一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于巖石試驗加工設(shè)備開發(fā)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種用于巖石切割機的自適應(yīng) 夾持裝置，適用于各種不規(guī)則形狀的巖石切割時的固定及切割位置微調(diào)的工作。 技術(shù)背景：
[0002] 室內(nèi)巖石試驗是目前研究巖石物理力學性質(zhì)常用的手段之一，巖石試樣的加工和 制備是開展各種巖石試驗的基礎(chǔ)。軟弱巖石是工程中常常會遇到的一類巖體，具有強度低、 遇水易軟化、破裂等特性，在巖樣的制備過程中，極易在水、夾持力和刀盤產(chǎn)生的振動等不 利因素的綜合作用下破壞?，F(xiàn)有的巖石切割機用于固定原巖樣品的夾具為剛性結(jié)構(gòu)，且通 過鋼梁或鋼板與樣品接觸并施加夾持力。因巖石表面起伏不平，夾持時夾具與巖石表面接 觸不均勻，有時候?qū)嶋H夾持的部位很小，不僅固定效果有限，還很容易造成樣品受力過于集 中，夾裂甚至夾碎的情況，導致制樣失敗，因此，軟巖的制樣成功率普遍很低，造成了極大的 浪費。另外，當前大部分巖石切割機機械結(jié)構(gòu)簡單，不能在樣品被夾緊后對切割位置進行微 調(diào)，缺乏靈活性。為提高原巖樣品的固定效果，解決其受力過程中應(yīng)力集中的問題，實現(xiàn)樣 品切割前的位置微調(diào)功能，發(fā)明了一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明的目的是設(shè)計一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置。為達到夾持時受力 均勻和可微調(diào)等功能要求，提出W下夾持裝置設(shè)計方案:通過設(shè)計帶有彈性減震接觸墊的 夾持桿(上下兩部分），使錯口形狀可根據(jù)巖石表面起伏自動調(diào)整，配合整體加載模塊，實現(xiàn) 原巖樣品的自適應(yīng)夾持;通過設(shè)計微調(diào)底座，實現(xiàn)切割位置的微調(diào)。
[0004] 自適應(yīng)夾持裝置由外支架、整體加載模塊、上夾持桿、下夾持桿和微調(diào)底座組成。 其組成及功能如下：
[000引1、外支架A:呈形，安裝于微調(diào)底座E的導軌上，上底端設(shè)有整體加載模塊安裝 位A1，下底端設(shè)有下夾持桿支座A2，下夾持桿支座A2上設(shè)有W點陣形式排布的下夾持桿安 裝孔A2-1，下夾持桿安裝孔A2-1開口方向豎直向上，用于固定下夾持桿D。外支架A底部還設(shè) 有內(nèi)螺紋螺桿槽A3和導槽A4,在平移微調(diào)螺桿E1-4的帶動下可沿導軌E1-2水平平移。
[0006] 2、整體加載模塊B:由加壓單元B1和上夾持桿支座B2組成。加壓單元B1-端固定于 外支架A上底端，另一端則與上夾持桿支座B2相連接，加壓單元B1可利用液壓原理制成，也 可采用氣壓、相互嵌合的螺紋桿或其它方法來實現(xiàn)上夾持桿支座B2的升降W及原巖樣品的 加壓固定；上夾持支座B2上設(shè)有W點陣形式排布的上夾持桿安裝孔B2-1，上夾持桿安裝孔 B2-1開口方向豎直向下，用于固定上夾持桿C，所有上夾持桿安裝孔B2-1與下夾持桿安裝孔 A2-1水平位置應(yīng)保持一致。
[0007] 3、上夾持桿C:安裝于上夾持桿安裝孔B2-1上，由驅(qū)動單元C1、壓力傳感器C2、上夾 持桿體C3和彈性減震接觸墊C4組成。驅(qū)動單元C1位于上夾持桿訂頁部，由液壓原理制成，也 可由氣壓或其它方法來實現(xiàn)上夾持桿體C3的伸縮;壓力傳感器C2位于驅(qū)動單元C1和上夾持 桿體C3的連接處，可測量上夾持桿體C3所受軸力，判斷上夾持桿C與原巖樣品是否有接觸， 從而控制上夾持桿體C3伸出長度;上夾持桿體C3頂端嵌入驅(qū)動單元C1，底端設(shè)有螺紋C3-2， 用于連接彈性減震接觸墊C4;彈性減震接觸墊C4頂端為螺帽C4-1，通過螺紋C3-1與上夾持 桿體C3相連，底端由彈性減震橡膠C4-2制成，在夾持狀態(tài)下與原巖樣品進行彈性接觸，保證 其受力均勻，同時減震橡膠C4-2能有效吸收切割中刀盤產(chǎn)生的振動，減少振動對樣品的損 壞。
