CN107631898A - 一种立式多功能岩石加工系统 - Google Patents

Abstract

一种立式多功能岩石加工系统，包括设置有垂直升降机构、加工机构、摆动式托盘机构和底座；所述垂直升降机构设置有丝杆传动装置、垂直升降构件和支撑柱，所述垂直升降构件可上下滑动的沿所述支撑柱套设于所述支撑柱，所述丝杆传动装置设置于所述支撑柱，驱动所述垂直升降构件上升或者下降；所述加工机构设置有岩芯加工部件、传动轴和加工电机；所述岩芯加工部件与所述传动轴固定连接，所述传动轴固定连接于所述加工电机的输出轴，所述加工电机的定子固定设置于所述垂直升降构件；所述摆动式托盘机构设置有岩芯夹具、托盘、摆动杆、滑套和驱动盘，所述滚珠丝杠驱动所述托盘水平摆动。具有在经济实惠、结构简单、成本低廉、便于维护的优点。

Description

一种立式多功能岩石加工系统

技术领域

本发明涉及加工石头所用的机械设备技术领域，特别是涉及一种立式多功能岩石加工系统。

背景技术

现有技术中，实验室模拟试验是当前岩土研究技术领域常用的一种方法，而岩石试样的加工是进行各种岩体试验的基本步骤之一。当前岩石加工仪器大多功能单一、结构复杂，只能分别进行取芯、切割、磨平的操作。如：

中国发明专利（专利号：ZL 2014 1 0248969.0）公开了一种“用于岩土工程勘探的岩芯面切割仪及其应用方法”，该切割仪包括两块夹持板，两块夹持板之间通过至少一组钢绞线连接构成框式结构，每组钢绞线至少包括两根钢绞线，其中至少一组钢绞线中的两根处于同一水平面内。该切割仪切得的岩芯面平整清楚，所拍岩芯照片能真实反映岩芯实况。

然而，该切割仪只能实现对岩芯的切割，对于很多研究单位而言，同时购置取芯、切割、磨平等仪器，需耗费较大资金，使得很多研究人员由于受资金限制，只能去外单位加工岩石样品，这种做法无疑增加了时间成本及岩芯转送成本，对科研工作的开展带来了很大的不便。

中国发明专利（专利号：ZL 2009 1 0039247.3）公开了“一种双端面切磨两用岩石加工系统”， 该双端面切磨两用岩石加工系统由底座、升降机、工作台、切磨两用电机系统和夹具系统组成。通过升降机对工作台工作高度进行调节，使切磨两用电机系统上的切刀和磨石能够分别在工作台处于切割高度和磨平高度时进行切割和磨平操作。该双端面切磨两用岩石加工系统能够在一台仪器上实现切割岩样和磨平岩样两种功能。

但是，依然不能够满足对岩石的取芯、切割、磨平功能集成于一台设备中，使得在实际使用中成本仍然较高。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种结构简单、成本低廉、功能全面的岩石加工技术以解决现有技术中的不足之处显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、成本低廉、功能全面的立式多功能岩石加工系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种立式多功能岩石加工系统，其中：包括设置有垂直升降机构、加工机构、摆动式托盘机构和底座；所述垂直升降机构设置有丝杆传动装置、垂直升降构件和支撑柱；所述支撑柱垂直固定设置于所述底座，所述垂直升降构件可上下滑动的沿所述支撑柱套设于所述支撑柱，所述丝杆传动装置设置于所述支撑柱，驱接所述垂直升降构件上升或者下降；所述加工机构设置有岩芯加工部件、传动轴和加工电机；所述岩芯加工部件与所述传动轴固定连接，所述传动轴固定连接于所述加工电机的输出轴，所述加工电机的定子固定设置于所述垂直升降构件；所述摆动式托盘机构设置有岩芯夹具、托盘、摆动杆、滑套和驱动盘；所述岩芯夹具固定设置于所述托盘，所述托盘与所述摆动杆的一端部固定连接，所述摆动杆穿过所述滑套，所述滑套与所述支撑柱铰接，所述摆动杆的另一端部偏心铰接于所述驱动盘，所述驱动盘装设于所述丝杆传动装置的滚珠丝杠的一端部，所述滚珠丝杠驱动所述托盘水平摆动。

