本發(fā)明屬于弱膠結(jié)巖石研究實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割裝置。

背景技術(shù)：

弱膠結(jié)是西部地區(qū)煤巖層典型膠結(jié)狀態(tài)，巖層內(nèi)部裂隙、孔隙十分發(fā)育，膠結(jié)程度比較差，粘聚力比較低，導(dǎo)致巖石力學(xué)性質(zhì)比較差，強(qiáng)度比較低，承受載荷的能力比較低，甚至遇到水后巖石表面開始破裂，巖石有逐漸崩解的趨勢(shì)。但是隨著國(guó)家能源戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移，加大了對(duì)西部地區(qū)能源開發(fā)力度，在實(shí)際中要更加廣泛接觸到弱膠結(jié)巖石，然而針對(duì)于弱膠結(jié)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際生產(chǎn)的需要，因此，要分析西部地區(qū)弱膠結(jié)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，建立一套起針對(duì)于弱膠結(jié)巖石的相對(duì)完整的力學(xué)體系，從而更好的指導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)。而對(duì)工程巖體的研究往往是先從實(shí)驗(yàn)室一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)開始的，但是由于弱膠結(jié)巖石顆粒之間粘結(jié)程度比較低，巖石易破碎，通過常規(guī)的巖石試件的加工辦法很難加工成型。

專利申請(qǐng)?zhí)?01611027662.3公開了一種巖石弱膠結(jié)巖石試件鉆削系統(tǒng)，采用該鉆削系統(tǒng)加工成的試件為圓柱體，有的長(zhǎng)度較長(zhǎng)需要切割成為較短節(jié)，有的在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)需要對(duì)圓柱形的試件切割不同角度的縫隙?，F(xiàn)有切割鋼筋的切割機(jī)靠人工進(jìn)行作業(yè)，由于沒有配套安裝合適的工裝夾具，切割的精度較差，不能滿足實(shí)驗(yàn)的需要，而且切割起來比較麻煩，尤其是切割不同角度的縫隙時(shí)難度極大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種操作簡(jiǎn)便、切割精度高、能確保試件完整性滿足實(shí)驗(yàn)要求的煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割裝置，包括支架，支架上水平設(shè)置有平臺(tái)，平臺(tái)上沿左右水平方向通過燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動(dòng)設(shè)置支撐板，支撐板上設(shè)置有用于定位支撐板在平臺(tái)上位置的定位扳手，支撐板上表面設(shè)置有用于夾持巖石試件的旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)以及分別位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)左側(cè)的左立柱和右側(cè)的右立柱，左立柱和右立柱的上端水平固定設(shè)有橫梁，左立柱右側(cè)和右立柱左側(cè)沿垂直方向分別設(shè)置有左導(dǎo)軌和右導(dǎo)軌，左導(dǎo)軌上滑動(dòng)設(shè)有左滑塊，右導(dǎo)軌上滑動(dòng)設(shè)有右滑塊，左滑塊和右滑塊之間通過第一軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接有與橫梁平行的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上安裝有位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)正上方的切割刀盤，左滑塊右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤左側(cè)的左安裝筒，右滑塊右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤右側(cè)的右安裝筒，左安裝筒和右安裝筒將轉(zhuǎn)軸罩住并與轉(zhuǎn)軸同軸向設(shè)置，左安裝筒的右側(cè)內(nèi)壁和右安裝筒的左側(cè)右臂均與轉(zhuǎn)軸外圈之間設(shè)置有第二軸承，左安裝筒頂部固定設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主軸上設(shè)置有主動(dòng)齒輪，轉(zhuǎn)軸上安裝有從動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪外徑大于從動(dòng)齒輪外徑，主動(dòng)齒輪下部向下伸入到左安裝筒內(nèi)并與從動(dòng)齒輪嚙合，左安裝筒右側(cè)頂部和右安裝筒左側(cè)頂部之間通過將切割刀盤上部罩住的防塵加強(qiáng)罩；橫梁下表面與右安裝筒之間沿垂直方向設(shè)置有驅(qū)動(dòng)氣缸；平臺(tái)前側(cè)設(shè)置有與切割刀盤上下對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)刻度線。

旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)包括下安裝板、上安裝板、定位套和旋轉(zhuǎn)套，上安裝板為圓盤形，上安裝板、定位套、旋轉(zhuǎn)套具有同一條中心線，下安裝板通過下螺栓水平固定設(shè)置在支撐板上，定位套下端固定設(shè)置在下安裝板上表面，旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在定位套內(nèi)，旋轉(zhuǎn)套的外徑等于定位套的內(nèi)徑，旋轉(zhuǎn)套的高度大于定位套的高度，旋轉(zhuǎn)套下端壓接在下安裝板上表面，旋轉(zhuǎn)套上端于上安裝板下表面固定連接，定位套側(cè)部沿徑向方向設(shè)置定位螺栓，定位螺栓內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)套外側(cè)部頂壓接觸，下安裝板上表面開設(shè)有圍繞定位套中心線均勻分布的角度線，上安裝板邊沿設(shè)置有垂直向下指向角度線的指針，上安裝板上表面關(guān)于上安裝板中心線對(duì)稱的用于夾持巖石試件的夾緊組件。

每個(gè)夾緊組件均包括下固定板、下夾持立板、上夾持立板，下固定板通過上螺栓固定連接在上安裝板上，下夾持立板下端邊沿固定連接在下固定板上表面，上夾持立板下端邊沿于下夾持立板上端邊沿對(duì)接，上夾持立板和下夾持立板通過沿垂直方向設(shè)置的緊固螺栓連接，上夾持立板下側(cè)和下夾持立板上側(cè)之間對(duì)應(yīng)開設(shè)有安裝孔，安裝孔的內(nèi)壁設(shè)置有一層柔性墊圈，柔性墊圈由兩個(gè)半圓圈組成，上部的半圓圈粘接在上夾持立板上，下部的半圓圈粘接在下夾持立板上。

上安裝板上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套對(duì)應(yīng)的上通孔，下安裝板上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套對(duì)應(yīng)的下通孔，左安裝筒和右安裝筒底部連接有將切割刀盤下部罩住的聚塵罩，聚塵罩由透明材料制成，平臺(tái)底部連接有與下通孔和防塵加強(qiáng)罩頂部對(duì)應(yīng)連接的吸塵系統(tǒng)。

吸塵系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、上吸塵管、下吸塵管和收塵袋，風(fēng)機(jī)和收塵袋固定設(shè)置在平臺(tái)下方的支架上，上吸塵管的吸塵口與防塵加強(qiáng)罩頂部連接，上吸塵管為柔性軟管，下吸塵管的吸塵口穿過平臺(tái)與下通孔連接，上吸塵管和下吸塵管的出塵口均與風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口連接，風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與收塵袋的進(jìn)口連接。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的工作過程為：在需要截取的巖石試件外表面記上標(biāo)記，先擰松緊固螺栓，取下上夾持立板，將圓柱形的巖石試件水平放入到下夾持立板上的安裝孔內(nèi)，根據(jù)平臺(tái)前側(cè)的基準(zhǔn)刻度線，使巖石試件外表面的標(biāo)記與基準(zhǔn)刻度線上下對(duì)應(yīng)，此時(shí)巖石試件的中心線與轉(zhuǎn)軸平行，然后將上夾持立板卡到巖石試件上，擰緊緊固螺栓，上夾持立板和下夾持立板將巖石試件夾緊，柔性墊圈起到防止夾持損傷巖石試件表面；接著啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)從動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)切割刀盤高速旋轉(zhuǎn)；然后啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣缸，氣缸的活塞桿伸長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)右安裝筒向下移動(dòng)，左滑塊和右滑塊沿分別沿左立柱和右立柱向下移動(dòng)，切割刀盤和聚塵罩也隨著向下移動(dòng)，聚塵罩將巖石試件罩住，當(dāng)切割刀盤將要接觸到巖石試件時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，切割刀盤對(duì)巖石試件標(biāo)記處進(jìn)行切割，切割的同時(shí)產(chǎn)生的粉塵被上吸塵管和下吸塵管抽到收塵袋內(nèi)，經(jīng)過收塵袋的過濾，干凈的空氣排到大氣當(dāng)中。切割到一定深度后，驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿收縮，切割刀盤向上移動(dòng)，使用游標(biāo)卡尺量取起個(gè)縫隙的深度，達(dá)到設(shè)定深度后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)氣缸。若還不到預(yù)定深度，驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿向下伸長(zhǎng)，再次對(duì)縫隙進(jìn)行深入切割，再重復(fù)量取深度的步驟，直到達(dá)到預(yù)定深度后停止風(fēng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)氣缸。

