專利名稱：用于雙滾刀實驗的移動工作臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動工作臺，特別是涉及一種用于雙滾刀實驗的移動工作臺，屬 于大型重載實驗裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
研制模擬實驗機是掌握全斷面掘進機關(guān)鍵技術(shù)的有效手段。提高滾刀設(shè)計水平就 需要深入研究巖石破碎機理和滾刀磨損機理，滾刀綜合實驗臺是進行滾刀破巖相關(guān)研究的 重要裝置。作為實驗用的工作臺是整臺設(shè)備的關(guān)鍵部件，關(guān)系到實驗的順利進行和關(guān)鍵實 驗條件。首先在現(xiàn)階段，我們無法通過實際施工進行關(guān)鍵技術(shù)的研究，現(xiàn)場實驗會付出很大 的經(jīng)濟代價和承擔安全風險；其次，現(xiàn)有數(shù)學和力學模型無法描述工程地質(zhì)條件的多樣性， 施工方式的靈活性和參數(shù)匹配的復雜性，只有通過反復的實驗驗證探索出全斷面掘進機關(guān) 鍵部件優(yōu)化設(shè)計途徑。目前，滾刀布置和掘進試驗設(shè)備很少，文獻可以查詢到的破巖模擬實驗裝置有美 國Colorado礦業(yè)學院，California大學研制的切削模擬裝置，瑞典Lulea大學研制的液壓 實驗臺。國內(nèi)有中南大學，石油大學(北京)，華北電力大學等的破巖模擬實驗裝置。滾刀的 破巖機理是相鄰兩把滾刀滾壓巖石產(chǎn)生的裂紋相連通，形成巖石剝落。根據(jù)對以往其他類 似實驗臺設(shè)計的經(jīng)驗總結(jié)，首先是刀具調(diào)整比較困難；其次，兩滾刀相同間距的實驗不能多 次重復，旋轉(zhuǎn)的試件臺無法滾壓其他部位，不能充分的利用巖石試件；再次，滾壓速度過低， 很難接近實際工況。針對國內(nèi)外實驗設(shè)備現(xiàn)狀，并不能真實反映滾壓破巖的實際情況的現(xiàn) 狀，亟待研制綜合的實驗臺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使兩把滾刀被動的對巖石進行切割實驗所用的移動工作臺，實現(xiàn) 準確確定滾刀破巖機理和刀具磨損機理，通過調(diào)整試件臺的位置，對巖石試件進行重復實 驗；通過調(diào)整液壓缸的推進速度，模擬對于不同刀盤，滾刀切割巖石的情況，為滾刀的國產(chǎn) 化、刀具的優(yōu)化布置、提高破巖效率提供設(shè)計參數(shù)。為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是用于雙滾刀實驗的移動工 作臺，它包括驅(qū)動電機、液壓缸、軸承，其在于底座上方軸向一端設(shè)有移動工作臺；移動 工作臺上方徑向中部兩端設(shè)有軸承座；移動工作臺上方徑向兩端平行設(shè)有兩條導軌槽；移 動工作臺軸向一側(cè)設(shè)有連接法蘭；該連接法蘭與液壓缸的活塞桿相連，液壓缸固定于底座 的適配位置上，底座上方軸向兩端平行設(shè)有兩條導軌凹槽；傳動絲杠通過軸承固定在所述 的軸承座上；傳動絲杠一端與固定在移動工作臺上的驅(qū)動電機相連，移動工作臺上方設(shè)有 試件臺，該試件臺下端中部跨過傳動絲杠并與傳動絲杠相連；設(shè)于試件臺底部的導軌與所 述的移動工作臺上方的導軌槽相匹配，設(shè)于移動工作臺底部的導軌與所述的底座上方的導 軌凹槽相匹配。所述的驅(qū)動電機為步進驅(qū)動電機。
所述的液壓缸為液壓缸內(nèi)置微脈沖位移傳感器形式。所述的移動工作臺上方徑向中部兩端設(shè)有軸承座，其中一端為一對推力軸承；另 一端為一對角接觸球軸承。所述的傳動絲杠的螺旋升角小于摩擦角。所述的試件臺上表面為V型面，其V型錐度為1:5 1:10。所述的試件臺底部的導軌與移動工作臺上方的導軌槽采用刮研處理。所述的移動工作臺上方的導軌槽外側(cè)設(shè)有摩擦壓板。所述的移動工作臺底部的導軌與底座上方的導軌凹槽分別設(shè)有耐磨層。所述的耐磨層為聚四氟乙烯。本發(fā)明具有下列優(yōu)點和效果