通过设置可升降的加工机构和可在平面摆动的托盘机构，通过更换岩芯加工部件，根据不同的工作模式实现在一台仪器上分别进行岩样取芯、切割、磨平三种操作。

优选的，所述丝杆传动装置设置有滚珠丝杠、丝杠螺母、垂直驱动电机、上支承架和下支承架；所述上支承架和所述下支承架分别固定设置于所述支撑柱，所述滚珠丝杠通过轴承穿设于所述上支承架和所述下支承架，所述丝杠螺母与所述滚珠丝杠传动螺接，所述垂直升降构件与所述丝杠螺母固定连接，所述垂直驱动电机的输出轴与所述滚珠丝杠枢接，所述垂直驱动电机的定子固定设置于所述上支承架或者所述支撑柱。

当垂直驱动电机驱动所述滚珠丝杠转动时，所述丝杠螺母带运所述垂直升降构件上升或者下降。

优选的，所述支撑柱设置为导柱，所述垂直升降构件通过导套可上下滑动的套设于所述导柱。

另一优选的，所述摆动式托盘机构设置有驱动销钉，所述驱动销钉固定设置于所述驱动盘，所述摆动杆通过所述驱动销钉与所述驱动盘铰接。

另一优选的，所述岩芯加工部件设置有夹具和可拆装的钻头。

进一步的，所述岩芯加工部件设置有夹具和可拆装的磨头。

更进一步，所述岩芯加工部件设置有夹具和可拆装的切割片。

以上的，所述传动轴穿过所述垂直升降构件，所述传动轴的一端部连接于所述岩芯加工部件，另一端部与所述加工电机的输出轴固定连接。

以上的，所述加工机构设置有冷却水系统，用于将冷却水浇淋冷却所述岩芯加工部件。

以上的，所述底座设置为配重底座，即所述底座设置有配重块。

本发明的有益效果：

本发明的一种立式多功能岩石加工系统，其中：包括设置有垂直升降机构、加工机构、摆动式托盘机构和底座；垂直升降机构设置有丝杆传动装置、垂直升降构件和支撑柱；支撑柱垂直固定设置于底座，垂直升降构件可上下滑动的沿所述支撑柱套设于支撑柱，丝杆传动装置设置于支撑柱，驱接垂直升降构件上升或者下降；加工机构设置有岩芯加工部件、传动轴和加工电机；岩芯加工部件与传动轴固定连接，传动轴固定连接于加工电机的输出轴，加工电机的定子固定设置于垂直升降构件；摆动式托盘机构设置有岩芯夹具、托盘、摆动杆、滑套和驱动盘；岩芯夹具固定设置于托盘，托盘与摆动杆的一端部固定连接，摆动杆穿过滑套，滑套与支撑柱铰接，摆动杆的另一端部偏心铰接于驱动盘，驱动盘装设于丝杆传动装置的滚珠丝杠的一端部，滚珠丝杠驱动托盘水平摆动。

通过设置可升降的加工机构和可在平面摆动的托盘机构，通过更换岩芯加工部件，根据不同的工作模式实现在一台仪器上分别进行岩样取芯、切割、磨平三种操作。由此，本发明的立式多功能岩石加工系统相比现有技术具有以下优点：

1、能够在一台仪器上实现钻取岩芯、切割岩样和磨平岩样三种功能，一机三用，经济实惠。

2、本系统结构简单、成本低廉，便于维护。

3、本系统应用的均是成熟技术，可靠性强。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的一种立式多功能岩石加工系统的结构示意图；

