一种膨胀岩试件加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种膨胀岩试件加工装置及方法。所述加工装置包括大件切割装置、精加工装置和吸尘装置；所述精加工装置包括工作平台、置于工作平台上的试件固定机构和位于试件固定机构上方的试件精加工机构；所述试件固定机构包括第二驱动电机、主驱动转盘、夹紧转盘和夹紧机构，所述试件精加工机构包括支撑架、横向驱动机构、横向调节架、纵向驱动机构、纵向调节架、安装在纵向调节架上的切削旋转电机和安装在切削旋转电机输出端的切削钻头。本发明专利技术将人工打磨的方式改变成机械打磨，通过控制打磨切削头和待打磨膨胀岩试件的同时转动，实现对膨胀岩试件的均匀打磨，提高了膨胀岩试样加工精度和效率，大幅度节省了人工劳动力，可节省90％的工作时间。省90％的工作时间。省90％的工作时间。

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀岩试件加工装置及方法


[0001]本专利技术涉及膨胀岩加工
，具体涉及一种膨胀岩试件加工装置及方法。

技术介绍

[0002]膨胀岩是一种特殊的软岩。它的物理性质介于岩石与土之间，其物理力学特性与水密切相关，亲水性非常强烈。膨胀岩遇水膨胀软化，力学性能迅速下降，岩体中形成微裂隙结构性发生显著劣化，危及工程建筑的安全性和稳定性，易引起各种地质灾害，如膨胀岩吸水膨胀、失水收缩后引起路基开裂、边坡失稳、建筑物地基不均匀沉降，隧道底鼓、开裂、矿柱失效等工程问题。
[0003]目前《工程岩体试验方法标准》(GB/T20266
‑
2013)中针对膨胀岩的试验主要为岩石自由膨胀率试验、岩石侧向约束膨胀率试验和岩石体积不变条件下的膨胀压力试验，依据试验项目不同，按照标准进行试件加工后，测定其膨胀性的相关参数。
[0004]膨胀岩一般为泥岩或泥质砂岩，岩质较软，现最普遍的加工方法采用的是土工的方法，即用开土刀具或裁纸刀，配合微型磨具人工一点点的打磨成型，若岩质略微坚硬一点，加工非常耗时，一个成型的试样加工出来耗时1～2天，且试样的精度和试验触面的平整度不高，给后期的试验结果带来影响。岩质较软或不均，含有硬块，则加工中会对岩体本身的结果产生松动或直接导致岩体崩解，无法加工成型。
[0005]因此，开发一种膨胀岩加工的装置，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础。

