泵；24-数据线；25-电路控制中心；26-中央服务器；27-伸展臂。

具体实施方式

如图1、图2中所示，本发明的主要部件由岩样固定机构，切割机构，定位机构，控制机构四部分组成。岩样固定机构中，所述可动底座1通过上部涡轮14、下部涡轮20分别与试样固定台2、固定底座13丝动连接，所述试样夹板11通过螺丝4、螺母3与试样固定台2连接；切割机构中，所述旋转马达8与伸展臂27齿动连接，所述线锯5分别通过上部支撑轮7、下部支撑轮19与上部往复转动马达9、下部往复转动马达18连接；定位机构中，所述横杆17通过伸缩千斤顶10分别相互间及与承载臂6铰动连接；控制机构中，所述中央服务器26通过数据线24与电路控制中心25连接，所述电路控制中心25通过数据线24与供压泵23连接。

本发明的安装架结构如图1所示。先将试样可动底座1、下部涡轮20安装在固定底座13上，旋转下部涡轮20控制可动底座1移动。然后将承载臂6安装在固定底座13上，拧紧固定螺母3将承载臂6固定；承载臂6和横杆17通过铰接连结，同时安装伸缩千斤顶10控制横杆17运动；安装上部支撑轮7、旋转马达8和上部往复转动马达9并与横杆17连结，将下部往复转动马达18、下部支撑轮19安装在可动底座1上，同时在上部往复转动马达9和下部往复转动马达18间安装线锯5。最后将试样固定台2安装在可动底座1上，拧紧固定螺母3将式样固定台固定，旋转上部涡轮14控制试样固定台2和试样夹板11动；试样夹板11对准试样固定台2上的螺丝4后穿入，拧上螺母3将试样夹板11与试样固定台2固定，保证试样夹板11的矩形空间比煤岩试样稍大时，暂时不再拧紧螺母3。

将煤岩试样放在试样夹板11中的矩形空间内，然后利用螺母3将试样夹板11和试样固定。

使用本发明开展煤岩试样加工的大致步骤如下：

a、打开电源，检查装置各部件运转情况，确保部件正常运转后开始试件加工；

b、根据实验要求确定煤岩样形状、尺寸；

c、选择原岩试样并放置在试样夹板11中的矩形空间内，利用螺丝4、螺母3将试样夹板11和试样固定；

d、通过伸缩千斤顶10、旋转马达8、伸展臂27调整线锯5位置，通过上部涡轮14、下部涡轮20对应调整试样固定台2、可动底座1至合适位置；

e、在中央服务器26中输入指令控制上部往复转动马达9、下部往复转动马达18带动线锯5作往复运动，同时调动上部涡轮14，通过试样固定台2和试样夹板11带动煤岩试样往远离承载臂6的方向运动，使得线锯5切入煤岩样一定距离；

f、调动旋转马达8带动线锯5作旋转运动，线锯5旋转一圈后旋转上部涡轮14，通过试样固定台2和试样夹板11带动煤岩试样运动，使得线锯5切出煤岩样一定距离，完成圆柱形试样切割；

g、重复步骤e，并固定线锯5，调动上部涡轮14、下部涡轮20移动可动底座1、试样固定台2进行试样平面运动，完成试样的矩形切割；

h、关闭电源，拧开螺母3松开试样夹板11，取出试样，重复步骤c、d、e、f、g，即可获得圆柱形试样及矩形试样；

i、煤岩样加工完毕，关闭电源，并清理装置，通风干燥后保存装置。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (4)

1.一种多功能试样加工设备，其特征在于：所述多功能试样加工设备包括：

岩样固定机构，包括上部涡轮、下部涡轮、可动底座、试样固定台、螺母、螺丝、试样夹板、固定底座，所述可动底座通过上部涡轮、下部涡轮分别与试样固定台、固定底座丝动连接，所述试样夹板通过螺丝、螺母与试样固定台连接；

切割机构，包括伸展臂、线锯、上部支撑轮、旋转马达、上部往复转动马达、下部往复转动马达、下部支撑轮，所述旋转马达与伸展臂齿动连接，所述线锯分别通过上部支撑轮、下部支撑轮与上部往复转动马达、下部往复转动马达连接；

定位机构，包括承载臂、伸缩千斤顶、横杆，所述横杆通过伸缩千斤顶相互间铰动连接，与承载臂铰动连接；

控制机构，包括中央服务器、电路控制中心、数据线、供压泵、液压油管，所述中央服务器通过数据线与电路控制中心连接，所述电路控制中心通过数据线与供压泵连接，所述供压泵通过液压油管与所述伸缩千斤顶连接。

2.根据权利要求1所述的多功能试样加工设备，其特征在于：所述可移动底座通过上部涡轮与试样固定台丝动连接，并通过下部涡轮与固定底座丝动连接。

3.根据权利要求1所述的多功能试样加工设备，其特征在于：所述横杆通过伸缩千斤顶进行相互间铰动连接，其两端分别与旋转马达及承载臂连接。

4.一种多功能试样加工设备应用方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任一项所述的多功能试样加工设备，包括如下步骤：

a、打开电源，检查装置各部件运转情况，确保部件正常运转后开始试件加工；

b、根据实验要求确定煤岩样形状、尺寸；

c、选择原岩试样并放置在试样夹板中的矩形空间内，利用螺丝、螺母将试样夹板和试样固定；

d、通过伸缩千斤顶、旋转马达、伸展臂调整线锯位置，通过上部涡轮、下部涡轮对应调整试样固定台、可动底座至合适位置；

e、在中央服务器中输入指令控制上部往复转动马达、下部往复转动马达带动线锯作往复运动，同时调动上部涡轮，通过试样固定台和试样夹板带动煤岩试样往远离承载臂的方向运动，使得线锯切入煤岩样一定距离；

f、调动旋转马达带动线锯作旋转运动，线锯旋转一圈后旋转上部涡轮，通过试样固定台和试样夹板带动煤岩试样运动，使得线锯切出煤岩样一定距离，完成圆柱形试样切割；

g、重复步骤e，并固定线锯，调动上部涡轮、下部涡轮移动可动底座、试样固定台进行试样平面运动，完成试样的矩形切割；

h、关闭电源，拧开螺母松开试样夹板，取出试样，重复步骤c、d、e、f、g，即可获得圆柱形试样及矩形试样；

i、煤岩样加工完毕，关闭电源，并清理装置，通风干燥后保存装置。