本發(fā)明屬于弱膠結(jié)巖石研究實驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割工藝。

背景技術(shù)：

弱膠結(jié)是西部地區(qū)煤巖層典型膠結(jié)狀態(tài)，巖層內(nèi)部裂隙、孔隙十分發(fā)育，膠結(jié)程度比較差，粘聚力比較低，導(dǎo)致巖石力學(xué)性質(zhì)比較差，強度比較低，承受載荷的能力比較低，甚至遇到水后巖石表面開始破裂，巖石有逐漸崩解的趨勢。但是隨著國家能源戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移，加大了對西部地區(qū)能源開發(fā)力度，在實際中要更加廣泛接觸到弱膠結(jié)巖石，然而針對于弱膠結(jié)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實際生產(chǎn)的需要，因此，要分析西部地區(qū)弱膠結(jié)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，建立一套起針對于弱膠結(jié)巖石的相對完整的力學(xué)體系，從而更好的指導(dǎo)實際的生產(chǎn)。而對工程巖體的研究往往是先從實驗室一系列相關(guān)實驗開始的，但是由于弱膠結(jié)巖石顆粒之間粘結(jié)程度比較低，巖石易破碎，通過常規(guī)的巖石試件的加工辦法很難加工成型。

專利申請?zhí)?01611027662.3公開了一種巖石弱膠結(jié)巖石試件鉆削系統(tǒng)，采用該鉆削系統(tǒng)加工成的試件為圓柱體，有的長度較長需要切割成為較短節(jié)，有的在實驗室內(nèi)需要對圓柱形的試件切割不同角度的縫隙?，F(xiàn)有切割鋼筋的切割機靠人工進(jìn)行作業(yè)，由于沒有配套安裝合適的工裝夾具，切割的精度較差，不能滿足實驗的需要，而且切割起來比較麻煩，尤其是切割不同角度的縫隙時難度極大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種操作簡便、切割精度高、能確保試件完整性滿足實驗要求的煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割工藝，包括以下步驟，

（1）、由巖石試件的一端向另一端量取所要截取的長度，在巖石試件外表面標(biāo)注若干個切割點；

（2）、將圓柱形的巖石試件裝夾到切割裝置上，將第一個切割點與切割裝置上的基準(zhǔn)刻度線對應(yīng)；

（3）、操作切割裝置對巖石試件進(jìn)行切割；

（4）、取下已切割好的巖石試件和仍然需要切割的巖石試件；

（5）、將仍然需要切割的巖石試件裝夾到切割裝置上，重復(fù)步驟（2）和（3），直到將切割點全部切完。

所述的切割裝置包括支架，支架上水平設(shè)置有平臺，平臺上沿左右水平方向通過燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動設(shè)置支撐板，支撐板上設(shè)置有用于定位支撐板在平臺上位置的定位扳手，支撐板上表面設(shè)置有用于夾持巖石試件的旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)以及分別位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)左側(cè)的左立柱和右側(cè)的右立柱，左立柱和右立柱的上端水平固定設(shè)有橫梁，左立柱右側(cè)和右立柱左側(cè)沿垂直方向分別設(shè)置有左導(dǎo)軌和右導(dǎo)軌，左導(dǎo)軌上滑動設(shè)有左滑塊，右導(dǎo)軌上滑動設(shè)有右滑塊，左滑塊和右滑塊之間通過第一軸承轉(zhuǎn)動連接有與橫梁平行的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上安裝有位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)正上方的切割刀盤，左滑塊右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤左側(cè)的左安裝筒，右滑塊右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤右側(cè)的右安裝筒，左安裝筒和右安裝筒將轉(zhuǎn)軸罩住并與轉(zhuǎn)軸同軸向設(shè)置，左安裝筒的右側(cè)內(nèi)壁和右安裝筒的左側(cè)右臂均與轉(zhuǎn)軸外圈之間設(shè)置有第二軸承，左安裝筒頂部固定設(shè)置有驅(qū)動電機，驅(qū)動電機的主軸上設(shè)置有主動齒輪，轉(zhuǎn)軸上安裝有從動齒輪，主動齒輪外徑大于從動齒輪外徑，主動齒輪下部向下伸入到左安裝筒內(nèi)并與從動齒輪嚙合，左安裝筒右側(cè)頂部和右安裝筒左側(cè)頂部之間通過將切割刀盤上部罩住的防塵加強罩；橫梁下表面與右安裝筒之間沿垂直方向設(shè)置有驅(qū)動氣缸；平臺前側(cè)設(shè)置有與切割刀盤上下對應(yīng)的基準(zhǔn)刻度線；

旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)包括下安裝板、上安裝板、定位套和旋轉(zhuǎn)套，上安裝板為圓盤形，上安裝板、定位套、旋轉(zhuǎn)套具有同一條中心線，下安裝板通過下螺栓水平固定設(shè)置在支撐板上，定位套下端固定設(shè)置在下安裝板上表面，旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動設(shè)置在定位套內(nèi)，旋轉(zhuǎn)套的外徑等于定位套的內(nèi)徑，旋轉(zhuǎn)套的高度大于定位套的高度，旋轉(zhuǎn)套下端壓接在下安裝板上表面，旋轉(zhuǎn)套上端于上安裝板下表面固定連接，定位套側(cè)部沿徑向方向設(shè)置定位螺栓，定位螺栓內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)套外側(cè)部頂壓接觸，下安裝板上表面開設(shè)有圍繞定位套中心線均勻分布的角度線，上安裝板邊沿設(shè)置有垂直向下指向角度線的指針，上安裝板上表面關(guān)于上安裝板中心線對稱的用于夾持巖石試件的夾緊組件；

每個夾緊組件均包括下固定板、下夾持立板、上夾持立板，下固定板通過上螺栓固定連接在上安裝板上，下夾持立板下端邊沿固定連接在下固定板上表面，上夾持立板下端邊沿于下夾持立板上端邊沿對接，上夾持立板和下夾持立板通過沿垂直方向設(shè)置的緊固螺栓連接，上夾持立板下側(cè)和下夾持立板上側(cè)之間對應(yīng)開設(shè)有安裝孔，安裝孔的內(nèi)壁設(shè)置有一層柔性墊圈，柔性墊圈由兩個半圓圈組成，上部的半圓圈粘接在上夾持立板上，下部的半圓圈粘接在下夾持立板上；

上安裝板上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套對應(yīng)的上通孔，下安裝板上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套對應(yīng)的下通孔，左安裝筒和右安裝筒底部連接有將切割刀盤下部罩住的聚塵罩，聚塵罩由透明材料制成，平臺底部連接有與下通孔和防塵加強罩頂部對應(yīng)連接的吸塵系統(tǒng)；

吸塵系統(tǒng)包括風(fēng)機、上吸塵管、下吸塵管和收塵袋，風(fēng)機和收塵袋固定設(shè)置在平臺下方的支架上，上吸塵管的吸塵口與防塵加強罩頂部連接，上吸塵管為柔性軟管，下吸塵管的吸塵口穿過平臺與下通孔連接，上吸塵管和下吸塵管的出塵口均與風(fēng)機的吸風(fēng)口連接，風(fēng)機的出風(fēng)口與收塵袋的進(jìn)口連接；

所述的步驟（2）具體為：先擰松緊固螺栓，取下上夾持立板，將巖石試件水平放入到下夾持立板上的安裝孔內(nèi)，根據(jù)平臺前側(cè)的基準(zhǔn)刻度線，使巖石試件外表面標(biāo)記的切割點與基準(zhǔn)刻度線上下對應(yīng)，此時巖石試件的中心線與轉(zhuǎn)軸平行，然后將上夾持立板卡到巖石試件上，擰緊緊固螺栓，上夾持立板和下夾持立板將巖石試件夾緊，柔性墊圈起到防止夾持損傷巖石試件表面的作用。

所述的步驟（3）具體為：啟動切割電機，切割電機帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪旋轉(zhuǎn)帶動從動齒輪，從動齒輪帶動轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動切割刀盤高速旋轉(zhuǎn)；然后啟動切割氣缸，切割氣缸的活塞桿伸長，驅(qū)動右安裝筒向下移動，左滑塊和右滑塊沿分別沿左立柱和右立柱向下移動，切割刀盤和聚塵罩也隨著向下移動，聚塵罩將巖石試件罩住，當(dāng)切割刀盤將要接觸到巖石試件時，啟動第一抽風(fēng)機，第一抽風(fēng)機抽風(fēng)，切割刀盤對巖石試件表面標(biāo)記的切割點處進(jìn)行切割，切割的同時產(chǎn)生的粉塵被上吸塵管和下吸塵管抽到第一收塵袋內(nèi)，經(jīng)過第一收塵袋的過濾，干凈的空氣排到大氣當(dāng)中，直到切割刀盤將巖石試件切斷后，切割氣缸的活塞桿收縮，帶動切割刀盤向上復(fù)位，關(guān)閉切割氣缸和切割電機。

