本發(fā)明涉及一種多功能試樣加工設(shè)備、以及應(yīng)用所述試驗(yàn)臺(tái)的方法。

背景技術(shù)：

通過(guò)巖石力學(xué)試驗(yàn)是認(rèn)識(shí)煤巖體的基本物理力學(xué)特性的途徑之一，對(duì)于煤礦巷道支護(hù)、礦山壓力控制、采場(chǎng)頂?shù)装宓姆€(wěn)定性分析具有重要的意義。巖石力學(xué)試驗(yàn)巖石試件一般用巖芯或者巖塊加工而成，試件的加工應(yīng)滿足國(guó)家“工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)”中的要求。目前常規(guī)的巖石試件加工方法，包括巖芯鉆取和直線切割與磨削，一般的巖芯鉆機(jī)鉆頭是作垂直鉆取運(yùn)動(dòng)，切割機(jī)鋸片是固定或只作水平切割運(yùn)動(dòng)，對(duì)于脆性層狀煤巖體，鉆取時(shí)往往無(wú)法取出完整的試樣及切割過(guò)程中試樣易沿層理方向斷裂。

因此針對(duì)脆性層狀煤巖體加工過(guò)程中易碎、易開(kāi)裂的特點(diǎn)，克服現(xiàn)有加工技術(shù)的不足，這對(duì)于提高巖石試樣加工精度、成功率，更好的研究煤巖石的力學(xué)性質(zhì)及相關(guān)工程實(shí)踐具有重要意義?；谏鲜銮闆r，迫切需要一種多功能試樣加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不同地質(zhì)條件下不同巖性實(shí)驗(yàn)用巖樣快速加工，達(dá)到精確高效切割不同尺寸巖樣的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提出一種多功能試樣加工設(shè)備，本發(fā)明在控制機(jī)構(gòu)控制下通過(guò)巖樣固定機(jī)構(gòu)進(jìn)行樣品固定，利用切割機(jī)構(gòu)進(jìn)行樣品切割，通過(guò)定位機(jī)構(gòu)確定樣品具體切割路徑，最終在四大機(jī)構(gòu)的的高效配合下，實(shí)現(xiàn)不同尺寸實(shí)驗(yàn)樣品的快速精確加工。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種多功能試樣加工設(shè)備，包括：

巖樣固定機(jī)構(gòu)，包括上部渦輪、下部渦輪、可動(dòng)底座、試樣固定臺(tái)、螺母、螺絲、試樣夾板、固定底座，所述可動(dòng)底座通過(guò)上部渦輪、下部渦輪分別與試樣固定臺(tái)、固定底座絲動(dòng)連接，所述試樣夾板通過(guò)螺絲、螺母與試樣固定臺(tái)連接；

切割機(jī)構(gòu)，包括伸展臂、線鋸、上部支撐輪、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)、下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)、下部支撐輪，所述旋轉(zhuǎn)馬達(dá)與伸展臂齒動(dòng)連接，所述線鋸分別通過(guò)上部支撐輪、下部支撐輪與上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)、下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)連接；

定位機(jī)構(gòu)，包括承載臂、伸縮千斤頂、橫桿，所述橫桿通過(guò)伸縮千斤頂相互間鉸動(dòng)連接，與承載臂鉸動(dòng)連接；

控制機(jī)構(gòu)，包括中央服務(wù)器、電路控制中心、數(shù)據(jù)線、供壓泵、液壓油管，所述中央服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)線與電路控制中心連接，所述電路控制中心通過(guò)數(shù)據(jù)線與供壓泵連接，所述供壓泵通過(guò)液壓油管與所述伸縮千斤頂連接。

優(yōu)選地，所述可移動(dòng)底座通過(guò)上部渦輪與試樣固定臺(tái)絲動(dòng)連接，并通過(guò)下部渦輪與固定底座絲動(dòng)連接。

優(yōu)選地，所述橫桿通過(guò)伸縮千斤頂進(jìn)行相互間鉸動(dòng)連接，其兩端分別與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)及承載臂連接。