當(dāng)需要對(duì)巖石試件進(jìn)行一定角度的傾斜切割時(shí)，在擰緊緊固螺栓，上夾持立板和下夾持立板將巖石試件夾緊后，擰松定位螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)上安裝板，指針指向設(shè)定角度的角度線后，再擰緊定位螺栓，定位螺栓內(nèi)端頂緊旋轉(zhuǎn)套。

當(dāng)需要對(duì)兩個(gè)夾緊組件之間的巖石試件切割兩個(gè)以上的縫隙時(shí)，不用再操作緊固螺栓，只需用手扳動(dòng)定位扳手，推動(dòng)左立柱或右立柱使支撐板在平臺(tái)上沿左右水平方向移動(dòng)一定距離，然后再旋緊定位扳手即可。

本發(fā)明中的上安裝板和旋轉(zhuǎn)套焊接為一體，定位套和下安裝板焊接為一體，旋轉(zhuǎn)套安裝在定位套內(nèi)并可通過定位套旋轉(zhuǎn)，通過定位螺栓將旋轉(zhuǎn)套定位，這樣也便于制造和安裝。下夾持立板起到支撐巖石試件的作用，上夾持立板起到夾緊定位巖石試件的作用。

由于上吸塵管要隨著切割刀盤上下移動(dòng)，因此將上吸塵管采用柔性軟管。兩個(gè)第二軸承起到將轉(zhuǎn)軸、左安裝筒、右安裝筒固定為一體，起到傳遞驅(qū)動(dòng)氣缸上下驅(qū)動(dòng)力的作用。防塵加強(qiáng)罩起到防塵外溢的作用，而且具有將左安裝筒和右安裝筒固定連接為一體的作用。

綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊，減輕了人工操作的強(qiáng)度，并具有良好的安全可靠性，對(duì)圓柱形的巖石試樣進(jìn)行切割作業(yè)，操作簡(jiǎn)便，切割精度高，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)切割角度，可滿足各種實(shí)驗(yàn)的需求，并在切割過程中可吸收粉塵，無污染。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)的立體示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割裝置，包括支架1，支架1上水平設(shè)置有平臺(tái)2，平臺(tái)2上沿左右水平方向通過燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動(dòng)設(shè)置支撐板3，支撐板3上設(shè)置有用于定位支撐板3在平臺(tái)2上位置的定位扳手4，支撐板3上表面設(shè)置有用于夾持巖石試件的旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)以及分別位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)左側(cè)的左立柱5和右側(cè)的右立柱6，左立柱5和右立柱6的上端水平固定設(shè)有橫梁7，左立柱5右側(cè)和右立柱6左側(cè)沿垂直方向分別設(shè)置有左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌9，左導(dǎo)軌8上滑動(dòng)設(shè)有左滑塊10，右導(dǎo)軌9上滑動(dòng)設(shè)有右滑塊11，左滑塊10和右滑塊11之間通過第一軸承12轉(zhuǎn)動(dòng)連接有與橫梁7平行的轉(zhuǎn)軸14，轉(zhuǎn)軸14上安裝有位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)正上方的切割刀盤15，左滑塊10右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤15左側(cè)的左安裝筒16，右滑塊11右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤15右側(cè)的右安裝筒17，左安裝筒16和右安裝筒17將轉(zhuǎn)軸14罩住并與轉(zhuǎn)軸14同軸向設(shè)置，左安裝筒16的右側(cè)內(nèi)壁和右安裝筒17的左側(cè)右臂均與轉(zhuǎn)軸14外圈之間設(shè)置有第二軸承18，左安裝筒16頂部固定設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)19，驅(qū)動(dòng)電機(jī)19的主軸上設(shè)置有主動(dòng)齒輪20，轉(zhuǎn)軸14上安裝有從動(dòng)齒輪21，主動(dòng)齒輪20外徑大于從動(dòng)齒輪21外徑，主動(dòng)齒輪20下部向下伸入到左安裝筒16內(nèi)并與從動(dòng)齒輪21嚙合，左安裝筒16右側(cè)頂部和右安裝筒17左側(cè)頂部之間通過將切割刀盤15上部罩住的防塵加強(qiáng)罩22；橫梁7下表面與右安裝筒17之間沿垂直方向設(shè)置有驅(qū)動(dòng)氣缸23；平臺(tái)2前側(cè)設(shè)置有與切割刀盤15上下對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)刻度線24。

