CN116512359A - 一种柱状焦炭成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柱状焦炭成型机，包括：机架；钻取装置，所述钻取装置包括第一驱动件和与所述第一驱动件通过传动件连接的钻杆，所述钻杆联接有圆柱状的钻头，所述钻头和钻杆中空；切割装置，所述切割装置包括第二驱动件和与所述第二驱动件通过传动件连接的切割片，所述第二驱动件与所述机架固定连接；及升降装置，所述升降装置包括第三驱动件，所述第三驱动件与所述钻取装置通过传动件连接以驱动所述钻取装置在第一方向运动，所述第三驱动件固定设置在所述机架上。本发明的柱状焦炭成型机的利用柱状中空的钻头钻取柱状焦炭块，便于焦炭在金相试样磨抛机的磨抛夹持盘孔内夹持、磨抛。

Description

一种柱状焦炭成型机

技术领域

本发明属于焦炭研究领域，特别涉及一种柱状焦炭成型机，适用于制备柱状焦炭样品。

背景技术

焦炭的反应性和强度等宏观行为取决于其微观结构，微观结构包括光学组织组成、孔隙结构及微晶结构等。我国标准《GB 4511.3-84焦炭假相对密度及总气孔率测定方法》和《GB/T 4511.1-2008焦炭真相对密度、假相对密度和气孔率的测定方法》中对铸造焦、冶金焦等焦炭的真相对密度、假相对密度以及显气孔率和总气孔率进行了详细说明，但无法得到具体的焦炭光学组织组成、孔隙结构及微晶结构等性质。目前焦炭孔隙结构的测量方法是偏光显微境法、压汞法及气体吸附法。压汞仪检测孔径范围时0.003μm～500μm，0.003μm以下则可以通过物理化学吸附仪检测，500μm以上气孔可以通过光学显微镜进行测量。利用不同检测手段的检测范围可以将焦炭中从纳米级到毫米级的孔隙全部表征。针对光学显微镜下焦炭孔隙结构，通过图像解析对气孔定量化，进行焦炭强度与气孔构造的定量化评价，圆整度在0.2以下气孔容易成为裂纹的起点。目前煤和焦炭在显微岩相分析中，必须首先依据《GB/T16773-2008煤岩分析样品制备方法》中要求制备光片，然后在金相磨抛机内研磨。金相试样镶嵌机所压制的试样直径和金相试样磨抛机内磨抛夹持盘孔径相对应。《YB/T 4928-2021焦炭孔隙构造及原料煤岩相显微分析方法》中规定了使用岩相显微分析方法由计算机自动测定焦炭孔隙构造及原料煤镜质组随机反射率的方法、仪器和设备的基本技术要求、操作步骤。该标准适用于通过图像传感器釆集显微镜视野图像并由计算机软件自动判别焦炭孔隙构造及原料煤镜质组的方法。

市场上现有的金相试样磨抛机夹持样品直径常规尺寸有φ25mm，焦炭制样一般使用金相试样切割机对焦炭块进行面切割，最终得到的是立方体焦炭块，立方体形状的焦炭块在金相试样磨抛机上夹持、磨抛时多有不便，柱状焦炭块更利于金相试样切割机的操作，因此亟需一种能够制作柱状焦炭装的设备解决这一问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提出一种柱状焦炭成型机，包括：机架；钻取装置，所述钻取装置包括第一驱动件和与所述第一驱动件通过传动件连接的钻杆，所述钻杆联接有圆柱状的钻头，所述钻头和钻杆中空；切割装置，所述切割装置包括第二驱动件和与所述第二驱动件通过传动件连接的切割片，所述第二驱动件与所述机架连接；及升降装置，所述升降装置包括第三驱动件，所述第三驱动件与所述钻取装置通过传动件连接以驱动所述钻取装置在第一方向运动，所述第三驱动件固定设置在所述机架上。

根据本发明提供的一种柱状焦炭成型机，具有柱状中空的钻头，钻头与钻杆连接，钻杆与第一驱动件之间通过传动件连接，第一驱动件带动钻杆旋转，升降装置通过传动件带动钻取装置上下移动钻取焦炭样本得到柱状焦碳块样本。

