截齿对岩石截割试验的样品夹具装置

摘要

本发明属于截齿对岩石截割试验的技术领域，具体是一种截齿对岩石截割试验的样品夹具装置，适用于截齿对岩石截割试验过程中，存在严重冲击的状态下的样品夹持，包括安装基座、夹具台以及夹具台的高度调整部分，夹具台包括中间的槽型台面以及两侧的台肩，台肩为V形结构，两侧台肩的顶部都设置有侧向固定装置和垂直固定装置，高度调整部分包括驱动电机。本发明的有益效果：能够根据岩石截割试验的不同目的，调整岩石的中心高度，使截齿获得不同的截入位置，实现顺铣截割和逆铣截割模拟，使试验截割过程与真实截割过程一致，获得的试验数据更加可信。

说明书

技术领域

本发明属于截齿对岩石截割试验的技术领域，具体涉及一种截齿对岩石截割试验的样品夹具装置。

背景技术

在截齿对岩石的截割过程中，截齿沿截割头轴线旋转，通过与岩石的挤压、剪切作用完成对岩石的截割。在试验室条件模拟岩石截割试验过程中，需要调整岩石的中心高度，使截齿获得不同的截入位置，以使试验截割过程与真实截割过程一致。因此需要一种能够在试验过程中，调整岩石安装中心高度的夹具装置。由于在岩石截割试验过程中存在严重冲击，不适合采用机床通用升降装置，因此需开发适用于岩石截割试验的专用夹具升降装置。

发明内容

本发明的发明目的：提供一种适用于截齿对岩石截割试验过程中，存在严重冲击的状态下的样品夹具装置。

本发明采用如下的技术方案实现：

截齿对岩石截割试验的样品夹具装置，其特征在于包括安装基座、夹具台以及夹具台的高度调整部分，所述的夹具台包括中间的槽型台面以及两侧的台肩，台肩为V形结构，两侧台肩的顶部都设置有侧向固定装置和垂直固定装置，所述的侧向固定装置包括设置于夹具台两台肩的侧向定位架，侧向定位架底部设置水平方向的T形滑轨，夹具台两台肩顶部设置用于安装侧向定位架T形滑轨的水平方向的T形槽，侧向定位架的内侧中部设置侧向夹紧顶块，侧向定位架外侧安装有作用于侧向夹紧顶块的侧向固定油缸，所述的垂直固定装置包括设置于侧向固定架上的垂直固定架，垂直固定架为倒L形，垂直固定架外侧设置竖直方向的T形滑轨，侧向定位架内侧设置有用于安装垂直固定架T形滑轨的竖直方向的T形滑槽，垂直固定架连接驱动其竖向运动的垂直固定油缸，垂直固定架的水平段底部设置橡胶垫，

所述的高度调整部分包括驱动电机，驱动电机通过联轴器连接蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器连接主动链轮，主动链轮通过传动链连接从动链轮，主动链轮和从动链轮分别安装在两螺纹杆上，两螺纹杆的两端分别为旋向相反的螺纹，螺纹杆通过轴承和轴承座固定在安装基座上，螺纹杆两端有旋向相反的螺纹的部位都安装有滑块，滑块与螺纹杆通过螺纹配合，每个螺纹杆上的两滑块顶部为向内倾斜的斜坡，每个螺纹杆上两滑块的顶部斜坡分别与夹具台V形结构的台肩底部的两侧面滑动配合，滑块底部也设置有T形滑轨，安装基座上设置有与滑块底部T形滑轨配合的T形槽，两螺纹杆的中部设置隔离块，

夹具台还连接有轴向推进油缸，轴向推进油缸的作用方向和螺纹杆的轴线平行。

    被截割试验样品被固定在夹具台上，随夹具台前后移动控制截割深度，随夹具台上下移动控制截入位置，通过这样的高度可调整装置能够模拟不同的截割工况，使截割模拟更加接近井下真实截割工况。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：能够根据岩石截割试验的不同目的，调整岩石的中心高度，使截齿获得不同的截入位置，实现顺铣截割和逆铣截割模拟，使试验截割过程与真实截割过程一致，获得的试验数据更加可信。通过在夹具台上增加必要的液压夹紧装置，可以实现岩石的可靠锁紧，满足试验要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为高度调整部分结构示意图，

