CN112082842B - 实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，包括底部支座、试样自转装置、顶部支座、磨具固定支座以及喷水装置，其中顶部支座与底部支座相对固定，所述喷水装置在顶部支座上滑动，所述磨具固定支座固定设置在所述顶部支座与底部支座中间，所述试样自转装置设置在所述顶部支座与底部支座的两侧，所述试样自转装置通过底部支座上设置的电机滑块在伸缩臂装置的驱动下，向顶部支座处设置的磨具靠近，以进行岩石试样的打磨；其可以对岩石试样进行高效打磨加工，简化了岩石试样的加工过程。

Description

实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置

技术领域

本发明涉及岩石试样加工技术领域，尤其涉及一种实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置。

背景技术

在岩石力学研究过程中，需要对岩石进行力学或其他性能的研究测试，为满足研究测试的需要，岩石试样需要加工成两头粗，中间细的哑铃状结构。目前对于这种特殊结构岩石试样的加工方式，一般采用人工打磨或传统的磨床设备，人工打磨存在不仅效率低下，人工劳动强度也较大等问题，遇到强度高的岩石，十分的费力；采用磨床设备加工，则加工成本相对而言较高，加工灵活程度低，试样的制作一般需要专业的磨床操作工来操作，无法做到在实验室随制随用，非常不便。针对以上情况存在的问题，十分迫切的需要发明一种简单、高效的岩石试样制作装置。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置。

为实现本发明的目的，提供一种实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，包括底部支座、试样自转装置、顶部支座、磨具固定支座以及喷水装置；

所述底部支座包括底部水平导轨和孔槽，所述孔槽用于安装电机滑块，所述试样自转装置通过电机滑块安装在底部水平导轨上，所述试样自转装置包括第一自转装置和第二自转装置，所述第一自转装置从底部水平导轨由下至上依次设置电机滑块、同轴电机、旋转杆、竖向固定杆、下轴承、下承压板、和下橡胶垫板，所述第二自转装置从顶部水平导轨由上至下依次包括顶部滑块、微调紧固螺丝、上轴承、上承压板、和上橡胶垫板；

所述顶部支座包括顶部水平导轨，所述顶部水平导轨上安装有伸缩臂装置、两端的固定块、顶部水平导轨两侧的出水管，所述顶部水平导轨与伸缩臂装置结合以使得试样水平左右移动；所述的磨具固定支座包括固定支座、电机、多个尺寸的磨具、磨具夹片以及磨具两头的磨具固定螺栓；所述喷水装置包括顶部水平导轨两侧的出水管、水管顶丝螺栓、水管滑块以及用于供水的水泵；

所述顶部支座与底部支座相对固定，所述喷水装置在顶部支座上滑动，所述磨具固定支座固定设置在所述顶部支座与底部支座中间，所述试样自转装置设置在所述顶部支座与底部支座的两侧，所述试样自转装置通过底部支座上设置的电机滑块在伸缩臂装置的驱动下，向中间磨具固定支座处设置的磨具靠近，以进行岩石试样的打磨。

在一个实施例中，所述底部水平导轨与顶部水平导轨分别设有钢刻度尺，以准确固定岩石试样的初始安装位置，并结合两端试样自转装置的伸缩臂装置来控制岩石试样在打磨时的移动距离。

在一个实施例中，所述伸缩臂装置的控制线从两端的固定块接出，连接到对应的驱动装置来驱使伸缩臂的移动。

具体地，所述伸缩臂装置还连接一个位移传感器，用以控制岩石试样的移动距离。

在一个实施例中，所述喷水装置设置在顶部水平导轨两侧，所述喷水装置包括一个进水孔以及竖直空心管，所述竖直空心管管内设置由上至下设有等间距的出水孔，竖直空心管顶部通过水管滑块与水管顶丝螺栓限定在顶部水平导轨上，在打磨过程中，通过移动水管滑块的位置来改变顶部水平导轨两侧的出水管的位置来给打磨的岩样降温润滑。

在一个实施例中，所述磨具前后两面固定装有固定夹片并用磨具固定螺栓加以固定，以防止打磨时磨具刚度不够发生弯曲。

上述实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，包括底部支座、试样自转装置、顶部支座、磨具固定支座以及喷水装置，其中顶部支座与底部支座相对固定，所述喷水装置在顶部支座上滑动，所述磨具固定支座固定设置在所述顶部支座与底部支座中间，所述试样自转装置设置在所述顶部支座与底部支座的两侧，所述试样自转装置通过底部支座上设置的电机滑块在伸缩臂装置的驱动下，向中间磨具固定支座处设置的磨具靠近，以进行岩石试样的打磨；其可以对岩石试样进行高效打磨加工，简化了岩石试样的加工过程。