技术实现思路

[0006]为了解决膨胀岩试件的加工困难的问题，本专利技术提供了一种膨胀岩试件加工装置及方法，该装置可以提高膨胀岩试件的加工效率及精度，节省人工劳动力，降低膨胀岩试件的加工难度。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种膨胀岩试件加工装置，所述加工装置包括大件切割装置、精加工装置和吸尘装置；
[0008]所述大件切割装置包括支撑台、钢性锯片和第一驱动电机，所述第一驱动电机和钢性锯片均置于支撑台上，并由第一驱动电机驱动钢性锯片工作；
[0009]所述精加工装置包括工作平台、置于工作平台上的试件固定机构和位于试件固定机构上方的试件精加工机构；所述试件固定机构包括第二驱动电机、主驱动转盘、夹紧转盘和夹紧机构，所述第二驱动电机架设在工作平台上，主驱动转盘安装在第二驱动电机的输出轴，所述夹紧机构设置在与第二驱动电机同一直线上，夹紧转盘安装在夹紧机构的夹持端，且主驱动转盘与夹紧转盘相对设置，两转盘之间形成试件夹持空间；所述试件精加工机构包括支撑架、横向驱动机构、横向调节架、纵向驱动机构、纵向调节架、安装在纵向调节架上的切削旋转电机和安装在切削旋转电机输出端的切削钻头，在支撑架上设有水平轨道，所述横向调节架滑动安装在水平轨道上，所述横向驱动机构安装在支撑架上，并横向驱动
机构控制横向调节架沿着支撑架上的水平轨道左右移动；所述横向调节架上设有纵向轨道，所述竖向调节架滑动安装在横向调节架的纵向轨道上，所述纵向驱动机构安装在横向调节架上，并由纵向驱动机构控制纵向调节架沿着横向调节架上的纵向轨道上下移动；在横向调节架和纵向调节架移动过程中，所述切削钻头始终正对试件夹持空间；
[0010]所述吸尘装置包括吸尘器和吸尘管，在吸尘管的进风口设有吸尘罩，并在大件切割装置切割试件或精加工装置加工试件时，将吸尘罩固定在支撑台或工作平台上，其罩口正对大件切割装置的试件切割区或精加工装置的试件夹持空间。
[0011]本专利技术进一步的技术方案：所述精加工装置还包括控制柜和控制屏，所述控制柜安装在工作平台上，在水平轨道和纵向轨道上均设有起始端限位开关和终端限位开关，所述水平轨道和纵向轨道上的起始端限位开关和终端限位开关的信号输出端均与控制柜的信号输入端连接，所述控制柜的信号输出端分别与吸尘器、第二驱动电机、横向驱动机构和纵向驱动机构的控制端连接；通过控制柜控制横向驱动机构和纵向驱动机构的给进速度，及第二驱动电机的转速。
[0012]本专利技术较优的技术方案：所述切削钻头包括底座、散热套和金刚石刀头，所述散热套固定连接在底座上，在散热套上开设有散热孔，所述金刚石刀头为圆柱形或正多边形或圆柱形外壁设有多条竖向内凹区域的中空筒体结构，金刚石刀头固定连接在散热套内，其中空区域与散热套的中空区域连通。
[0013]专利技术较优的技术方案：所述夹紧机构包括夹紧支架、安装在夹紧支架上的第一螺母套和与第一螺母套相匹配的第一螺杆，所述第一螺杆穿过第一螺母套，其临近主驱动转盘的一端与夹紧转盘连接，另一端设有旋转手轮。
[0014]本专利技术较优的技术方案：所述横向驱动机构和纵向驱动机构均为驱动电机，在横向驱动机构的输出轴设有横向螺杆，在横向调节架的背面设有横向螺母套，所述横向螺杆与横向螺母套螺纹连接；在纵向驱动机构的输出轴设有纵向螺杆，在纵向调节架的背面设有纵向螺母套，所述纵向螺杆与纵向螺母套螺纹连接。
[0015]本专利技术较优的技术方案：在工作平台上设有调节轨道，所述锁紧机构通过锁紧螺栓安装在调节轨道上，并在锁紧螺栓松开状态下可沿着调节轨道移动；所述主驱动转盘和夹紧转盘与试件接触面均设有防滑凸起的橡胶垫。
[0016]本专利技术较优的技术方案：所述第二驱动电机外设有电机防护罩，第二驱动电机的输出轴伸出电机防护罩，并与主驱动转盘连接；所述钢性锯片为圆盘状锯片，转动安装在第一驱动电机的输出轴，在钢性锯片的上部设有刀盘防护罩，刀盘防护罩固定在第二驱动电机支架上。
[0017]为了达到上述技术目的，本专利技术还提供了一种膨胀岩试件加工方法，所述加工方法使用上述膨胀岩试件加工装置进行加工，其具体加工过程如下：
[0018](1)首先将不规则膨胀岩采用刚性锯片切割成长度满足膨胀岩试验的标准膨胀岩试件长度相匹配的圆柱体或方形柱体试样；
[0019](2)将步骤(1)中粗切形成的圆柱体或方形柱体试样置于主驱动转盘与夹紧转盘之间的试件夹持空间中，并通过夹紧机构将试样夹紧；
[0020](3)将吸尘装置的吸尘罩固定在工作平台侧面，其罩口正对圆柱体或方形柱体试样；
[0021](4)调节横向驱动机构带动横向调节架回到支撑架上水平轨道的起始端，此时切削钻头正对圆柱体或方形柱体试样的起始端，然后调节纵向驱动机构带动纵向调节架沿着纵向轨道向下移动至切削头切削面距主驱动转盘圆心的距离与圆柱体或方形柱体试样最大半径r2相等，调节横向驱动机构的移动速度为0.5～5mm/s，根据加工成型后标准试样的半径r1设定纵向驱动机构下降距离总和L＝r2‑