图2是本发明的一种立式多功能岩石加工系统的摆动式托盘机构的结构示意图。

在图1和图2中包括有：

1——底座、

2——支撑柱、

21——垂直升降构件、

22——滚珠丝杠、

23——垂直驱动电机、

24——上支承架、

25——下支承架、

31——加工电机、

32——传动轴、

33——岩芯加工部件、

4——岩芯夹具、

40——岩芯、

41——托盘、

42——摆动杆、

43——驱动盘、

44——驱动销钉、

45——滑套。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例 1

本发明的一种立式多功能岩石加工系统的实施方式之一，如图1、图2表示，包括设置有垂直升降机构、加工机构、摆动式托盘机构和底座1；垂直升降机构设置有丝杆传动装置、垂直升降构件21和支撑柱2；支撑柱2垂直固定设置于底座1，垂直升降构件21可上下滑动的沿所述支撑柱穿过支撑柱2，丝杆传动装置设置于支撑柱2，驱动垂直升降构件21上升或者下降；加工机构设置有岩芯加工部件33、传动轴32和加工电机31；岩芯加工部件33与传动轴32固定连接，传动轴32固定连接于加工电机31的输出轴，加工电机31的定子固定设置于垂直升降构件21；摆动式托盘机构设置有岩芯夹具4、托盘41、摆动杆42、滑套45和驱动盘43；岩芯夹具4固定设置于托盘41，托盘41与摆动杆的一端部固定连接，摆动杆套设于滑套45，滑套45与支撑柱2铰接，摆动杆的另一端部偏心铰接于驱动盘43，驱动盘43装设于丝杆传动装置的滚珠丝杠22的一端部，滚珠丝杠22驱动托盘41水平摆动。当驱动盘43与滚珠丝杠22联接时，滚珠丝杠22带动摆动式托盘机构的驱动盘43转动。托盘41也可以在手动作用下在水平面内摆动，从而完成磨平岩芯40和切割岩芯的工作。

具体的，丝杆传动装置设置有滚珠丝杠22、丝杠螺母、垂直驱动电机23、上支承架24和下支承架25；上支承架24和下支承架25分别固定设置于支撑柱2，滚珠丝杠22通过轴承穿设于上支承架和下支承架25，丝杠螺母与滚珠丝杠22传动螺接，垂直升降构件21与丝杠螺母固定连接，垂直驱动电机23的输出轴与滚珠丝杠22枢接，垂直驱动电机23的定子固定设置于上支承架或者支撑柱2。当垂直驱动电机23驱动滚珠丝杠22转动时，丝杠螺母带运垂直升降构件21上升或者下降。

通过设置可升降的加工机构和可在平面摆动的托盘机构，通过更换岩芯40加工部件33，根据不同的工作模式实现在一台仪器上分别进行岩样取芯、切割、磨平三种操作。由此，本发明的立式多功能岩石加工系统相比现有技术具有结构简单、成本低廉、功能全面的特点。

具体的，支撑柱2设置为导柱，垂直升降构件21通过导套可上下滑动的套设于导柱。

更具体的，摆动式托盘机构设置有驱动销钉44，驱动销钉44固定设置于驱动盘43，摆动杆通过驱动销钉44与驱动盘43铰接。

具体的，加工机构设置有冷却水系统，冷却水系统将冷却水浇淋于岩芯加工部件33上。或者冷却水系统将冷却水浇淋在被加工的岩芯上，起冷却作用。

具体的，传动轴32套设于垂直升降构件21，传动轴32的一端部连接于岩芯加工部件33，另一端部与加工电机31的输出轴固定连接。

具体的，底座1设置为配重底座，配重底座设置有配重块。配重底座主要用于稳定机器，在机器运作时通过自身重量稳定整台机器。

具体的，岩芯加工部件33设置有夹具和可拆装的钻头。

本实施例的工作过程：

当岩芯加工部件33为钻头时，此时不安装摆动式托盘机构的驱动销钉44，托盘41不动，此时可以利用立式多功能岩石加工系统实现钻取实验室规格岩芯的功能，具体实现方式如下：

1、将原始岩芯40用岩芯夹具4夹紧；

2、安装好钻头，接通冷却水；

3、启动加工电机31；

4、启动垂直驱动电机23，钻取岩芯；

5、岩芯钻取完成后，关闭加工电机31，反向启动垂直驱动电机23，提升整个加工机构；

6、关闭冷却水，取下钻头，从取芯钻头中取出的实验室规格岩芯；

7、整理仪器。

实施例 2

本发明的一种立式多功能岩石加工系统的实施方式之一，如图1、图2所示，本实施例2的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例2中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：岩芯加工部件33设置有夹具和可拆装的磨头。

本实施例的工作过程：

当岩芯加工部件33设置有夹具和可拆装的磨头时，此时安装摆动式托盘机构的驱动销钉44，托盘41在平面内摆动，此时可以利用立式多功能岩石加工系统实现磨平岩芯的功能，具体实现方式如下：

1、将前述切割好的岩芯用夹具夹紧；

2、安装好磨头，接通冷却水；

3、手动将托盘41在水平面内移动，使岩芯位置位于磨头在托盘41内的投影之外；

4、插上驱动销钉44，目的是当驱动盘43在滚珠丝杠22驱动下转动时，托盘41被驱动盘43带动，在水平面内左右摆动；

5、先启动加工电机31、然后启动垂直驱动电机23，此时，加工机构在垂直升降机构带动下向下运动，岩芯在摆动式托盘机构带动下在一平面内左右摆动，上述两种运动共同左右下，完成磨头对岩芯上表面的磨平工作；