在一些实施例中，所述机架包括第一侧板、与所述第一侧板相对设置的第二侧板、底板及升降支撑板，所述第一侧板的底部和所述第二侧板的底部分别与所述底板连接，所述升降支撑板连接在所述第一侧板与所述第二侧板之间，第一侧板、第二侧板和升降支撑板的设置利于安装第三驱动件、导向杆及第二驱动件。

在一些实施例中，包括沿所述第一方向设置的导向件，所述导向件一端与所述升降支撑板连接，另一端与所述钻取装置滑动连接，导向件的设置利于钻取装置上下移动时运行稳定。

在一些实施例中，所述第二驱动件与所述第二侧板连接并设置在所述第二侧板右侧，所述第三驱动件与所述升降支撑板连接并设置在所述升降支撑板下方，第三驱动件设置在第一侧板和第二侧板之间，第二驱动件设置在第二侧板右侧，利于成型机内部合理布局和充分利用空间。

在一些实施例中，所述切割装置包括切割支撑板，所述切割支撑板一端铰接在所述第二驱动件上，所述切割片可旋转地设置到所述切割支撑板另一端，切割支撑板与第二驱动件铰接，利于切割片实现多个方向上的运动。

在一些实施例中，所述钻取装置包括钻取支撑板，所述第一驱动件设置在所述钻取支撑板上，所述钻杆可旋转地设置在所述钻取支撑板上，所述第三驱动件与所述钻取支撑板通过传动件连接，升降装置传动连接到钻取支撑板，连接简单易于实现。

在一些实施例中，包括连杆，所述连杆的两端分别与所述钻取装置和所述切割支撑板的另一端铰接，连杆分别铰接到钻取装置和切割支撑板，在钻取装置上下运动的同时带动切割片以切割电机为圆心做圆弧形运动，实现切割片仅使用一个电机即在上下和左右方向上的运动，降低设备成本的同时也简化装置的结构。

在一些实施例中，包括设置在所述钻取支撑板上的连接耳板，所述连接耳板包括至少一个折边，所述连杆铰接在所述折边上，如此设置，利于连杆与钻取装置的铰接。

在一些实施例中，包括设置在所述底板上的第一夹持部，所述第一夹持部包括自定心卡盘及至少两个卡爪，所述卡爪对称设置在所述自定心卡盘上，所述自定心卡盘与所述钻头相对设置，自定心卡盘可自动定心，便于夹持定位，第一夹持部的设置利于钻取装置钻取焦炭。

在一些实施例中，所述自定心卡盘包括第一中心孔，所述底板对应处开设有方形槽，所述第一中心孔与所述方形槽连通，利于形成集尘通道并外接吸尘器以处理钻取产生的灰尘杂质。

在一些实施例中，包括设置在所述底板上的第二夹持部，所述第二夹持部包括夹持部本体，所述夹持部本体两端开口以形成沿所述夹持部本体纵向方向延伸的夹持腔，所述夹持部本体包括将所述夹持腔完全分割开的并与所述切割片相对设置的狭缝，柱状焦炭块钻取完成后焦炭样本插入夹持腔中，切割片从狭缝中切割柱状焦炭块得到光滑平整的端面。

在一些实施例中，包括设置在夹持部本体一端的第一端盖，所述第一端盖包括第二中心孔和至少两个沿径向设置的紧定螺钉，所述第二中心孔与所述夹持腔连通，第一端盖的设置利于夹持固定柱状焦炭块的轴向位置。

在一些实施例中，包括设置在夹持部本体一端的第一端盖，所述第一端盖包括第二中心孔和至少两个沿径向设置的紧定螺钉，所述第二中心孔与所述夹持腔连通，设置带有紧定螺钉的端盖利于固定焦炭块样本。

在一些实施例中，包括设置在所述夹持部本体另一端的第二端盖和限位杆，所述第二端盖包括腰形孔，所述腰形孔与所述夹持腔连通，所述限位杆与所述腰形孔的内壁滑动配合，设置限位杆便于顶出切割后的柱状焦炭块。

