CN219902780U - 一种强度测试用钻枪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种强度测试用钻枪，包括壳体、钻进装置、滑动机构和驱动机构；钻进装置包括钻进电机、钻进减速机、扭矩转速传感器、力传感器、钻进轴承座、钻进轴、钻卡和钻头；驱动机构包括驱动电机、驱动减速机、驱动轴承座、驱动螺杆、驱动螺纹套和传动套；滑动机构包括多个导轨和设置在所述钻进装置上的多个滑块。本实用新型通过驱动机构带动钻进装置对被测材料进行钻进；在钻进过程中通过在扭矩转速传感器与力传感器上外接测试系统测试出钻机钻进材料输出的扭矩、钻速和钻进力，通过这些参数计算被测物体的强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻进测试技术领域，具体涉及一种强度测试用钻枪。
背景技术
脆性及准脆性材料的强度是现场施工必要的参数之一，如岩石、煤、水泥混凝土及其他矿物质。其中国际上认可的测试强度包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度等，这些强度测试设备大，需要将样品采集到实验室，加工成标准样品然后按照国际(国内)标准进行测试，其优点是标准完善，测试流程统一规范，被国内外认可，其缺点是从采样到试验时空要求高。在难取样甚至无法取样的工况很难测试出材料的强度。另一方面，对于要求不高并且想快速知道材料强度的场合，实验室设备不具有便携性，无法满足要求。因此学者发明了一些相对较轻的设备，如点载荷仪、回弹仪等。这些仪器和方法理论上虽然对材料的形状没有特殊要求，但是在材料形状(如岩屑)不规范时，结果非常离散。利用岩石钻进来预测岩石强度也曾被学者关注，他们在实验室中研究的结果表明，岩石钻进强度与岩石抗压强度等标准强度具有很强的数学关系，是一种能用于预测岩石强度的有效方法，如文献SajjadKalantari,Hamid Hashemolhosseini,Alireza Baghbanan.Estimating rockstrengthparameters using drilling data[J].International Journal of RockMechanics andMining Sciences,2018,104.中，作者从理论和试验论证了钻进预测岩石强度的可行性。但是这种方法如果仅能在实验室中测试，相比别的测试方法并没有明显的优势。
针对上述问题，设计一种强度测试用钻枪，通过设置单独的驱动机构对钻进装置施加钻进力，通过与测试系统相连快速的测试出被钻进材料的强度；所测试的强度参数，适合指导现场施工。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种强度测试用钻枪，通过驱动机构带动钻进装置对被测材料进行钻进；在钻进过程中通过在扭矩转速传感器与力传感器上外接测试系统测试出钻机钻进材料输出的扭矩、钻速和钻进力，通过这些参数计算被测物体的强度。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种强度测试用钻枪，包括壳体、滑动设置在所述壳体中的钻进装置、设置在所述钻进装置与所述壳体间的滑动机构和设置在所述壳体中的用于驱动所述钻进装置移动的驱动机构；
所述钻进装置包括钻进电机、钻进减速机、扭矩转速传感器、力传感器、钻进轴承座、钻进轴、钻卡和钻头；
所述扭矩转速传感器通过所述钻进减速机与所述钻进电机传动相连，所述扭矩转速传感器通过所述力传感器与所述钻进轴承座相连，所述钻进轴与所述钻进轴承座转动相连，所述钻进轴的一端与所述扭矩转速传感器传动相连、另一端与用于固定所述钻头的所述钻卡固定相连；
所述驱动机构包括驱动电机、驱动减速机、驱动轴承座、驱动螺杆、驱动螺纹套和传动套；
所述驱动轴承座与所述壳体相连，所述传动套与所述驱动轴承座转动相连，所述传动套的一端通过所述驱动减速机与所述驱动电机传动相连、另一端与所述驱动螺杆相连，所述驱动螺纹套与所述力传感器相连；