本發(fā)明由于采用傳動絲杠的螺旋升角小于摩擦角，實現(xiàn)自鎖目的，另外在移動工作臺 上方的導軌槽外側(cè)設(shè)有摩擦壓板對工件臺進行鎖緊。由于移動工作臺進給采用液壓缸內(nèi)置 微脈沖位移傳感器形式，達到位置檢測精度為0. 004mm，速度檢測精度為士0. Olmm/s。又由 于本發(fā)明采用試件臺上表面為V型面，使得試件與試件臺結(jié)合更牢固，有效地防止了側(cè)滑 現(xiàn)象的發(fā)生，提高實驗裝置可靠性。特別是傳動絲杠兩端的軸承采用一端為一對推力軸承； 另一端為一對角接觸球軸承的設(shè)計，使得軸承組承受單向112KN的力；試件臺承受Z向最大 正壓力100KN，Y向沖擊載荷300ΚΝ，Χ向沖擊載荷100ΚΝ。本發(fā)明工作臺移動速度高且可在 0. 2 1. 5m/s范圍內(nèi)任意調(diào)整，真實反映工程破巖過程，試件臺調(diào)整簡單方便，定位鎖緊可 靠，能對試件進行多次切割實驗，極大地節(jié)省了成本，通過調(diào)整液壓缸的推進速度，模擬對 于不同刀盤，滾刀切割巖石的情況，為滾刀的國產(chǎn)化、刀具的優(yōu)化布置、提高破巖效率提供 設(shè)計參數(shù)。


參照附圖，對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)詳細說明如下
圖1是本發(fā)明用于雙滾刀實驗的移動工作臺的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明用于雙滾刀實驗的移動工作臺的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中主要零件試件臺1，移動工作臺2，摩擦壓板3，底座4，液壓缸5，連接法蘭 6，軸承座7，傳動絲杠8，導軌槽9驅(qū)動電機10，導軌凹槽11。
具體實施例方式下面參見本發(fā)明的附圖并結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明，但本發(fā) 明的保護范圍不受具體的實施例所限制，以權(quán)利要求書為準。實施例1
如圖1、2所示的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，驅(qū)動電機10采用北狄洛BSHB31122步 進驅(qū)動電機、液壓缸5內(nèi)的傳感器選用德國巴魯夫(BALLUFF) BTL5-E10-M0600-P-S32微脈 沖位移傳感器，底座4上方軸向一端設(shè)有移動工作臺2 ；移動工作臺2上方徑向中部兩端設(shè) 有軸承座7 ；軸承座7其中一端為一對推力軸承；另一端為一對角接觸球軸承。移動工作臺 2上方徑向兩端平行設(shè)有兩條導軌槽9 ；導軌槽9外側(cè)通過螺栓將摩擦壓板3固定于移動工 作臺2上。移動工作臺2軸向一側(cè)中部通過焊接將連接法蘭6固定于上；該連接法蘭6與
4液壓缸5的活塞桿相連，液壓缸5固定于底座4的適配位置上，底座4上方軸向兩端平行設(shè) 有兩條導軌凹槽11 ；傳動絲杠8通過軸承固定在軸承座7上；傳動絲杠8的螺旋升角小于 摩擦角，傳動絲杠8 —端與固定在移動工作臺2上的驅(qū)動電機10相連，移動工作臺2上方 設(shè)有試件臺1，試件臺1上表面為V型面，V型錐度選為1 :7，高120mm，該試件臺1下端中 部跨過傳動絲杠8并與傳動絲杠8相連；試件臺1底部的導軌與所述的移動工作臺2上方 的導軌槽9相匹配并刮研處理，移動工作臺2底部的導軌與底座4上方的導軌凹槽11相匹 配，并在移動工作臺2底部的導軌與底座4上方的導軌凹槽11上分別設(shè)有聚四氟乙烯耐磨 層。
權(quán)利要求