在一些实施例中，所述限位杆包括两个相对设置的平截面，所述平截面与所述限位杆的轴线平行，其中一个平截面上标记有刻度，所述腰形孔与所述限位杆的截面形状相同，限位杆标记刻度，利于读取限位杆伸入夹持腔内的长度，从而测算出切割后的柱状焦炭块的长度，腰形孔的形状与限位杆的截面形状相同可限制限位杆的周向角度，保证标有刻度的一面朝上，便于读取刻度数值。

在一些实施例里中，包括外框，所述外框包括与所述底板相对设置的顶板、与所述顶板连接的第一框、与所述顶板和底板连接并于所述第一框相对设置的第二框及与所述底板、第一框、第二框可拆卸连接的透明防护门，外框将钻取装置、切割装置及升降装置完全罩住，可有效降低噪音和灰尘污染，可开启关闭的透明防护门也利于观测装置运行状态。

在一些实施例里中，包括具有外螺纹的推杆，所述顶板包括内螺纹孔，所述推杆与所述内螺纹孔配合并伸入所述钻头内，推杆利于钻取工作完成后取出钻头内的柱状焦炭块样本。

在一些实施例里中，所述第一驱动件、所述第二驱动件及所述第三驱动件为电机，所述第三驱动件分别与所述第一驱动件和所述第二驱动件并联，电机驱动利于实现，升降电机分别与切割电机和钻取电机并联，保证装置在钻取和切割时可实现上下移动。

在一些实施例中，包括至少两个设置在所述机架上并监测所述钻取装置在第一方向上位置的感应开关，设置感应开关控制钻取装置和切割装置的行程，利于节省人力，简化工序，

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的其他特征和优点参见以下描述，其结合附图基于实施方式更详细地解释了本发明。

图1是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的去除机架外框的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的去除机架外框的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的结构示意图。

图4是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的显示了钻杆和集尘通道内部结构的局部剖视图。

图5是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的机架的结构示意图。

图6是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的连接耳板结构示意图。

图7是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的前端盖结构示意图

图8是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的钻取支撑板结构示意图

图9是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的连杆结构示意图

图10是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的升降支撑板结构示意图

图11是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的顶板结构示意图

图12是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的限位杆结构示意图

图13是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的后端盖结构示意图

图14是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的集尘管结构示意图

图15是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的切割夹持部结构示意图

图16是根据本发明实施例的一种柱状焦炭成型机的爆炸视图

附图标记说明：

100-柱状焦炭成型机

10-钻取装置，101-钻杆，101a-钻夹头，102-钻头，103a-同步轮，103b-同步轮，104-定位旋钮，105-钻取支撑板，105a-轴承座，105b-孔，105c-孔，105e-孔，105d-突出部，106-推杆，107-同步带，108-钻取电机，109-连接耳板，109a-折边；

20-切割装置，201-切割电机，202-切割电机安装板，203-切割支撑板，204-同步轮，205-金刚砂切割片；

30-升降装置，301-升降支撑板，301a-升降电机过孔，301b-孔，301c-缺口，302-升降电机，303-滚珠丝杆副，303a-丝杆，303b-螺母座，306-连杆，306a-上端，306b-下端，307a-上感应开关，307b-下感应开关；

40-钻取夹持部，401-卡爪，402-自定心卡盘，402a-卡盘扳手插孔，402b-中心孔；

50-切割夹持部，501-前端盖，501a-中心孔，501b-夹持块，502-后端盖，502a-转接筒，502aa-环形壁，502b-端盖，502ba-限位孔，503-限位杆，503a-平截面，503b-平截面，503b-环壁，前端面503c，后端面503d，503a-平截面，504-夹持部本体，504a-前端，504b-后端，504c-夹持腔，504d-狭缝；

60-机架，601-顶板，602-底板，603-外框，603a-透明防护门，603b-左侧壁，-603c-右侧壁，604-左侧板，604a-长孔，605-右侧板，605a-方孔，606-空腔，607a-钻取装置开关，607b-切割装置开关，608-竖直路径，608a-导向柱，608b-直线轴承