本發(fā)明還提出了一種多功能試樣加工設(shè)備應(yīng)用方法，應(yīng)用上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其包括如下實(shí)驗(yàn)步驟：

a、打開(kāi)電源，檢查裝置各部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確保部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)后開(kāi)始試件加工；

b、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求確定煤巖樣形狀、尺寸；

c、選擇原巖試樣并放置在試樣夾板中的矩形空間內(nèi)，利用螺絲、螺母將試樣夾板和試樣固定；

d、通過(guò)伸縮千斤頂、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、伸展臂調(diào)整線鋸位置，通過(guò)上部渦輪、下部渦輪對(duì)應(yīng)調(diào)整試樣固定臺(tái)、可動(dòng)底座至合適位置；

e、在中央服務(wù)器中輸入指令控制上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)、下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)線鋸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)調(diào)動(dòng)上部渦輪，通過(guò)試樣固定臺(tái)和試樣夾板帶動(dòng)煤巖試樣往遠(yuǎn)離承載臂的方向運(yùn)動(dòng)，使得線鋸切入煤巖樣一定距離；

f、調(diào)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)線鋸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，線鋸旋轉(zhuǎn)一圈后旋轉(zhuǎn)上部渦輪，通過(guò)試樣固定臺(tái)和試樣夾板帶動(dòng)煤巖試樣運(yùn)動(dòng)，使得線鋸切出煤巖樣一定距離，完成圓柱形試樣切割；

g、重復(fù)步驟e，并固定線鋸，調(diào)動(dòng)上部渦輪、下部渦輪移動(dòng)可動(dòng)底座、試樣固定臺(tái)進(jìn)行試樣平面運(yùn)動(dòng)，完成試樣的矩形切割；

h、關(guān)閉電源，擰開(kāi)螺母松開(kāi)試樣夾板，取出試樣，重復(fù)步驟c、d、e、f、g，即可獲得圓柱形試樣及矩形試樣；

i、煤巖樣加工完畢，關(guān)閉電源，并清理裝置，通風(fēng)干燥后保存裝置。

與現(xiàn)有試樣加工裝置相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明述及的多功能試樣加工設(shè)備，其中可動(dòng)底座通過(guò)上部渦輪、下部渦輪分別與試樣固定臺(tái)、固定底座絲動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)固定試件的前后左右移動(dòng)，達(dá)到加工矩形試樣的目的；在橫桿、伸縮千斤頂及承載臂配合下，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)伸展臂調(diào)動(dòng)線鋸進(jìn)行巖樣的旋轉(zhuǎn)切割，達(dá)到加工圓柱形試樣目的，最終在各部件配合下實(shí)現(xiàn)不同尺寸形狀試樣的加工。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中局部結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1-可動(dòng)底座；2-試樣固定臺(tái)；3-螺母；4-螺絲；5-線鋸；6-承載臂；7-上部支撐輪；8-旋轉(zhuǎn)馬達(dá)；9-上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)；10-伸縮千斤頂支架；11-試樣夾板；13-固定底座；14-上部渦輪；17-橫桿；18-下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)；19-下部支撐輪；20-下部渦輪；22-液壓油管；23-供壓泵；24-數(shù)據(jù)線；25-電路控制中心；26-中央服務(wù)器；27-伸展臂。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2中所示，本發(fā)明的主要部件由巖樣固定機(jī)構(gòu)，切割機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)四部分組成。巖樣固定機(jī)構(gòu)中，所述可動(dòng)底座1通過(guò)上部渦輪14、下部渦輪20分別與試樣固定臺(tái)2、固定底座13絲動(dòng)連接，所述試樣夾板11通過(guò)螺絲4、螺母3與試樣固定臺(tái)2連接；切割機(jī)構(gòu)中，所述旋轉(zhuǎn)馬達(dá)8與伸展臂27齒動(dòng)連接，所述線鋸5分別通過(guò)上部支撐輪7、下部支撐輪19與上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)9、下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)18連接；定位機(jī)構(gòu)中，所述橫桿17通過(guò)伸縮千斤頂10分別相互間及與承載臂6鉸動(dòng)連接；控制機(jī)構(gòu)中，所述中央服務(wù)器26通過(guò)數(shù)據(jù)線24與電路控制中心25連接，所述電路控制中心25通過(guò)數(shù)據(jù)線24與供壓泵23連接。