1.用于雙滾刀實驗的移動工作臺，它包括驅(qū)動電機(10)、液壓缸(5)、軸承，其特征在 于底座(4)上方軸向一端設(shè)有移動工作臺(2);移動工作臺(2)上方徑向中部兩端設(shè)有軸 承座(7);移動工作臺(2)上方徑向兩端平行設(shè)有兩條導軌槽(9);移動工作臺(2)軸向一側(cè) 設(shè)有連接法蘭(6);該連接法蘭(6)與液壓缸(5)的活塞桿相連，液壓缸(5)固定于底座(4) 的適配位置上，底座(4)上方軸向兩端平行設(shè)有兩條導軌凹槽(11);傳動絲杠(8)通過軸承 固定在所述的軸承座(7)上；傳動絲杠(8)—端與固定在移動工作臺(2)上的驅(qū)動電機(10) 相連，移動工作臺(2)上方設(shè)有試件臺(1)，該試件臺(1)下端中部跨過傳動絲杠(8)并與 傳動絲杠(8)相連；設(shè)于試件臺(1)底部的導軌與所述的移動工作臺(2)上方的導軌槽(9) 相匹配，設(shè)于移動工作臺(2)底部的導軌與所述的底座(4)上方的導軌凹槽(11)相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的驅(qū)動電機 (10)為步進驅(qū)動電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的液壓缸 (5)為液壓缸內(nèi)置微脈沖位移傳感器形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的移動工作 臺(2)上方徑向中部兩端設(shè)有軸承座(7)，其中一端為一對推力軸承；另一端為一對角接觸 球軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的傳動絲杠 (8)的螺旋升角小于摩擦角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的試件臺 (1)上表面為V型面，其V型錐度為1:5 1:10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的試件 臺(1)底部的導軌與移動工作臺(2)上方的導軌槽(9)采用刮研處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的移動工作 臺(2 )上方的導軌槽(9 )外側(cè)設(shè)有摩擦壓板(3 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的移動工作 臺(2)底部的導軌與底座(4)上方的導軌凹槽(11)分別設(shè)有耐磨層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于雙滾刀實驗的移動工作臺，其特征在于所述的耐磨層 為聚四氟乙烯。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于雙滾刀實驗的移動工作臺，它包括驅(qū)動電機、液壓缸、軸承，其在于底座上方軸向一端設(shè)有移動工作臺；移動工作臺上方徑向中部兩端設(shè)有軸承座；移動工作臺上方徑向兩端平行設(shè)有兩條導軌槽；移動工作臺軸向一側(cè)設(shè)有連接法蘭；該連接法蘭與液壓缸的活塞桿相連，液壓缸固定于底座的適配位置上，底座上方軸向兩端平行設(shè)有兩條導軌凹槽；傳動絲杠通過軸承固定在所述的軸承座上；傳動絲杠一端與固定在移動工作臺上的驅(qū)動電機相連，移動工作臺上方設(shè)有試件臺，該試件臺下端中部跨過傳動絲杠并與傳動絲杠相連；設(shè)于試件臺底部的導軌與所述的移動工作臺上方的導軌槽相匹配，設(shè)于移動工作臺底部的導軌與所述的底座上方的導軌凹槽相匹配。
文檔編號G01N3/56GK102062716SQ201010569438
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者吳玉厚, 孫紅, 張珂, 王騰躍, 王賀, 趙凱軍, 趙德宏 申請人:沈陽建筑大學