70-集尘管，701-钻取集尘口，70a-水平管，70b-竖直管，70c-连接板，702-切割集尘口，703-吸尘器外接口，704-集尘通道。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”以及类似的表述只是为了说明目的，并非对本发明的限制，在图1中，为了便于描述和确定方向而图示有相互正交的XYZ轴，其中X轴正方向为向上方向(钻头远离焦炭方向)，X轴负方向为向下方向(钻头靠近焦炭块方向)，Y轴正方向为向后方向，Y轴负方向为向前方向，Z轴正方向为向左方向，Z轴负方向为向右方向。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种柱状焦炭成型机100，所述柱状焦炭成型机100包括：机架60；钻取装置10，所述钻取装置10包括钻取电机108(作为第一驱动件的示例)与所述钻取电机108传动连接的钻杆101，所述钻杆101联接有柱状的钻头102，所述钻头102两端开口，钻杆底部具有钻夹头101a，所述钻头102夹在钻夹头101a内；切割装置20，所述切割装置20包括切割电机201(作为第二驱动件的示例)和与所述切割电机201传动连接的切割片205，所述切割电机201与所述机架60固定连接；及升降装置30，所述升降装置30包括升降电机302(作为第三驱动件的示例)，所述升降电机302与所述钻取装置10传动连接以驱动所述钻取装置10在上下方向(作为第一方向的示例)运动，所述升降电机302固定设置在所述机架60上。

在本实施例中，钻取电机108通过带传动驱动钻杆101高速旋转的同时升降电机302带动钻取装置10上下移动，利用柱状中空的钻头102钻取焦炭块获得柱状焦炭块样本。

钻取装置还包括推杆106，钻杆101和钻头102中空，钻头102两端开口，推杆106一端连接定位旋钮104，另一端穿过顶板601伸入钻杆101和钻头102的中空部，推杆106上设有外螺纹，顶板601对应处设有内螺纹孔，推杆106与顶板601之间螺纹配合，转动定位旋钮104可调节推杆106伸入钻杆101和钻头102内部的长度

切割电机201先设置到切割电机安装板202内，切割电机安装板202再设置到机架60上。切割电机安装板202具有圆箍和脚板状结构，圆箍环抱固定切割电机201，切割电机可在圆箍内绕圆箍轴线转动，脚板可拆卸连接到机架60。切割电机在圆箍内转动，切割支撑板203与切割电机固定连接以便实现支撑板203的旋转。

切割电机201与切割电机安装板202固定连接，切割支撑板203一端可旋转地设置在所述切割电机201上，所述金刚砂切割片205可旋转地设置在所述切割支撑板203另一端上，所述切割电机201与所述金刚砂切割片205之间通过带传动以驱动所述金刚砂切割片205旋转，金刚砂切割片与传动轴的一端连接，传动轴通过轴承可旋转地设置在切割支撑板上。

升降装置30包括丝杆螺母副303，升降电机302与丝杆303a通过联轴器连接，丝杆303a带动螺母座303b上下移动，从而实现钻取支撑板的升降。切割支撑板203与连接耳板109之间通过连杆306连接，连杆306的一端与连接耳板109铰接，另一端与所述切割支撑板203的另一端铰接，切割支撑板203与切割电机201连接的一端可绕切割电机201旋转。当钻取装置10向下移动时，连杆306带动切割支撑板203的另一端向下移动，切割支撑板203的一端连接到切割电机201上转动，因此切割支撑板203的另一端以切割电机201为圆心绕切割电机201运动，运动轨迹呈圆弧形。如此设置仅使用一个电机即可实现金刚砂切割片205在两个方向的运动，降低了成本也使装置结构更紧凑简单。

钻取夹持部40，所述钻取夹持部40包括自定心卡盘402及至少两个卡爪401，自定心卡盘402和卡爪401均为市购可得，自定心卡盘402可径向同心移动使工件自动定心，卡盘本体中空，所述卡爪401绕卡盘本体轴线周向布置在设置在所述自定心卡盘402上，自定心卡盘402与所述钻头相对设置，并位于钻取装置10下方，其配备有不同规格的卡爪401，自定心卡盘402侧部设有卡盘扳手插孔402a，通过卡盘扳手可调节卡爪张开尺寸来固定不规则形状焦炭块，对于不同粒度的的焦炭块，可选用不同的卡爪。