當(dāng)需要對巖石試件進(jìn)行一定角度的傾斜切割時，所述的步驟（3）前還需要進(jìn)行以下操作：在擰緊緊固螺栓、上夾持立板和下夾持立板將巖石試件夾緊后，擰松定位螺栓，轉(zhuǎn)動上安裝板，指針指向設(shè)定角度的角度線后，再擰緊定位螺栓，定位螺栓內(nèi)端頂緊旋轉(zhuǎn)套。

當(dāng)需要對兩個夾緊組件之間的巖石試件切割兩個以上的縫隙時，步驟（3）完成后，不用再操作緊固螺栓，只需用手扳動定位扳手，推動左立柱或右立柱使支撐板在平臺上沿左右水平方向移動一定距離，使切割點與基準(zhǔn)刻度線上下對應(yīng)，然后再旋緊定位扳手，再重復(fù)步驟（3）。

若對巖石試件進(jìn)行起個縫隙時，步驟（3）中切割到一定深度后，驅(qū)動氣缸的活塞桿收縮，切割刀盤向上移動，使用游標(biāo)卡尺量取起個縫隙的深度，達(dá)到設(shè)定深度后，關(guān)閉風(fēng)機、驅(qū)動電機和驅(qū)動氣缸；若還不到預(yù)定深度，驅(qū)動氣缸的活塞桿向下伸長，再次對縫隙進(jìn)行深入切割，再重復(fù)量取深度的步驟，直到達(dá)到預(yù)定深度后停止風(fēng)機、驅(qū)動電機和驅(qū)動氣缸。

本發(fā)明中的上安裝板和旋轉(zhuǎn)套焊接為一體，定位套和下安裝板焊接為一體，旋轉(zhuǎn)套安裝在定位套內(nèi)并可通過定位套旋轉(zhuǎn)，通過定位螺栓將旋轉(zhuǎn)套定位，這樣也便于制造和安裝。下夾持立板起到支撐巖石試件的作用，上夾持立板起到夾緊定位巖石試件的作用。

由于上吸塵管要隨著切割刀盤上下移動，因此將上吸塵管采用柔性軟管。兩個第二軸承起到將轉(zhuǎn)軸、左安裝筒、右安裝筒固定為一體，起到傳遞驅(qū)動氣缸上下驅(qū)動力的作用。防塵加強罩起到防塵外溢的作用，而且具有將左安裝筒和右安裝筒固定連接為一體的作用。