附图说明

图1是一个实施例的实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置结构示意图；

图2是一个实施例中实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置的部分结构示意图；

图3是一个实施例中实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置工作过程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在一个实施例中，提供一种实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，包括底部支座、试样自转装置、顶部支座、磨具固定支座以及喷水装置；

所述底部支座包括底部水平导轨和孔槽，所述孔槽用于安装电机滑块，所述试样自转装置通过电机滑块安装在底部水平导轨上，所述试样自转装置包括第一自转装置和第二自转装置，所述第一自转装置从底部水平导轨由下至上依次设置电机滑块、同轴电机、旋转杆、竖向固定杆、下轴承、下承压板、和下橡胶垫板，所述第二自转装置从顶部水平导轨由上至下依次包括顶部滑块、微调紧固螺丝、上轴承、上承压板、和上橡胶垫板；

所述顶部支座包括顶部水平导轨，所述顶部水平导轨上安装有伸缩臂装置、两端的固定块、顶部水平导轨两侧的出水管，所述顶部水平导轨与伸缩臂装置结合用以固定试样水平左右移动的轨迹；所述的磨具固定支座包括固定支座、电机、多个尺寸的磨具、磨具夹片以及磨具两头的磨具固定螺栓；所述喷水装置包括顶部水平导轨两侧的出水管、水管顶丝螺栓、水管滑块以及用于供水的水泵；

所述顶部支座与底部支座相对固定，所述喷水装置在顶部支座上滑动，所述磨具固定支座固定设置在所述顶部支座与底部支座中间，所述试样自转装置设置在所述顶部支座与底部支座的两侧，所述试样自转装置通过底部支座上设置的电机滑块在伸缩臂装置的驱动下，向中间磨具固定支座处设置的磨具靠近，以进行岩石试样的打磨。

具体地，上述水平导轨(包括底部水平导轨和顶部水平导轨)中部都设有孔槽，底部水平导轨用以固定电机滑块，顶部水平导轨作为固定试样滑动轨迹的卡槽，水平导轨的两端设有固定块，作为伸缩臂伸缩的支撑。

上述实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，包括底部支座、试样自转装置、顶部支座、磨具固定支座以及喷水装置，其中顶部支座与底部支座相对固定，所述喷水装置在顶部支座上滑动，所述磨具固定支座固定设置在所述顶部支座与底部支座中间，所述试样自转装置设置在所述顶部支座与底部支座的两侧，所述试样自转装置通过底部支座上设置的电机滑块在伸缩臂装置的驱动下，向中间磨具固定支座处设置的磨具靠近，以进行岩石试样的打磨；其可以对岩石试样进行高效打磨加工，简化了岩石试样的加工过程。

在一个实施例中，所述底部水平导轨与顶部水平导轨分别设有钢刻度尺，以准确固定岩石试样的初始安装位置，并结合两端试样自转装置的伸缩臂装置来控制岩石试样在打磨时的移动距离。

在一个实施例中，所述伸缩臂装置的控制线从两端的固定块接出，连接到对应的驱动装置来驱使伸缩臂的移动。

具体地，所述伸缩臂装置还连接一个位移传感器，用以控制岩石试样的移动距离。

在一个实施例中，所述喷水装置设置在顶部水平导轨两侧，所述喷水装置包括一个进水孔以及竖直空心管，所述竖直空心管管内设置由上至下设有等间距的出水孔，竖直空心管顶部通过水管滑块与水管顶丝螺栓限定在顶部水平导轨上，在打磨过程中，通过移动水管滑块的位置来改变顶部水平导轨两侧的出水管的位置来给打磨的岩样降温润滑。

在一个实施例中，所述磨具前后两面固定装有固定夹片并用磨具固定螺栓加以固定，以防止打磨时磨具刚度不够发生弯曲。

在一个实施例中，上述磨具固定支座还可以设置竖向固定装置，竖向固定装置包括滑杆、滑杆顶丝螺栓、和竖向固定立杆等部分，竖向固定立杆是中空的，通过微调紧固螺丝将滑杆固定在竖向固定立杆内，竖向固定立杆设有螺纹孔，通过滑杆顶丝螺栓与螺纹孔的配合将滑杆固定在竖向固定立杆内，通过微调紧固螺丝与竖向固定装置将试样固定在上下承压板之间。

在上述实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置的工作过程中，哑铃型岩石试件制备装置的加工方法可以包括如下步骤：