本發(fā)明的安裝架結(jié)構(gòu)如圖1所示。先將試樣可動(dòng)底座1、下部渦輪20安裝在固定底座13上，旋轉(zhuǎn)下部渦輪20控制可動(dòng)底座1移動(dòng)。然后將承載臂6安裝在固定底座13上，擰緊固定螺母3將承載臂6固定；承載臂6和橫桿17通過(guò)鉸接連結(jié)，同時(shí)安裝伸縮千斤頂10控制橫桿17運(yùn)動(dòng)；安裝上部支撐輪7、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)8和上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)9并與橫桿17連結(jié)，將下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)18、下部支撐輪19安裝在可動(dòng)底座1上，同時(shí)在上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)9和下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)18間安裝線鋸5。最后將試樣固定臺(tái)2安裝在可動(dòng)底座1上，擰緊固定螺母3將式樣固定臺(tái)固定，旋轉(zhuǎn)上部渦輪14控制試樣固定臺(tái)2和試樣夾板11動(dòng)；試樣夾板11對(duì)準(zhǔn)試樣固定臺(tái)2上的螺絲4后穿入，擰上螺母3將試樣夾板11與試樣固定臺(tái)2固定，保證試樣夾板11的矩形空間比煤巖試樣稍大時(shí)，暫時(shí)不再擰緊螺母3。

將煤巖試樣放在試樣夾板11中的矩形空間內(nèi)，然后利用螺母3將試樣夾板11和試樣固定。

使用本發(fā)明開(kāi)展煤巖試樣加工的大致步驟如下：

a、打開(kāi)電源，檢查裝置各部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確保部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)后開(kāi)始試件加工；

b、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求確定煤巖樣形狀、尺寸；

c、選擇原巖試樣并放置在試樣夾板11中的矩形空間內(nèi)，利用螺絲4、螺母3將試樣夾板11和試樣固定；

d、通過(guò)伸縮千斤頂10、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)8、伸展臂27調(diào)整線鋸5位置，通過(guò)上部渦輪14、下部渦輪20對(duì)應(yīng)調(diào)整試樣固定臺(tái)2、可動(dòng)底座1至合適位置；

e、在中央服務(wù)器26中輸入指令控制上部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)9、下部往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)18帶動(dòng)線鋸5作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)調(diào)動(dòng)上部渦輪14，通過(guò)試樣固定臺(tái)2和試樣夾板11帶動(dòng)煤巖試樣往遠(yuǎn)離承載臂6的方向運(yùn)動(dòng)，使得線鋸5切入煤巖樣一定距離；

f、調(diào)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)8帶動(dòng)線鋸5作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，線鋸5旋轉(zhuǎn)一圈后旋轉(zhuǎn)上部渦輪14，通過(guò)試樣固定臺(tái)2和試樣夾板11帶動(dòng)煤巖試樣運(yùn)動(dòng)，使得線鋸5切出煤巖樣一定距離，完成圓柱形試樣切割；

g、重復(fù)步驟e，并固定線鋸5，調(diào)動(dòng)上部渦輪14、下部渦輪20移動(dòng)可動(dòng)底座1、試樣固定臺(tái)2進(jìn)行試樣平面運(yùn)動(dòng)，完成試樣的矩形切割；

h、關(guān)閉電源，擰開(kāi)螺母3松開(kāi)試樣夾板11，取出試樣，重復(fù)步驟c、d、e、f、g，即可獲得圓柱形試樣及矩形試樣；

i、煤巖樣加工完畢，關(guān)閉電源，并清理裝置，通風(fēng)干燥后保存裝置。

當(dāng)然，以上說(shuō)明僅僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替換、明顯變形形式，均落在本說(shuō)明書(shū)的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護(hù)。