[000引4、下夾持桿D:安裝于下夾持桿安裝孔A2-1上，由驅(qū)動單元D1、壓力傳感器D2、下夾 持桿體D3和彈性減震接觸墊D4組成。驅(qū)動單元D1位于下夾持桿D底部，由液壓原理制成，也 可由氣壓或其它方法來實現(xiàn)下夾持桿體D3的伸縮;壓力傳感器D2位于驅(qū)動單元D1和下夾持 桿體D3的連接處，可測量下夾持桿體D3所受軸力，判斷下夾持桿D與原巖樣品是否有接觸， 從而控制下夾持桿體D3伸出長度;下夾持桿體D3底端嵌入驅(qū)動單元D1，頂端設(shè)有螺紋D3-2， 用于連接彈性減震接觸墊D4;彈性減震接觸墊D4底端為螺帽D4-1，通過螺紋D3-1與下夾持 桿體D3相連，頂端由彈性減震橡膠D4-2制成，在夾持狀態(tài)下與原巖樣品進行彈性接觸，保證 其受力均勻，同時減震橡膠D4-2能有效吸收切割中刀盤產(chǎn)生的振動，減少振動對樣品的損 壞。
[0009] 5、微調(diào)底座E:由旋轉(zhuǎn)平臺E2和平移微調(diào)平臺E1組成。旋轉(zhuǎn)平臺E2位于微調(diào)底座E 底部，由旋轉(zhuǎn)支承E2-1和旋轉(zhuǎn)微調(diào)螺桿E2-2組成，旋轉(zhuǎn)支承E2-1內(nèi)圈固定于切割機上，外圈 與平移微調(diào)平臺E1相連，外圈外沿設(shè)有斜螺紋，通過電機E2-3驅(qū)動固定于切割機上的旋轉(zhuǎn) 微調(diào)螺桿E2-2可使外圈轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)原巖樣品位置的旋轉(zhuǎn)微調(diào);平移微調(diào)平臺E1由導軌平臺 E1-1和平移微調(diào)螺桿E1-4組成，導軌平臺呈"L"形，其上設(shè)有導軌E1-2，使外支架A可沿導軌 移動，平移微調(diào)螺桿E1-4-端固定于導軌平臺E1-1上的限位孔E1-3,一端伸入外支架A底端 的內(nèi)螺紋螺桿槽A3，由電機E1-5驅(qū)動，配合內(nèi)螺紋帶動外支架A沿導軌移動，實現(xiàn)原巖樣品 位置的平移微調(diào)。旋轉(zhuǎn)平臺E2及平移微調(diào)平臺E1均應(yīng)設(shè)置限位措施，防止夾持裝置與刀盤 或切割機其它機構(gòu)產(chǎn)生干設(shè)。
[0010]本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0011] 1、本發(fā)明為一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置，帶有壓力傳感器的上夾持桿 和下夾持桿能根據(jù)巖石表面起伏自動調(diào)整伸出長度，從而令錯口形狀與巖石表面形態(tài)保持 一致，使夾具能自適應(yīng)各種形狀不規(guī)則的原巖樣品，并與其進行彈性接觸，能有效提高夾持 效果，保證其受力均勻，同時由減震橡膠制成的彈性減震接觸墊能吸收切割中刀盤產(chǎn)生的 振動，有效降低振動對巖石產(chǎn)生的損傷。
[0012] 2、本發(fā)明為一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置，能在原巖樣品被夾緊后仍能 讓用戶對其位置進行旋轉(zhuǎn)和平移的微調(diào)，從而調(diào)整切割部位，提高切割精度。
【附圖說明】
[0013] 圖1夾持裝置主視圖
[0014] 圖2夾持裝置1-1剖俯視圖
[0015] 圖3夾持裝置左視圖
[0016] 圖4上夾持桿及下夾持桿主視圖

【具體實施方式】：