切割夹持部50，切割夹持部50包括夹持部本体504、限位杆503、前端盖501(作为第一端盖的示例)及后端盖502(作为第二端盖的示例)，所述夹持部本体504两端开口形成夹持腔504c，夹持部本体504包括沿所述夹持腔504c和径向延伸的狭缝504d，狭缝504d从夹持部本体504外部延伸至夹持腔504c，将夹持腔504c完全分割开成两部分，所述狭缝504d与所述金刚砂切割片205相对设置，前端盖501和后端盖502分别连接在所述前端504a和后端504b。

机架60包括升降支撑板301，升降支撑板上设有导向件608，导向件608包括直线轴承608b和导向柱608a，所述导向柱608a竖直地设置在所述升降支撑板301上，所述直线轴承608b安装在钻取支撑板105上，所述导向柱608a穿过所述直线轴承608b并与所述直线轴承608b滑动连接。

柱状焦炭成型机100还包括至少两个感应开关，在本实施例中设有上感应开关307a和下感应开关307b，上感应开关307a在下感应开关307b上方，当钻取装置支撑板105移动到上下感应开关同一水平位置遮挡住感应开关时，上感应开关或下感应开关可感应到钻取装置支撑板的位置变化，升降电机302、切割电机201及钻取电机108会收到信号并做出相应的启停、和正反转动作。

如图5所示，机架60包括底板602、右侧板604(作为第一侧板的示例)及左侧板605。右侧板604和左侧板605竖直设置和底板602上，升降支撑板301设置在左右侧板之间，切割电机通过切割电机安装板设置在右侧板604上，左侧板605上开设方孔605a，钻取装置支撑板穿过方孔605a，并可在方孔605a中活动，钻取夹持部设置在左侧板604的左侧，钻杆101和钻头102正对钻取夹持部40。右侧板604上开设长孔604a，切割装置支撑板穿过长孔604a，切割装置支撑板可在长孔604a中活动，切割电机201安装在右侧板605的右侧面上，金刚砂切割片205在右侧板605左侧。机架60的底板包括凹槽705和方形槽704a，方形槽704a用于连接集尘管70和自动心卡盘402的底部，凹槽705设置在金刚砂切割片205下方，当金钢砂切割片205切割样本时避开切割片。

如图6所示，连接耳板109包括至少一个折边109a，连接耳板109上设有安装孔用于穿过丝杆303a，安装孔周围设有通孔，连接耳板109与钻取部支撑板底面贴合并连接固定在钻取部支撑板105上，折边109a包括通孔，用于与连杆306铰接。

如图7所示，前端盖501包括中心孔501a(作为第二中心孔的示例)，中心孔501a周围设有两个夹持块501b，两个夹持块501b具有沿中心孔501a径向的两个紧定螺钉。前端盖501安装在夹持部本体504的一端，中心孔501a对准夹持腔504c，切割柱状焦炭前，将柱状焦炭穿过中心孔501a放入夹持腔503c中，旋紧夹持块上的紧定螺钉夹持柱状焦炭。

如图8所示，钻取支撑板105包括轴承座105a、孔105b、孔105c、突出部105d及孔150e。轴承105a内设置轴承，钻杆外周面与轴承内圈配合可旋转地设置在钻取支撑板105上，螺母座303b设置在孔105b内，孔105b周围布置有螺纹孔，螺母座303b与钻取支撑板之间螺栓连接。直线轴承608b设置在孔105e内，配合导向柱608a带动钻取装置上下移动，导向柱的设置保证了钻取装置移动的时的稳定性。突出部105d整体呈长条状，伸向感应开关608a和608b，当突出部105b遮挡住感应开关后，感应开关会感应到突出部105d，并发出电信号。