步骤一，准备岩样：准备圆柱形岩样，确保其侧面光滑；

步骤二，装置调试：检查电机是否匀速旋转，调试左右两侧以及磨具的电机旋转轴，检查电机旋转轴是否对中，防止偏心旋转；

步骤三，选择磨片：根据步骤一所选岩样的材质，并结合成品岩样的结构参数，选择合适材质合适大小的磨片，将其固定在磨具固定支座上；

步骤四，安装岩样：完成步骤三后，将两个岩石试样分别放入试样自转装置内，确保岩样轴线与下轴承和上轴承的之间的旋转轴中心线

重合，通过拧紧上部微调紧固螺丝与滑杆顶丝螺栓将岩样固定夹具内；

步骤五，岩样位置调整，通过控制上下两侧伸缩臂驱动装置，结合钢刻度尺，将两侧岩样位置调整到距磨片相同的合适位置，从而保证上下岩样不发生倾斜；

步骤六，调节顶部支座顶部水平导轨两侧的出水管位置，在步骤五的基础上，调节合适的水管位置，保证打磨时，水管出射的水能够淋湿岩样；

步骤七，打磨岩样，启动左右两侧以及磨具的电机，并打开伸缩臂驱动装置，使两侧的岩样向中间的磨具靠拢，从而对岩样进行打磨；

步骤八，刻度控制，根据试样打磨程度，每次手动调整顶部导轨与底部导轨两侧伸缩臂的伸长距离控制为2毫米，使左右两侧试样的位移保持一致，以确保加工精度；

步骤九，打磨直至所需的位置，关闭电源，依次松开左右两侧的微调紧固螺栓以及滑杆顶丝螺栓，小心的取出岩样，清理试样装置。

在一个实施例中，上述实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置可以参考图1、图2所示，包括底部支座，顶部支座、磨具固定支座、试样自转装置以及喷水装置。底部支座包括水平向导轨24，底部伸缩臂装置20以及两端的固定块21，底部支座设有孔槽用以安装电机滑块11，电机滑块上固定使试样自转的同轴电机10，水平向导轨通过滑块可以使试样左右移动；顶部支座与底部支座一样设有水平导轨18，与伸缩臂20结合用以固定试样水平左右移动的轨迹；磨具固定装置包括固定支座、电机10、圆形磨具27以及磨具夹片25，为制作不同尺寸的哑铃型试样，可以更换不同直径的圆形磨具27。试样自转装置从底部水平导轨由下至上分别是电机滑块11、同轴电机10、旋转杆9、竖向固定立杆12、下轴承8、下承压板5、下橡胶垫板4，从顶部水平导轨由上至下分别是顶部滑块19、微调紧固螺丝7、上轴承6、上承压板16、上橡胶垫板17。

本实施例中，底部与顶部的水平导轨18、24设有钢刻度尺，用以准确固定试样的初始安装位置，并结合两端的伸缩臂20控制装置来控制试样在打磨时的移动距离。

本实施例中，所有水平导轨中部都设有孔槽，底部用以固定电机滑块11，顶部作为固定试样滑动轨迹的卡槽，水平导轨的两端设有固定块21，作为伸缩臂伸缩的支撑。

本实施例中，伸缩臂的控制线22从两端的固定块接出，连接到对应的驱动装置来驱使伸缩臂的移动，并连接一个位移传感器，用以控制试样的移动距离。

本实施例中，装置两侧布置喷水装置，由一个进水孔23以及竖直空心管构成，管内由上至下设有等间距的出水孔1，顶部通过水管滑块3与水管顶丝螺栓2限定在顶部水平导轨上。

本实施例中，磨具27前后两面都固定装有固定夹片25并用磨具固定螺栓26加以固定，防止打磨时磨具刚度不够发生弯曲。

本实施例中，竖向固定杆由滑杆14、滑杆顶丝螺栓13、竖向固定立杆12部分构成，竖向固定立杆是中空的，通过微调紧固螺丝将滑杆固定在竖向固定立杆内，所设的竖向固定立杆设有螺纹孔，通过滑杆顶丝螺栓与螺纹孔的配合将滑杆固定在竖向立杆内。