所述滑动机构包括多个导轨和设置在所述钻进装置上的多个滑块。
进一步的，多个所述导轨包括设置在所述壳体前后两侧的长导轨和设置在壳体的中部的短导轨；
多个所述滑块包括设置在所述钻进减速机的前后两侧及下侧的三个滑块和设置在所述钻进轴承座的前后两侧的两个滑块。
进一步的，所述壳体包括导轨固定壳、手把前壳、手把后壳、前罩壳和钻头支撑壳；
所述导轨固定壳的左端通过所述前罩壳与所述钻头支撑壳相连，所述导轨固定壳的右端的前侧连接有所述手把前壳、后侧连接有所述手把后壳。
进一步的，所述导轨固定壳的中下部设置有隔板，所述隔板上端固定有所述短导轨，所述导轨固定壳的上部内腔的两侧固定有所述长导轨，所述导轨固定壳的右端的下部连接有所述驱动轴承座。
进一步的，所述手把前壳上设置有两个航空插头。
进一步的，所述钻进轴承座的下端还设置有位移传感器。
进一步的，所述驱动螺纹套与所述力传感器的下端相连，所述驱动螺杆与所述驱动螺纹套螺纹驱动相连，所述驱动螺杆伸出所述驱动螺纹套端设置有限位环。
进一步的，所述钻头支撑壳的外端设置有多个顶锥。
进一步的，所述导轨固定壳、前罩壳和钻头支撑壳采用铝合金铸造成型；所述手把前壳和手把后壳采用工程塑料注塑成型。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型通过驱动机构带动钻进装置对被测材料进行钻进；在钻进过程中通过在扭矩转速传感器与力传感器上外接测试系统测试出钻机钻进材料输出的扭矩、钻速和钻进力，测试系统软件通过这些参数计算出被测物体的强度。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的内部结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
如图1-2所示，一种强度测试用钻枪，包括壳体1、滑动设置在壳体中的钻进装置2、设置在钻进装置2与壳体1间的滑动机构3和设置在壳体1中的用于驱动钻进装置2移动的驱动机构4；
钻进装置2包括钻进电机21、钻进减速机22、扭矩转速传感器23、力传感器24、钻进轴承座25、钻进轴26、钻卡27和钻头28；
扭矩转速传感器通过钻进减速机与钻进电机传动相连，扭矩转速传感器通过力传感器与钻进轴承座相连，钻进轴与钻进轴承座转动相连，钻进轴与钻进轴承座间设置有两列第一轴承；钻进轴的一端与扭矩转速传感器传动相连、另一端与用于固定钻头的钻卡固定相连；
驱动机构4包括驱动电机41、驱动减速机42、驱动轴承座43、驱动螺杆44、驱动螺纹套45和传动套46；
驱动轴承座与壳体相连，传动套与驱动轴承座转动相连，传动套与驱动轴承座间设置有两列第二轴承；传动套的一端通过驱动减速机与驱动电机传动相连、另一端与驱动螺杆相连，驱动螺纹套与力传感器相连；
滑动机构3包括多个导轨31和设置在钻进装置2上的多个滑块32；
使用过程：人手持钻枪，将钻头缩回，将钻枪的壳体的前端顶在被测物体上，并且保证钻枪的壳体与被测物体不分离。启动钻进装置，然后驱动机构，驱动机构带动钻进装置钻进；钻进过程中通过力传感器和扭矩转速传感器测量钻进过程中钻机力、扭矩和转速，测试系统软件通过这些参数计算出被测物体的强度。
本实施例中，多个导轨包括设置在壳体1前后两侧的长导轨31-1(图中未示出)和设置在壳体1的中部的短导轨31-2；
多个滑块32包括设置在钻进减速机的前后两侧及下侧的三个滑块和设置在钻进轴承座的前后两侧的两个滑块。
本实施例中，壳体1包括导轨固定壳11、手把前壳12、手把后壳13、前罩壳14和钻头支撑壳15；导轨固定壳、前罩壳和钻头支撑壳采用铝合金铸造成型；手把前壳和手把后壳采用工程塑料注塑成型；
导轨固定壳的左端通过前罩壳与钻头支撑壳相连，导轨固定壳的右端的前侧连接有手把前壳、后侧连接有手把后壳。
本实施例中，导轨固定壳11的中下部设置有隔板，隔板上端固定有短导轨31-2，导轨固定壳的上部内腔的两侧固定有长导轨31-1，导轨固定壳的右端的下部连接有驱动轴承座。