如图9所示，连杆306整体呈杆状，且具有上端306a和下端306b，上端306a和下端306b向相反方向突出圆柱状结构，用于铰接到连接板109和切割支撑板203，圆柱状结构可在连接耳板109和切割支撑板203的连接孔内旋转，实现连杆306和连接耳板109及切割支撑板203之间的铰接。

如图10所示，升降支撑板301包括孔301a、孔301b及缺口301c，升降支撑板301底面与升降电机连接，升降电机电机轴从孔301a中伸出，并通过联轴器与丝杆303a连接。孔301b避开钻取电机108，缺口301c避开切割支撑板203及与切割支撑板连接的零部件，保证钻取装置10和切割装置20上下移动时具有足够的行程。

如图11所示，顶板601的顶面包括两个电源开关安装孔601b和圆形凹陷部601a，圆形凹陷部601a中心开设通孔，推杆106从通孔中伸入钻杆，定位旋钮104与圆形凹陷部601a形状相似，当推杆106全部旋入钻杆内后，定位旋钮104可贴合地设置在圆形凹陷部601a中。顶板的底面具有轴承座601c，丝杆303a的顶端抵接在顶板601上，丝杆303a使用轴承固定在顶板601上。

如图12所示，限位杆503整体呈柱状，具有相对的前端面503c和后端面503d，后端面503d向外突起形成环壁503b，操作人员可手持环壁503b便于取放限位杆503。在两端面503c和503d之间设置有平行与中心轴线的平截面503a和平截面503e，平截面503a和503e相互平行，平截面503a上刻有刻度，切割柱状焦炭块时，端面503c抵接在样本上，通过读取刻度结合夹持部的夹持腔深度可测算样本切割后的长度。

如图13所示，后端盖502包括转接筒502a和盖板502b，转接筒502a从盖板502b上突起形成，转接筒中空，在远离盖板502b的一端具有向内突起的环形壁502aa，盖板502b上还包括腰形孔502ba，限位杆503从腰形孔502ba中穿过，腰形孔502ba的形状与限位杆503的截面形状相同，腰形孔502ba可限制限位杆503的周向转动，使得带有刻度的平截面始终向上，方便操作者读取刻度。腰形孔502ba周围设有螺纹孔，右侧框603c上对应位置设有连接孔及供转接筒502a插入的孔，后端盖502可通过螺栓连接到外框603上。

柱状焦炭成型机100在进行钻取和切割操作时，焦炭块在与切割片或钻头摩擦时产生大量粉尘和焦渣，应妥善处理粉尘和焦渣，避免污染环境。

如图1和图4所示，柱状焦炭成型机包括集尘管70，所述集尘管70分别与所述狭缝504d、所述自定心卡盘402底部及所述吸尘器外接口703连通，机架60具有集尘通道704，所述集尘通道704连通到所述自定心卡盘402底部与自定心卡盘的中心孔402b连通。

如图14所示，集尘管70为管状结构，包括钻取集尘口701、切割集尘口702和吸尘外接口，集尘管包括水平管70a和竖直管70b，竖直管70b连接到水平管70a中部，竖直管70b的底部连接有连接板70c，连接板70c设有连接孔，底板602对应处设有螺纹孔，连接板70c固定连接在底板602上，钻取集尘口701与凹槽704a相对，切割集尘口702与所述狭缝504d相对，吸尘外接口703可外接吸尘器。

如图15所示，切割夹持部50包括夹持部本体504、限位杆503、前端盖501及后端盖502，所述夹持部本体504两端开口形成夹持腔504c，夹持部本体504包括沿所述夹持腔504c和径向延伸的狭缝504d，狭缝504d从夹持部本体504外部延伸至夹持腔504c，将夹持腔504c完全分割开成两部分，所述狭缝504d与所述金刚砂切割片205相对设置，前端盖501和后端盖502分别连接在所述前端504a和后端504b。