r1，并设定单次下降距离为0.5～1.5mm；
[0022](5)开启精加工装置对圆柱体或方形柱体试样进行加工，加工过程中：通过第二驱动电机带动主驱动转盘、夹紧转盘及两转盘夹持的圆柱体或方形柱体试样转动，切削旋转电机带动切削钻头转动对于试样表面进行打磨切削；并在切削钻头工作的过程中，横向驱动机构按照设定的移动速度带动切削旋转电机和切削钻头沿着横向调节架从圆柱体或方形柱体试样的起始端移动至末端，对圆柱体或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膨胀岩试件加工装置，其特征在于：所述加工装置包括大件切割装置、精加工装置和吸尘装置；所述大件切割装置包括支撑台(27)、钢性锯片(28)和第一驱动电机(29)，所述第一驱动电机(29)和钢性锯片(28)均置于支撑台(27)上，并由第一驱动电机(29)驱动钢性锯片(28)工作；所述精加工装置包括工作平台(1)、置于工作平台上的试件固定机构和位于试件固定机构上方的试件精加工机构；所述试件固定机构包括第二驱动电机(8)、主驱动转盘(2)、夹紧转盘(3)和夹紧机构(7)，所述第二驱动电机(8)架设在工作平台(1)上，主驱动转盘(2)安装在第二驱动电机(8)的输出轴，所述夹紧机构(7)设置在与第二驱动电机(8)同一直线上，夹紧转盘(3)安装在夹紧机构(7)的夹持端，且主驱动转盘(2)与夹紧转盘(3)相对设置，两转盘之间形成试件夹持空间；所述试件精加工机构包括支撑架(9)、横向驱动机构(10)、横向调节架(11)、纵向驱动机构(12)、纵向调节架(13)、安装在纵向调节架(13)上的切削旋转电机(4)和安装在切削旋转电机(4)输出端的切削钻头(5)，在支撑架(9)上设有水平轨道(15)，所述横向调节架(11)滑动安装在水平轨道(15)上，所述横向驱动机构(10)安装在支撑架(9)上，并横向驱动机构(10)控制横向调节架(11)沿着支撑架(9)上的水平轨道(15)左右移动；所述横向调节架(11)上设有纵向轨道(6)，所述竖向调节架(11)滑动安装在横向调节架(11)的纵向轨道(6)上，所述纵向驱动机构(12)安装在横向调节架(11)上，并由纵向驱动机构(12)控制纵向调节架(13)沿着横向调节架(11)上的纵向轨道(6)上下移动；在横向调节架(11)和纵向调节架(13)移动过程中，所述切削钻头(5)始终正对试件夹持空间；所述吸尘装置包括吸尘器(16)和吸尘管(17)，在吸尘管(17)的进风口设有吸尘罩(18)，并在大件切割装置切割试件或精加工装置加工试件时，将吸尘罩(18)固定在支撑台(27)或工作平台(1)上，其罩口正对大件切割装置的试件切割区或精加工装置的试件夹持空间。2.根据权利要求1所述的一种膨胀岩试件加工装置，其特征在于：所述精加工装置还包括控制柜(19)和控制屏(20)，所述控制柜(19)安装在工作平台(1)上，在水平轨道(15)和纵向轨道(6)上均设有起始端限位开关和终端限位开关，所述水平轨道(15)和纵向轨道(6)上的起始端限位开关和终端限位开关的信号输出端均与控制柜(19)的信号输入端连接，所述控制柜(19)的信号输出端分别与吸尘器(16)、第二驱动电机(8)、横向驱动机构(10)和纵向驱动机构(12)的控制端连接；通过控制柜(19)控制横向驱动机构(10)和纵向驱动机构(12)的给进速度，及第二驱动电机(8)的转速。3.根据权利要求1或2所述的一种膨胀岩试件加工装置，其特征在于：所述切削钻头(5)包括底座(500)、散热套(501)和金刚石刀头(502)，所述散热套(501)固定连接在底座(500)上，在散热套(501)上开设有散热孔(503)，所述金刚石刀头(502)为圆柱形或正多边形或圆柱形外壁设有多条竖向内凹区域的中空筒体结构，金刚石刀头(502)固定连接在散热套(501)内，其中空区域与散热套(501)的中空区域连通。4.根据权利要求1或2所述的一种膨胀岩试件加工装置，其特征在于：所述夹紧机构(7)包括夹紧支架(700)、安装在夹紧支架(700)上的第一螺母套(701)和与第一螺母套(701)相匹配的第一螺杆(702)，所述第一螺杆(702)穿过第一螺母套(701)，其临近主驱动转盘(2)的一端与夹紧转盘(3)连接，另一端设有旋转手轮(703)。
5.根据权利要求1或2所述的一种膨胀岩试件加工装置，其特征在于：所述横向驱动机构(10)和纵向驱动机构(12)均为驱动电机，在横向驱动机构(10)的输出轴设有横向螺杆(21)，在横向调节架(11)的背面设有横向螺母套(22)，所述横向螺杆(21)与横向螺母套(22)螺纹连接；在纵向驱动机构(12)的输出轴设有纵向螺杆(23)，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凡，李吉权，宋海军，曾秉华，王骏，唐征宏，杨永晶，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：