旋轉(zhuǎn)式夾緊機(jī)構(gòu)包括下安裝板25、上安裝板26、定位套27和旋轉(zhuǎn)套28，上安裝板26為圓盤形，上安裝板26、定位套27、旋轉(zhuǎn)套28具有同一條中心線，下安裝板25通過下螺栓29水平固定設(shè)置在支撐板3上，定位套27下端固定設(shè)置在下安裝板25上表面，旋轉(zhuǎn)套28轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在定位套27內(nèi)，旋轉(zhuǎn)套28的外徑等于定位套27的內(nèi)徑，旋轉(zhuǎn)套28的高度大于定位套27的高度，旋轉(zhuǎn)套28下端壓接在下安裝板25上表面，旋轉(zhuǎn)套28上端于上安裝板26下表面固定連接，定位套27側(cè)部沿徑向方向設(shè)置定位螺栓30，定位螺栓30內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)套28外側(cè)部頂壓接觸，下安裝板25上表面開設(shè)有圍繞定位套27中心線均勻分布的角度線31，上安裝板26邊沿設(shè)置有垂直向下指向角度線31的指針32，上安裝板26上表面關(guān)于上安裝板26中心線對(duì)稱的用于夾持巖石試件的夾緊組件。

每個(gè)夾緊組件均包括下固定板33、下夾持立板34、上夾持立板35，下固定板33通過上螺栓36固定連接在上安裝板26上，下夾持立板34下端邊沿固定連接在下固定板33上表面，上夾持立板35下端邊沿于下夾持立板34上端邊沿對(duì)接，上夾持立板35和下夾持立板34通過沿垂直方向設(shè)置的緊固螺栓37連接，上夾持立板35下側(cè)和下夾持立板34上側(cè)之間對(duì)應(yīng)開設(shè)有安裝孔38，安裝孔38的內(nèi)壁設(shè)置有一層柔性墊圈39，柔性墊圈39由兩個(gè)半圓圈組成，上部的半圓圈粘接在上夾持立板35上，下部的半圓圈粘接在下夾持立板34上。

上安裝板26上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套28對(duì)應(yīng)的上通孔40，下安裝板25上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套28對(duì)應(yīng)的下通孔，左安裝筒16和右安裝筒17底部連接有將切割刀盤15下部罩住的聚塵罩41，聚塵罩41由透明材料制成，平臺(tái)2底部連接有與下通孔和防塵加強(qiáng)罩22頂部對(duì)應(yīng)連接的吸塵系統(tǒng)。

吸塵系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)42、上吸塵管43、下吸塵管44和收塵袋45，風(fēng)機(jī)42和收塵袋45固定設(shè)置在平臺(tái)2下方的支架1上，上吸塵管43的吸塵口與防塵加強(qiáng)罩22頂部連接，上吸塵管43為柔性軟管，下吸塵管44的吸塵口穿過平臺(tái)2與下通孔連接，上吸塵管43和下吸塵管44的出塵口均與風(fēng)機(jī)42的吸風(fēng)口連接，風(fēng)機(jī)42的出風(fēng)口與收塵袋45的進(jìn)口連接。

