一种节水型自动调节的岩石或混凝土圆柱形试样制作装置的制作方法

本发明涉及岩土工程仪器领域，其属于一种试样的制作工具，特别涉及一种节水型自动调节的岩石或混凝土圆柱形试样制作装置。

背景技术：

现有的实验室岩石或混凝土取样机只能取固定直径，长度有限的试样。如果所取的试样长度超过最大限度或者取样的直径不是现有刀具的口径时就无法实现取样。

再有，现有的实验室岩石或混凝土取样机，在取样的过程中，随着钻孔深度的增加，钻杆容易出现左右少许摆动，这会直接导致取出的圆柱形试样的侧面不光滑，有时还会出现很大的错位现象，导致取样失败，无法进行用于后续的试样工作，费时费工费力。

另外，在钻孔取样的过程中，如果在岩石中有裂隙或节理面，刀具在高速旋转切割时，试件容易在节理面断开，这同样会导致取样失败。

如果所需圆柱形试样的高度小于钻孔取样机的深度，有时很难把握钻孔刀具的进深，取样过长时，需要用磨石机把两端的多余部分磨掉，浪费材料、人力、时间。

此外，现有磨石机在打磨时需要持续的对整个磨盘面进行喷水冷却，水资源浪费严重。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明主要提出一种节水型自动调节的岩石或混凝土圆柱形试样的制作装置，省时，省力；还能够制作任意长度和任意直径的试样。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种节水型自动调节的岩石或混凝土圆柱形试样制作装置，包括第一油缸、第二油缸和水平导轨，其特征在于：所述第一油缸由其缸筒竖向固定设置在水平导轨的一端，所述第二油缸由其缸筒水平设置在水平导轨的另一端，所述第一油缸的活塞杆末端设置有悬臂杆，所述悬臂杆上设置有上夹持件，所述上夹持件正对下部的水平导轨上设置有下夹持件，上、下夹持件之间夹持固定有试样；所述下夹持件上连接有同轴电机，所述试样在同轴电机驱动下转动；所述水平导轨上设置有打磨组件，所述打磨组件由所述第二油缸驱动，所述打磨组件包括水平滑块和竖直导轨，所述水平滑块与水平导轨滑动配合，所述竖直导轨上滑动设置有竖向滑块，所述竖向滑块的外侧固定有磨石，所述竖向滑块安装有驱动装置，在所述驱动装置的驱动下，竖向滑块能够在竖直导轨上做上下往复滑动；所述竖向滑块上设置有随动冷却装置，所述第二油缸的活塞杆的末端与所述竖直导轨连接。

作为优选的技术方案，所述第一油缸和所述第二油缸由所述控制系统控制，通过输入高度和直径参数，其能够通过控制第一油缸和第二油缸的伸缩精确控制试样制作的高度和直径。

作为优选的技术方案，本发明的所述上夹持件从上至下依次设置有上轴承、上承压板和上橡胶垫板；所述悬臂杆与上轴承之间设置有微调紧固螺栓。

作为优选的技术方案，本发明的所述下夹持件从上至下依次设置有下橡胶垫板、下承压板、下轴承，所述下轴承底部通过转轴连接有同轴电机。

作为优选的技术方案，所述随动冷却装置为固定在竖向滑块上的冷却水管，冷却水管的出水端设置有正对试样的喷水孔，进水端连接冷却水泵，所述进水端与所述出水端之间还穿设有伸缩弹簧。

作为优选的技术方案，所述竖向滑块与所述磨石的中部设置穿孔，所述竖直导轨为空心结构，所述冷却水管主体放置在所述空心结构内，所述出水端穿设在所述穿孔内，所述进水端固定在竖直导轨的上端。

作为优选的技术方案，所述竖向滑块与竖直导轨之间还设置有螺旋伸缩装置，所述螺旋伸缩装置能够补偿磨石的磨损厚度和微调磨石与试样之间的距离。

作为优选的技术方案，所述上承压板、上橡胶垫板的中心位置通过第一弹簧连接有上钢顶针，所述下承压板、下橡胶垫板的中心位置通过第二弹簧连接有下钢顶针，所述上钢顶针和下钢顶针顶设在试样的中心点。

作为优选的技术方案，所述试样在打磨前利用切割机将横截面切割成正方形，安装试样前利用铅笔连接上下断面的对角线快速定位中心点。

本发明采用上述技术方案所能达到的有益效果有：

（1）本发明采用竖向设置的第一油缸可以方便的调节试样的安装空间，进而可以根据需要制作任意高度的试样；同时，配合由第二油缸驱动且能够左右滑动的打磨组件，根据打磨组件距离试样中心的距离的不同，可以制作出不同直径的圆柱形试样，极大地拓展了现有技术中制作圆柱形试样尺寸的局限性，本发明第一油缸、第二油缸由控制系统控制，实验人员仅需输入试样参数即可，操作方便，自动调节，精度可靠。

（2）本发明变被动取样或打磨为试样自身主动旋转打磨，避免了岩石或混凝土中存在裂隙而导致试样断裂的问题；同时，试样制作一次性完成，尺寸标准规范，省时、省工、省力，提高了试样的制作效率。

（3）本发明通过设置带承压板和橡胶垫板的夹持件，承压板能够对试样进行上下对压，橡胶垫板一方面增大了承压板与试样之间的受力面积，缓冲承压板对试样的压力，避免局部压坏，另一方面增大了承压板与试样之间的摩擦力，进一步提高了试样安装的稳固性。此外，配合带弹簧的顶针，便于试样安装，提高了试样的安装对中效率。

（4）本发明冷却水管固定在竖向滑块上，能够随着竖向滑块的移动而移动，冷却水可直接喷射在试样打磨的位置，提高了冷却水的利用效率，节水节能。此外，冷却水管的进水端与出水端之间设置有伸缩弹簧，在移动过程中可实现冷却水管自动伸缩，有效防止冷却水管被拉断。