相应地，如图3所示，实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置的工作过程可以包括以下步骤：

步骤一，准备岩样：准备规则的圆柱形岩样15，确保其侧面光滑；

步骤二，装置调试：检查电机是否匀速旋转，调试左右两侧以及磨具的电机旋转轴，检查电机旋转轴是否对中，防止偏心旋转；

步骤三，选择磨片：根据步骤一所选岩样的材质，并结合成品岩样的结构参数，选择合适材质合适大小的磨片27，将其固定在磨具装置上；

步骤四，安装岩样：完成步骤三后，将两个岩石试样分别放入岩样夹具内，确保岩样轴线与旋转轴中心线重合，通过拧紧上部微调紧固螺丝7与滑杆顶丝螺栓13将岩样固定夹具内；

步骤五，岩样位置调整，通过控制上下两侧伸缩臂驱动装置20，结合钢刻度尺，将两侧岩样位置调整到距磨片相同的合适位置，从而保证上下岩样不发生倾斜；

步骤六，调节水管位置，在步骤五的基础上，调节合适的水管位置，保证打磨时，水管出射的水能够淋湿岩样；

步骤七，打磨岩样，启动左右两侧以及磨具的电机，并打开伸缩臂驱动装置，使两侧的岩样向中间的磨具靠拢，从而对岩样进行打磨；

步骤八，刻度控制，根据两侧的位移传感器传回的位移数据，实时调节伸缩臂驱动装置，使左右两侧的位移保持一致，以确保加工精度；

步骤九，打磨直至所需的位移，关闭电源，依次松开左右两侧的微调紧固螺栓7以及滑杆顶丝螺栓13，小心的取出岩样，清理试样装置。

本实施例的有益效果包括：

与传统制作方案不同，本实施例采用双工位的岩石试样制作方案，大大的提高了试样制作的效率，且本实施例结构简单，可满足不同试验环境的要求，可随制随用；

(2)根据竖向滑杆上下移动可以调节试样的安装空间，满足不同大小的试样安装需求，通过跟换不同大小的磨片，可以满足不同成品试样结构的要求；

(3)根据位移传感器传回的位移数据，通过调节伸缩臂的位移，以此来控制试样加工精度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，其特征在于，包括底部支座、试样自转装置、顶部支座、磨具固定支座以及喷水装置；

所述底部支座包括底部水平导轨和孔槽，所述孔槽用于安装电机滑块，所述试样自转装置通过电机滑块安装在底部水平导轨上，所述试样自转装置包括第一自转装置和第二自转装置，所述第一自转装置从底部水平导轨由下至上依次设置电机滑块、同轴电机、旋转杆、竖向固定杆、下轴承、下承压板、和下橡胶垫板，所述第二自转装置从顶部水平导轨由上至下依次包括顶部滑块、微调紧固螺丝、上轴承、上承压板、和上橡胶垫板；

所述顶部支座包括顶部水平导轨，所述顶部水平导轨上安装有伸缩臂装置、两端的固定块、顶部水平导轨两侧的出水管，所述顶部水平导轨与伸缩臂装置结合以使得试样水平左右移动；所述的磨具固定支座包括固定支座、电机、多个尺寸的磨具、磨具夹片以及磨具两头的磨具固定螺栓；所述喷水装置包括顶部水平导轨两侧的出水管、水管顶丝螺栓、水管滑块以及用于供水的水泵；

所述顶部支座与底部支座相对固定，所述喷水装置在顶部支座上滑动，所述磨具固定支座固定设置在所述顶部支座与底部支座中间，所述试样自转装置设置在所述顶部支座与底部支座的两侧，所述试样自转装置通过底部支座上设置的电机滑块在伸缩臂装置的驱动下，向中间磨具固定支座处设置的磨具靠近，以进行岩石试样的打磨。

2.根据权利要求1所述的实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，其特征在于，所述底部水平导轨与顶部水平导轨分别设有钢刻度尺，以准确固定岩石试样的初始安装位置，并结合两端试样自转装置的伸缩臂装置来控制岩石试样在打磨时的移动距离。

3.根据权利要求1所述的实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，其特征在于，所述伸缩臂装置的控制线从两端的固定块接出，连接到对应的驱动装置来驱使伸缩臂的移动。

4.根据权利要求3所述的实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，其特征在于，所述伸缩臂装置还连接一个位移传感器，用以控制岩石试样的移动距离。

5.根据权利要求1所述的实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，其特征在于，所述喷水装置设置在顶部水平导轨两侧，所述喷水装置包括一个进水孔以及竖直空心管，所述竖直空心管管内设置由上至下设有等间距的出水孔，竖直空心管顶部通过水管滑块与水管顶丝螺栓限定在顶部水平导轨上，在打磨过程中，通过移动水管滑块的位置来改变顶部水平导轨两侧的出水管的位置来给打磨的岩样降温润滑。

6.根据权利要求1所述的实验室制作哑铃型岩石试样的加工装置，其特征在于，所述磨具前后两面固定装有固定夹片并用磨具固定螺栓加以固定，以防止打磨时磨具刚度不够发生弯曲。

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