如图3所示，柱状焦炭成型机的顶板601上还设有开关608a和608b，外框上603设有两个电源开关插口，开关608a和608b用于启停钻取电机和切割电机，升降电机分别与钻取电机和切割电机并联，当钻取装置与切割装置之中任一个启动时，升降装置的电机也随之得电并启动。外接吸尘器时，吸尘器与升降电机并联，当钻取装置或切割装置启动时，吸尘器同升降装置一并启动，防止柱状焦炭成型机工作时的灰尘对环境造成污染。

如图16所示，为便于观察钻取装置和切割装置的工作，机架60还包括外框603，所述外框603包括与所述底板602相对设置的顶板601、与所述顶板601连接的左侧框603b(作为第一框示例)、与所述顶板601和底板602连接并与所述左侧框相对设置的右侧框603c(作为第二框的示例)及与所述底板602、左侧框602b、右侧框602c可拆卸连接的透明防护门603a。

本实施例中涉及的钻取电机、升降电机、切割电机、定位旋钮、同步带、同步轮、轴承、直线轴承、导向柱、金刚砂切割片、上下感应开关、电源开关、电源插座、自定心卡盘及卡爪均为市购可得，具体型号可视需求自行确定，能满足工作要求即可。

下面描述本发明实施例的柱状焦炭成型机制备柱状焦炭的过程：

打开透明防护门603a，根据要求柱状焦炭外径的大小，选取相应规格钻头102，将钻头102锁紧在钻夹头101a上。调节焦炭棒推杆106在钻头102内的长度，使得钻头5在钻取焦炭后缓慢上升过程中，能将钻取的焦炭棒从钻头102中被焦炭棒推杆106顶出，推杆106长度确定后旋转定位旋钮104，锁死焦炭棒推杆106。

选取焦炭块，根据选取的焦炭块粒度选取自定心卡盘402相应的卡爪401，将焦炭块放在卡爪401内，将卡盘扳手插入卡盘扳手插孔402a内，旋转卡盘扳手调整卡爪401的对开度，将焦炭块固定在自定心卡盘402上，取下卡盘扳手后关闭透明防护门603a。

启动钻取装置的开关607a，钻取电机108得电，通过同步轮103a和同步带107啮合传动，带动钻杆101在轴承座105a内高速旋转；同时升降电机302和吸尘器得电启动，升降电机302缓慢旋转，通过联轴器带动滚珠丝杆副303上的螺母座303b缓慢下降，钻取支撑板105固定在螺母座303b上，螺母座303b缓慢下降带动钻取支撑板105下降，钻头102高速旋转的同时缓慢下降，钻头102高速旋入焦炭块内，直至钻取支撑板105的突出部105d行走到与下感应开关307同一高度时，此时钻头102将焦炭块钻透，焦炭棒停留在钻头102内，升降电机302停止转动0.5s后反向转动，钻取支撑板105缓慢上升，钻头102内的焦炭棒随钻头102上升被静止的推杆106顶出，钻取装置支撑杆105上升到上感应开关307a同一水平位置后，钻取电机108停止转动，升降电机302停止转动，吸尘器停止工作。为便于钻头102从焦炭块中退出和焦炭棒从钻头102内被静止的推杆106顶出，钻头102在钻取装置10上升的过程中保持旋转。

打开透明防护门603a，取出从钻头102中被顶出的焦炭棒，使用毛刷将其表面清理干净。根据所需切割的柱状焦炭高度，参照限位杆503的刻度调节限位杆503在切割夹持部50中的长度，将焦炭棒放入夹持腔504c中并顶到焦炭棒限位杆503，使用夹持块501b上的径向螺钉将焦炭块样本固定。

启动切割装置的开关607b，切割电机201得电，通过同步轮和同步带的啮合传动，带动金刚砂切割片205高速旋转；同时升降电机302和吸尘器得电启动，钻取支撑板105带动连杆306缓慢下降，金刚砂切割片205高速旋转的同时以切割电机201为中心进行弧线运动，直至钻取支撑板105到下限位感应开关307b同一水平面，金刚砂切割片205停止弧线运动，此时切割夹持部50中的焦炭棒被切割出平整光滑的柱状端面。升降电机302停止转动0.5s后反向转动，钻取装置支撑板105带动切割装置支撑板202缓慢上升，当触碰到上感应开关307a后，切割电机201停止转动，升降电机302停止转动，吸尘器停止工作。