[0019] -種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置，由外支架A、整體加載模塊B、上夾持桿C、 下夾持桿D和微調(diào)底座E組成。裝載原巖樣品前，開啟夾持裝置的電源和壓力驅(qū)動源;將待切 割的原巖樣品放置于下夾持桿D組成的點陣上，根據(jù)切割部位人工大致調(diào)整其姿態(tài);樣品放 置好后，控制下夾持桿D使下夾持桿體D3伸出，使彈性減震接觸墊D4自適應(yīng)貼合樣品底部表 面;控制整體加載模塊B的加壓單元B1，驅(qū)動上夾持支座B2下降，當上夾持桿C與樣品開始接 觸時，上夾持桿支座B2停止下降;控制上夾持桿C使上夾持桿體C3伸出，使彈性減震接觸墊 C4自適應(yīng)貼合樣品頂部表面;所有上夾持桿C和下夾持桿D保持固定，控制加壓單元B1加壓 夾緊樣品;配合切割機自帶的切割線激光指示，控制電機E2-3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)微調(diào)螺桿E2-2,旋轉(zhuǎn) 微調(diào)切割位置;控制電機E1-5驅(qū)動平移微調(diào)螺桿E1-4,平移微調(diào)切割位置，直至切割位置達 到要求。
【主權(quán)項】
1. 一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置，其特征在于:所述夾持裝置由外支架、整體 加載模塊、上夾持桿、下夾持桿和微調(diào)底座組成，可伸縮的上夾持桿和下夾持桿使鉗口形狀 可隨巖石表面形態(tài)自動調(diào)整，實現(xiàn)原巖樣品受力均勻的自適應(yīng)夾持。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置，其特征在于:所述外 支架為設(shè)有整體加載模塊安裝位、下夾持桿支座、內(nèi)螺紋螺桿槽和導槽的"匚"形支架，用于 固定整體加載模塊和下夾持桿，并可在微調(diào)底座上平移;所述整體加載模塊由上夾持桿支 座和加壓單元組成，用于固定上夾持桿和原巖樣品的加壓固定;所述上夾持桿由驅(qū)動單元、 壓力傳感器、上夾持桿體和彈性減震接觸墊組成，驅(qū)動單元和壓力傳感器可控制帶有彈性 減震接觸墊的上夾持桿體的伸縮，實現(xiàn)對原巖樣品的自適應(yīng)彈性接觸及吸能減震;所述下 夾持桿由驅(qū)動單元、壓力傳感器、下夾持桿體和彈性減震接觸墊組成，驅(qū)動單元和壓力傳感 器可控制帶有彈性減震接觸墊的下夾持桿體的伸縮，實現(xiàn)對原巖樣品的自適應(yīng)彈性接觸及 吸能減震;所述微調(diào)底座由旋轉(zhuǎn)微調(diào)平臺和平移微調(diào)平臺組成，可對原巖樣品的切割位置 進行旋轉(zhuǎn)和平移微調(diào)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及的一種用于巖石切割機的自適應(yīng)夾持裝置，其特征在于由外支架、整體加載模塊、上夾持桿、下夾持桿和微調(diào)底座組成。帶有彈性減震接觸墊的上夾持桿與下夾持桿可在壓力傳感器控制下根據(jù)巖石表面起伏自動伸縮，從而調(diào)整鉗口形狀使其與巖石表面形態(tài)保持一致，實現(xiàn)原巖樣品的自適應(yīng)夾持；微調(diào)底座通過導軌和旋轉(zhuǎn)支承實現(xiàn)切割位置的平移和旋轉(zhuǎn)微調(diào)。本發(fā)明解決了巖石切割機在夾持原巖樣品時的受力集中問題，有效保護了軟弱巖石樣品，提高了樣品夾持效果和制樣成功率，同時實現(xiàn)了樣品夾持后切割位置的微調(diào)，增加了靈活性和提高了切割效率。
【IPC分類】G01N1/04, B28D7/04
【公開號】CN105563678
【申請?zhí)枴緾N201610131306
【發(fā)明人】周翠英, 黎杰明, 劉鎮(zhèn)
【申請人】中山大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月1日