本实施例中，手把前壳12上设置有两个航空插头5，便于连接电源和测试仪器。
本实施例中，钻进轴承座25的下端还设置有位移传感器6，便于检测钻进距离。
本实施例中，驱动螺纹套45与力传感器24的下端相连，驱动螺杆44与驱动螺纹套45螺纹驱动相连，驱动螺杆伸出驱动螺纹套端设置有限位环47，防止驱动螺杆与驱动螺纹套脱离。
本实施例中，钻头支撑壳15的外端设置有多个顶锥，防止钻枪在被测物表面滑动，便于将钻枪顶在被测试物体上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种强度测试用钻枪，其特征在于：包括壳体、滑动设置在所述壳体中的钻进装置、设置在所述钻进装置与所述壳体间的滑动机构和设置在所述壳体中的用于驱动所述钻进装置移动的驱动机构；
所述钻进装置包括钻进电机、钻进减速机、扭矩转速传感器、力传感器、钻进轴承座、钻进轴、钻卡和钻头；
所述扭矩转速传感器通过所述钻进减速机与所述钻进电机传动相连，所述扭矩转速传感器通过所述力传感器与所述钻进轴承座相连，所述钻进轴与所述钻进轴承座转动相连，所述钻进轴的一端与所述扭矩转速传感器传动相连、另一端与用于固定所述钻头的所述钻卡固定相连；
所述驱动机构包括驱动电机、驱动减速机、驱动轴承座、驱动螺杆、驱动螺纹套和传动套；
所述驱动轴承座与所述壳体相连，所述传动套与所述驱动轴承座转动相连，所述传动套的一端通过所述驱动减速机与所述驱动电机传动相连、另一端与所述驱动螺杆相连，所述驱动螺纹套与所述力传感器相连；
所述滑动机构包括多个导轨和设置在所述钻进装置上的多个滑块。
2.根据权利要求1所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：多个所述导轨包括设置在所述壳体前后两侧的长导轨和设置在壳体的中部的短导轨；
多个所述滑块包括设置在所述钻进减速机的前后两侧及下侧的三个滑块和设置在所述钻进轴承座的前后两侧的两个滑块。
3.根据权利要求2所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：所述壳体包括导轨固定壳、手把前壳、手把后壳、前罩壳和钻头支撑壳；
所述导轨固定壳的左端通过所述前罩壳与所述钻头支撑壳相连，所述导轨固定壳的右端的前侧连接有所述手把前壳、后侧连接有所述手把后壳。
4.根据权利要求3所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：所述导轨固定壳的中下部设置有隔板，所述隔板上端固定有所述短导轨，所述导轨固定壳的上部内腔的两侧固定有所述长导轨，所述导轨固定壳的右端的下部连接有所述驱动轴承座。
5.根据权利要求3所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：所述手把前壳上设置有两个航空插头。
6.根据权利要求1所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：所述钻进轴承座的下端还设置有位移传感器。
7.根据权利要求1所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：所述驱动螺纹套与所述力传感器的下端相连，所述驱动螺杆与所述驱动螺纹套螺纹驱动相连，所述驱动螺杆伸出所述驱动螺纹套端设置有限位环。
8.根据权利要求3所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：所述钻头支撑壳的外端设置有多个顶锥。
9.根据权利要求3所述的一种强度测试用钻枪，其特征在于：所述导轨固定壳、前罩壳和钻头支撑壳采用铝合金铸造成型；所述手把前壳和手把后壳采用工程塑料注塑成型。
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