綜上所述，本發(fā)明設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊，減輕了人工操作的強度，并具有良好的安全可靠性，對圓柱形的巖石試樣進(jìn)行切割作業(yè)，操作簡便，切割精度高，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)切割角度，可滿足各種實驗的需求，并在切割過程中可吸收粉塵，無污染。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)的立體示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明中所采用的切割裝置包括支架1，支架1上水平設(shè)置有平臺2，平臺2上沿左右水平方向通過燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動設(shè)置支撐板3，支撐板3上設(shè)置有用于定位支撐板3在平臺2上位置的定位扳手4，支撐板3上表面設(shè)置有用于夾持巖石試件的旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)以及分別位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)左側(cè)的左立柱5和右側(cè)的右立柱6，左立柱5和右立柱6的上端水平固定設(shè)有橫梁7，左立柱5右側(cè)和右立柱6左側(cè)沿垂直方向分別設(shè)置有左導(dǎo)軌8和右導(dǎo)軌9，左導(dǎo)軌8上滑動設(shè)有左滑塊10，右導(dǎo)軌9上滑動設(shè)有右滑塊11，左滑塊10和右滑塊11之間通過第一軸承12轉(zhuǎn)動連接有與橫梁7平行的轉(zhuǎn)軸14，轉(zhuǎn)軸14上安裝有位于旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)正上方的切割刀盤15，左滑塊10右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤15左側(cè)的左安裝筒16，右滑塊11右側(cè)面固定連接有位于切割刀盤15右側(cè)的右安裝筒17，左安裝筒16和右安裝筒17將轉(zhuǎn)軸14罩住并與轉(zhuǎn)軸14同軸向設(shè)置，左安裝筒16的右側(cè)內(nèi)壁和右安裝筒17的左側(cè)右臂均與轉(zhuǎn)軸14外圈之間設(shè)置有第二軸承18，左安裝筒16頂部固定設(shè)置有驅(qū)動電機19，驅(qū)動電機19的主軸上設(shè)置有主動齒輪20，轉(zhuǎn)軸14上安裝有從動齒輪21，主動齒輪20外徑大于從動齒輪21外徑，主動齒輪20下部向下伸入到左安裝筒16內(nèi)并與從動齒輪21嚙合，左安裝筒16右側(cè)頂部和右安裝筒17左側(cè)頂部之間通過將切割刀盤15上部罩住的防塵加強罩22；橫梁7下表面與右安裝筒17之間沿垂直方向設(shè)置有驅(qū)動氣缸23；平臺2前側(cè)設(shè)置有與切割刀盤15上下對應(yīng)的基準(zhǔn)刻度線24。

旋轉(zhuǎn)式夾緊機構(gòu)包括下安裝板25、上安裝板26、定位套27和旋轉(zhuǎn)套28，上安裝板26為圓盤形，上安裝板26、定位套27、旋轉(zhuǎn)套28具有同一條中心線，下安裝板25通過下螺栓29水平固定設(shè)置在支撐板3上，定位套27下端固定設(shè)置在下安裝板25上表面，旋轉(zhuǎn)套28轉(zhuǎn)動設(shè)置在定位套27內(nèi)，旋轉(zhuǎn)套28的外徑等于定位套27的內(nèi)徑，旋轉(zhuǎn)套28的高度大于定位套27的高度，旋轉(zhuǎn)套28下端壓接在下安裝板25上表面，旋轉(zhuǎn)套28上端于上安裝板26下表面固定連接，定位套27側(cè)部沿徑向方向設(shè)置定位螺栓30，定位螺栓30內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)套28外側(cè)部頂壓接觸，下安裝板25上表面開設(shè)有圍繞定位套27中心線均勻分布的角度線31，上安裝板26邊沿設(shè)置有垂直向下指向角度線31的指針32，上安裝板26上表面關(guān)于上安裝板26中心線對稱的用于夾持巖石試件的夾緊組件。

每個夾緊組件均包括下固定板33、下夾持立板34、上夾持立板35，下固定板33通過上螺栓36固定連接在上安裝板26上，下夾持立板34下端邊沿固定連接在下固定板33上表面，上夾持立板35下端邊沿于下夾持立板34上端邊沿對接，上夾持立板35和下夾持立板34通過沿垂直方向設(shè)置的緊固螺栓37連接，上夾持立板35下側(cè)和下夾持立板34上側(cè)之間對應(yīng)開設(shè)有安裝孔38，安裝孔38的內(nèi)壁設(shè)置有一層柔性墊圈39，柔性墊圈39由兩個半圓圈組成，上部的半圓圈粘接在上夾持立板35上，下部的半圓圈粘接在下夾持立板34上。

上安裝板26上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套28對應(yīng)的上通孔40，下安裝板25上開設(shè)有與旋轉(zhuǎn)套28對應(yīng)的下通孔，左安裝筒16和右安裝筒17底部連接有將切割刀盤15下部罩住的聚塵罩41，聚塵罩41由透明材料制成，平臺2底部連接有與下通孔和防塵加強罩22頂部對應(yīng)連接的吸塵系統(tǒng)。

吸塵系統(tǒng)包括風(fēng)機42、上吸塵管43、下吸塵管44和收塵袋45，風(fēng)機42和收塵袋45固定設(shè)置在平臺2下方的支架1上，上吸塵管43的吸塵口與防塵加強罩22頂部連接，上吸塵管43為柔性軟管，下吸塵管44的吸塵口穿過平臺2與下通孔連接，上吸塵管43和下吸塵管44的出塵口均與風(fēng)機42的吸風(fēng)口連接，風(fēng)機42的出風(fēng)口與收塵袋45的進(jìn)口連接。