本發(fā)明的工作過程為：在需要截取的巖石試件外表面記上標(biāo)記，先擰松緊固螺栓37，取下上夾持立板35，將圓柱形的巖石試件水平放入到下夾持立板34上的安裝孔38內(nèi)，根據(jù)平臺(tái)2前側(cè)的基準(zhǔn)刻度線24，使巖石試件外表面的標(biāo)記與基準(zhǔn)刻度線24上下對(duì)應(yīng)，此時(shí)巖石試件的中心線與轉(zhuǎn)軸14平行，然后將上夾持立板35卡到巖石試件上，擰緊緊固螺栓37，上夾持立板35和下夾持立板34將巖石試件夾緊，柔性墊圈39起到防止夾持損傷巖石試件表面；接著啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)19，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪20轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪20旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)從動(dòng)齒輪21，從動(dòng)齒輪21帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸14，轉(zhuǎn)軸14帶動(dòng)切割刀盤15高速旋轉(zhuǎn)；然后啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣缸23，氣缸的活塞桿伸長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)右安裝筒17向下移動(dòng)，左滑塊10和右滑塊11沿分別沿左立柱5和右立柱6向下移動(dòng)，切割刀盤15和聚塵罩41也隨著向下移動(dòng)，聚塵罩41將巖石試件罩住，當(dāng)切割刀盤15將要接觸到巖石試件時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)42，風(fēng)機(jī)42抽風(fēng)，切割刀盤15對(duì)巖石試件標(biāo)記處進(jìn)行切割，切割的同時(shí)產(chǎn)生的粉塵被上吸塵管43和下吸塵管44抽到收塵袋45內(nèi)，經(jīng)過收塵袋45的過濾，干凈的空氣排到大氣當(dāng)中。切割到一定深度后，驅(qū)動(dòng)氣缸23的活塞桿收縮，切割刀盤15向上移動(dòng)，使用游標(biāo)卡尺量取起個(gè)縫隙的深度，達(dá)到設(shè)定深度后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)42、驅(qū)動(dòng)電機(jī)19和驅(qū)動(dòng)氣缸23。若還不到預(yù)定深度，驅(qū)動(dòng)氣缸23的活塞桿向下伸長(zhǎng)，再次對(duì)縫隙進(jìn)行深入切割，再重復(fù)量取深度的步驟，直到達(dá)到預(yù)定深度后停止風(fēng)機(jī)42、驅(qū)動(dòng)電機(jī)19和驅(qū)動(dòng)氣缸23。

當(dāng)需要對(duì)巖石試件進(jìn)行一定角度的傾斜切割時(shí)，在擰緊緊固螺栓37，上夾持立板35和下夾持立板34將巖石試件夾緊后，擰松定位螺栓30，轉(zhuǎn)動(dòng)上安裝板26，指針32指向設(shè)定角度的角度線31后，再擰緊定位螺栓30，定位螺栓30內(nèi)端頂緊旋轉(zhuǎn)套28。

當(dāng)需要對(duì)兩個(gè)夾緊組件之間的巖石試件切割兩個(gè)以上的縫隙時(shí)，不用再操作緊固螺栓37，只需用手扳動(dòng)定位扳手4，推動(dòng)左立柱5或右立柱6使支撐板3在平臺(tái)2上沿左右水平方向移動(dòng)一定距離，然后再旋緊定位扳手4即可。

本發(fā)明中的上安裝板26和旋轉(zhuǎn)套28焊接為一體，定位套27和下安裝板25焊接為一體，旋轉(zhuǎn)套28安裝在定位套27內(nèi)并可通過定位套27旋轉(zhuǎn)，通過定位螺栓30將旋轉(zhuǎn)套28定位，這樣也便于制造和安裝。下夾持立板34起到支撐巖石試件的作用，上夾持立板35起到夾緊定位巖石試件的作用。

由于上吸塵管43要隨著切割刀盤15上下移動(dòng)，因此將上吸塵管43采用柔性軟管。兩個(gè)第二軸承18起到將轉(zhuǎn)軸14、左安裝筒16、右安裝筒17固定為一體，起到傳遞驅(qū)動(dòng)氣缸23上下驅(qū)動(dòng)力的作用。

本實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。