图3为图2的侧视图，

图4为本发明模拟冲击式截割示意图，

图5为本发明模拟渐入式截割示意图，

图中：1-驱动电机，2-联轴器，3-蜗轮蜗杆减速器，4-链轮，5-轴承座，6-轴承，7- 滑块，8-隔离块，9-螺纹杆，10-夹具台，11-传动链，12-侧向固定架；13-垂直固定架；14-侧向固定油缸；15-垂直固定油缸；16-橡胶垫；17-侧向夹紧顶块；18-轴向推进油缸。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示，截齿对岩石截割试验的样品夹具装置，包括安装基座、夹具台10以及夹具台10的高度调整部分，所述的夹具台10包括中间的槽型台面以及两侧的台肩，台肩为V形结构，两侧台肩的顶部都设置有侧向固定装置和垂直固定装置，所述的侧向固定装置包括设置于夹具台两台肩的侧向定位架12，侧向定位架12底部设置水平方向的T形滑轨，夹具台10两台肩顶部设置用于安装侧向定位架12T形滑轨的水平方向的T形槽，侧向定位架12的内侧中部设置侧向夹紧顶块17，侧向定位架12外侧安装有作用于侧向夹紧顶块17的侧向固定油缸14，所述的垂直固定装置包括设置于侧向固定架12上的垂直固定架13，垂直固定架13为倒L形，垂直固定架13外侧设置竖直方向的T形滑轨，侧向定位架内侧设置有用于安装垂直固定架13T形滑轨的竖直方向的T形滑槽，垂直固定架13连接驱动其竖向运动的垂直固定油缸15，垂直固定架13的水平段底部设置橡胶垫16。

如图2、3所示，所述的高度调整部分包括驱动电机1，驱动电机1通过联轴器2连接蜗轮蜗杆减速器3，蜗轮蜗杆减速器3连接主动链轮，主动链轮通过传动链11连接从动链轮，主动链轮和从动链轮分别安装在两螺纹杆9上，两螺纹杆9的两端分别为旋向相反的螺纹，螺纹杆9通过轴承和轴承座固定在安装基座上，螺纹杆9两端有旋向相反的螺纹的部位都安装有滑块7，滑块7与螺纹杆9通过螺纹配合，每个螺纹杆9上的两滑块9顶部为向内倾斜的斜坡，每个螺纹杆9上两滑块的顶部斜坡分别与夹具台V形结构的台肩底部的两侧面滑动配合，滑块9底部也设置有T形滑轨，安装基座上设置有与滑块底部T形滑轨配合的T形槽，两螺纹杆9的中部设置隔离块，夹具台还连接有轴向推进油缸18，轴向推进油缸18的作用方向和螺纹杆9的轴线平行。

驱动电机通过涡轮蜗杆减速器将动力分配到一侧链轮，由链条将动力传动的另一侧链轮上，实现动力的平均分配。当驱动电机转动时，链条带动两侧螺纹杆同步转动，使滑块同向或反向移动。当滑块同向移动时，安装在滑块上方的夹具台上升；当滑块反向移动时，安装在滑块上方的夹具台下降，达到调整工件安装中心高度的目的，并利用涡轮蜗杆减速器实现了升降台高度位置的自锁功能。

试验样品夹紧过程中油缸的夹紧顺序为：垂直固定油缸15垂直夹紧，侧向固定油缸14侧向夹紧；轴向推进油缸18轴向推进。松开过程相反。

在侧向固定油缸14的作用下，使侧向固定架12前进或后退，通过侧向夹紧顶块17可以从侧面使岩石岩块可靠固定。在垂直固定油缸15的作用下，使垂直固定架13上升或下降。垂直固定架13的L形水平压紧板下部，安装有橡胶垫16，防止在垂直压紧过程中岩石样块因夹紧力过大导致棱边压溃，无法可靠固定。滑块7的T形滑轨安装安装基座的T形槽中，并可使整个夹具装置沿T形槽移动。轴向推进油缸18杠杆伸出后，与岩石岩块接触，形成支点，防止截割试验过程中发生让刀现象，确保试验数据的一致性。

如图4所示，截割传动装置安装座固定不动，截割刀架安装在其上，进行上下摆动截割。滑块相背移动，装夹的被截割试验样品下降，可以形成冲击式截割，模拟掘进机实际截割工况。

如图5所示，滑块相向移动，装夹的被截割试验样品上升，可以形成渐入式截割，模拟掘进机实际截割工况。