至此完成柱状焦炭一个平整端面的切割，松开两个夹持块501b的紧定螺钉，利用限位杆503顶出夹持腔504c中的柱状焦炭，并重复上述切割操作，获得满足要求的端面平整光滑的柱状焦炭，便于在金相试样磨抛机的磨抛夹持盘孔内夹持、磨抛。

因此，根据本发明的一种柱状焦炭成型机的实施例，可获得便于金相试样磨抛机的磨抛夹持盘孔内夹持、磨抛的柱状焦炭，将升降电机与钻取电机和切割电机分别并联，钻取切割与进给同步进行，焦炭钻取完成后可依靠推杆将焦炭块推出钻头，切割片仅利用一个升降电机即可实现同时在上下和左右方向的移动，切割完成后利用限位杆推出柱状焦炭块，钻取和切割过程中通过集尘管外接吸尘器吸附灰尘，利于保持环境整洁，装置整体结构紧凑小巧，操作方便。可解决目前焦炭成型机只能提供方形块状焦炭不利于金相试样磨抛机的磨抛夹持盘孔内夹持、磨抛的问题。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变形。

Claims (11)

1.一种柱状焦炭成型机，其特征在于，包括：

机架；

钻取装置，所述钻取装置包括第一驱动件和与所述第一驱动件通过传动件连接的钻杆，所述钻杆联接有圆柱状的钻头，所述钻头和钻杆中空；

切割装置，所述切割装置包括第二驱动件和与所述第二驱动件通过传动件连接的切割片，所述第二驱动件与所述机架连接；及

升降装置，所述升降装置包括第三驱动件，所述第三驱动件与所述钻取装置通过传动件连接以驱动所述钻取装置在第一方向运动，所述第三驱动件固定设置在所述机架上。

2.根据权利要求1所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，所述机架包括第一侧板、与所述第一侧板相对设置的第二侧板、底板及升降支撑板，所述第一侧板的底部和所述第二侧板的底部分别与所述底板连接，所述升降支撑板连接在所述第一侧板与所述第二侧板之间。

3.根据权利要求2所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，包括沿所述第一方向设置的导向件，所述导向件一端与所述升降支撑板连接，另一端与所述钻取装置滑动连接。

4.根据权利要求3所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，所述第二驱动件与所述第二侧板连接并设置在所述第二侧板右侧，所述第三驱动件与所述升降支撑板连接并设置在所述升降支撑板下方。

5.根据权利要求4所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，所述切割装置包括切割支撑板，所述切割支撑板一端铰接在所述第二驱动件上，所述切割片可旋转地设置到所述切割支撑板另一端。

6.根据权利要求5所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，所述钻取装置包括钻取支撑板，所述第一驱动件设置在所述钻取支撑板上，所述钻杆可旋转地设置在所述钻取支撑板上，所述第三驱动件与所述钻取支撑板通过传动件连接。

7.根据权利要求6所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，包括连杆，所述连杆的两端分别与所述钻取装置和所述切割支撑板的另一端铰接。

8.根据权利要求7所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，包括设置在所述钻取支撑板上的连接耳板，所述连接耳板包括至少一个折边，所述连杆铰接在所述折边上。

9.根据权利要求2所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，包括设置在所述底板上的第一夹持部，所述第一夹持部包括自定心卡盘及至少两个卡爪，所述卡爪对称设置在所述自定心卡盘上，所述自定心卡盘与所述钻头相对设置。

10.根据权利要求9所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，所述自定心卡盘包括第一中心孔，所述底板对应处开设有方形槽，所述第一中心孔与所述方形槽连通。

11.根据权利要求10所述的柱状焦炭成型机，其特征在于，包括设置在所述底板上的第二夹持部，所述第二夹持部包括夹持部本体，所述夹持部本体两端开口以形成沿所述夹持部本体纵向方向延伸的夹持腔，所述夹持部本体包括将所述夹持腔完全分割开的并与所述切割片相对设置的狭缝。