6、磨平完成后，反向启动垂直驱动电机23，提升加工机构；

7、取下磨平好的岩芯，整理仪器。

实施例 3

本发明的一种立式多功能岩石加工系统的实施方式之一，如图1、图2所示，本实施例3的主要技术方案与实施例1或实施例2基本相同，在本实施例3中未作解释的特征，采用实施例1或实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1或实施例2的区别在于：岩芯加工部件33设置有夹具和可拆装的切割片。

本实施例的工作过程：

当岩芯加工部件33设置有夹具和可拆装的时，此时不安装摆动式托盘机构的驱动销钉44，手动使托盘41在平面内摆动，此时可以利用立式多功能岩石加工系统实现切割岩芯的功能，具体实现方式如下：

1、将前述钻好的实验室规格岩芯用夹具夹紧；

2、安装好切割片，接通冷却水；

3、手动将托盘41在水平面内移动，使岩芯位置位于切割片在托盘41内的投影之外；

4、启动垂直驱动电机23，使切割片位置向下移动，位于想要切割岩芯的位置处；

5、关闭垂直驱动电机23，启动加工电机31；

6、手动缓慢移动托盘41，使岩芯向切割片移动，完成切割工作；

7、整理仪器。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种立式多功能岩石加工系统，其特征在于：

包括设置有垂直升降机构、加工机构、摆动式托盘机构和底座；

所述垂直升降机构设置有丝杆传动装置、垂直升降构件和支撑柱；

所述支撑柱垂直固定设置于所述底座，所述垂直升降构件可上下滑动的沿所述支撑柱套设于所述支撑柱，所述丝杆传动装置设置于所述支撑柱，驱接所述垂直升降构件上升或者下降；

所述加工机构设置有岩芯加工部件、传动轴和加工电机；

所述岩芯加工部件与所述传动轴固定连接，所述传动轴固定连接于所述加工电机的输出轴，所述加工电机的定子固定设置于所述垂直升降构件；

所述摆动式托盘机构设置有岩芯夹具、托盘、摆动杆、滑套和驱动盘；

所述岩芯夹具固定设置于所述托盘，所述托盘与所述摆动杆的一端部固定连接，所述摆动杆穿过所述滑套，所述滑套与所述支撑柱铰接，所述摆动杆的另一端部偏心铰接于所述驱动盘，所述驱动盘装设于所述丝杆传动装置的滚珠丝杠的一端部，所述滚珠丝杠驱动所述托盘水平摆动。

2.根据权利要求1所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：

所述丝杆传动装置设置有滚珠丝杠、丝杠螺母、垂直驱动电机、上支承架和下支承架；

所述上支承架和所述下支承架分别固定设置于所述支撑柱，所述滚珠丝杠通过轴承穿设于所述上支承架和所述下支承架，所述丝杠螺母与所述滚珠丝杠传动螺接，所述垂直升降构件与所述丝杠螺母固定连接，所述垂直驱动电机的输出轴与所述滚珠丝杠枢接，所述垂直驱动电机的定子固定设置于所述支承架或者所述支撑柱。

3.根据权利要求1或2所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述支撑柱设置为导柱，所述垂直升降构件通过导套可上下滑动的套设于所述导柱。

4.根据权利要求1或2所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述摆动式托盘机构设置有驱动销钉，所述驱动销钉固定设置于所述驱动盘，所述摆动杆通过所述驱动销钉与所述驱动盘铰接。

5.根据权利要求1或2所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述岩芯加工部件设置有夹具和可拆装的钻头。

6.根据权利要求1或2所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述岩芯加工部件设置有夹具和可拆装的磨头。

7.根据权利要求1或2所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述岩芯加工部件设置有夹具和可拆装的切割片。

8.根据权利要求1或2所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述传动轴穿过所述垂直升降构件，所述传动轴的一端部连接于所述岩芯加工部件，另一端部与所述加工电机的输出轴固定连接。

9.根据权利要求8所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述加工机构设置有冷却水系统，用于将冷却水浇淋冷却所述岩芯加工部件。

10.根据权利要求3所述的立式多功能岩石加工系统，其特征在于：所述底座设置为配重底座，即所述底座设置有配重块。