（5）本发明在竖向滑块与磨石之间设置的自动伸缩臂，其能够随着磨石的磨损自动补偿磨石的磨损厚度，可以将磨石最大化利用，延长了磨石更换周期，同时微调磨石与试样之间的距离，进一步保证了成品试样直径的精度。

附图说明

图1是本发明的正视图

图2是本发明的橡胶垫板正视图

图3是本发明的六面体试样的横截面图

图中的附图标记为：1、试样121、伸缩弹簧131、第一弹簧132、第二弹簧141、上钢顶针142、下钢顶针171、上轴承172、下轴承21、上橡胶垫板22、下橡胶垫板3、螺旋伸缩装置31、上承压板32、下承压板4、微调紧固螺栓5、第一油缸6、水平导轨7、水平滑块8、竖向滑块9、喷水孔10、竖直导轨11、空心结构12、冷却水管16、磨石17、第二油缸20、同轴电机201、控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明：

实施例1：

如图1所示，包括第一油缸5、第二油缸17和水平导轨6，其特征在于：所述第一油缸5由其缸筒竖向固定设置在水平导轨6的一端，所述第二油缸17由其缸筒水平设置在水平导轨6的另一端，所述第一油缸5的活塞杆末端设置有悬臂杆。

本发明采用竖向设置的第一油缸5可以方便的调节试样1的安装空间，进而可以根据需要制作任意高度的试样1。

为了安装待打磨试样1，所述悬臂杆上设置有上夹持件，所述上夹持件正对下部的水平导轨6上设置有下夹持件，上、下夹持件之间夹持固定有试样1；所述下夹持件上连接有同轴电机20，所述试样1在同轴电机20驱动下转动。

所述上夹持件从上至下依次设置有上轴承171、上承压板31和上橡胶垫板21；所述第二悬臂段与上轴承171之间设置有微调紧固螺栓4。通过设置微调紧固螺栓4便于微调上、下夹持件之间的距离，便于稳固安装试样1。

所述下夹持件从上至下依次设置有下橡胶垫板22、下承压板32、下轴承172，所述下轴承172底部通过转轴连接有同轴电机20。其中，上、下承压板能够对试样1进行上下对压，橡胶垫板一方面增大了承压板与试样之间的受力面积，缓冲承压板对试样的压力，避免局部压坏，另一方面增大了承压板与试样之间的摩擦力，进一步提高了试样安装的稳固性。

在同轴电机20的带动下，所述试样1可以实现高速转动；所述水平导轨6上设置有打磨组件。根据打磨组件距离试样1中心的距离的不同，可以制作出不同直径的圆柱形试样1，极大地拓展了现有技术中制作圆柱形试样尺寸的局限性。

所述打磨组件包括水平滑块7和竖直导轨10，所述水平滑块7与水平导轨6滑动配合，所述竖直导轨10上滑动设置有竖向滑块8，所述竖向滑块8的外侧可拆卸地固定有磨石16，所述竖向滑块8安装有驱动装置（未图示），在所述驱动装置的驱动下，竖向滑块8能够在竖直导轨10上做上下往复滑动，以使得磨石能够对试样的全高度方向打磨。这里的驱动装置可以为滑块内部的自驱动机构，也可以为同步带驱动或驱动螺杆等本领域技术人员熟知的现有方式。

所述竖向滑块8上设置有随动冷却装置。所述随动冷却装置为固定在竖向滑块8上的冷却水管12，冷却水管12的出水端设置有正对试样1的喷水孔9，进水端连接冷却水泵。冷却水管12固定在竖向滑块8上，能够随着竖向滑块的移动而移动，冷却水可直接喷射在试样打磨的位置，提高了冷却水的利用效率，节水节能。所述进水端与所述出水端之间还穿设有伸缩弹簧121。伸缩弹簧121可以在移动过程中对冷却水管12自动收缩，有效防止冷却水管12被拉断。

所所述竖向滑块8与所述磨石16的中部设置穿孔，所述竖直导轨10为空心结构11，所述冷却水管12主体放置在所述空心结构11内，所述出水端穿设在所述穿孔内，所述进水端固定在竖直导轨10的上端。这进一步优化了冷却水管12的设置，一方面充分利用了竖直导轨10的内部空间，另一方面预防了冷却水管12影响竖向滑块8的上下滑动。

所述水平导轨6的上表面印制有钢刻度，所述钢刻度的零刻度线位于试样1中心线对应位置。通过在水平导轨上刻制有钢刻度线，便于实验人员随时读取试样的打磨直径，以精确控制打磨至所需直径。

所述竖向滑块8与竖直导轨10之间还设置有螺旋伸缩装置3，所述螺旋伸缩装置3能够补偿磨石16的磨损厚度和微调磨石16与试样1之间的距离。螺旋伸缩装置3可以为伸缩螺杆，通过其螺旋伸缩可以在不移动水平滑块7的前提下微调磨石与试样之间的距离，进一步保证了成品试样直径的精度，同时，其能够补偿磨石的磨损厚度，可以将磨石最大化利用，延长了磨石更换周期。

如图2所示，在所述上承压板31、上橡胶垫板21的中心位置通过第一弹簧131连接有上钢顶针141，所述下承压板32、下橡胶垫板22的中心位置通过第二弹簧132连接有下钢顶针142，所述上钢顶针141和下钢顶针142顶设在试样1的中心点。这样便于试样安装，提高了试样的安装对中效率。

如图3所示，所述试样1在打磨前利用切割机将横截面切割成正方形，安装试样前利用铅笔连接上下断面的对角线快速定位中心点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。