煤巖體試件不同傾角結(jié)構(gòu)面切割工藝，包括以下步驟：

（1）、由巖石試件的一端向另一端量取所要截取的長度，在巖石試件外表面標(biāo)注若干個切割點；

（2）、將圓柱形的巖石試件裝夾到切割裝置上，將第一個切割點與切割裝置上的基準(zhǔn)刻度線對應(yīng)；

（3）、操作切割裝置對巖石試件進(jìn)行切割；

（4）、取下已切割好的巖石試件和仍然需要切割的巖石試件；

（5）、將仍然需要切割的巖石試件裝夾到切割裝置上，重復(fù)步驟（2）和（3），直到將切割點全部切完。

所述的步驟（2）具體為：先擰松緊固螺栓37，取下上夾持立板35，將圓柱形的巖石試件水平放入到下夾持立板34上的安裝孔38內(nèi)，根據(jù)平臺2前側(cè)的基準(zhǔn)刻度線24，使巖石試件外表面的標(biāo)記與基準(zhǔn)刻度線24上下對應(yīng)，此時巖石試件的中心線與轉(zhuǎn)軸14平行，然后將上夾持立板35卡到巖石試件上，擰緊緊固螺栓37，上夾持立板35和下夾持立板34將巖石試件夾緊，柔性墊圈39起到防止夾持損傷巖石試件表面的作用。

所述的步驟（3）具體為：啟動驅(qū)動電機19，驅(qū)動電機帶動主動齒輪20轉(zhuǎn)動，主動齒輪20旋轉(zhuǎn)帶動從動齒輪21，從動齒輪21帶動轉(zhuǎn)軸14，轉(zhuǎn)軸14帶動切割刀盤15高速旋轉(zhuǎn)；然后啟動驅(qū)動氣缸23，氣缸的活塞桿伸長，驅(qū)動右安裝筒17向下移動，左滑塊10和右滑塊11沿分別沿左立柱5和右立柱6向下移動，切割刀盤15和聚塵罩41也隨著向下移動，聚塵罩41將巖石試件罩住，當(dāng)切割刀盤15將要接觸到巖石試件時，啟動風(fēng)機42，風(fēng)機42抽風(fēng)，切割刀盤15對巖石試件標(biāo)記的切割點處進(jìn)行切割，切割的同時產(chǎn)生的粉塵被上吸塵管43和下吸塵管44抽到收塵袋45內(nèi)，經(jīng)過收塵袋45的過濾，干凈的空氣排到大氣當(dāng)中。切割到一定深度后，驅(qū)動氣缸23的活塞桿收縮，切割刀盤15向上移動，使用游標(biāo)卡尺量取起個縫隙的深度，達(dá)到設(shè)定深度后，關(guān)閉風(fēng)機42、驅(qū)動電機19和驅(qū)動氣缸23。若還不到預(yù)定深度，驅(qū)動氣缸23的活塞桿向下伸長，再次對縫隙進(jìn)行深入切割，再重復(fù)量取深度的步驟，直到達(dá)到預(yù)定深度后停止風(fēng)機42、驅(qū)動電機19和驅(qū)動氣缸23。

當(dāng)需要對巖石試件進(jìn)行一定角度的傾斜切割時，所述的步驟（3）前還需要進(jìn)行以下操作：在擰緊緊固螺栓37、上夾持立板35和下夾持立板34將巖石試件夾緊后，擰松定位螺栓30，轉(zhuǎn)動上安裝板26，指針32指向設(shè)定角度的角度線31后，再擰緊定位螺栓30，定位螺栓30內(nèi)端頂緊旋轉(zhuǎn)套28。

當(dāng)需要對兩個夾緊組件之間的巖石試件切割兩個以上的縫隙時，步驟（3）完成后，不用再操作緊固螺栓37，只需用手扳動定位扳手4，推動左立柱5或右立柱6使支撐板3在平臺2上沿左右水平方向移動一定距離，使切割點與基準(zhǔn)刻度線24上下對應(yīng)，然后再旋緊定位扳手4，再重復(fù)步驟（3）。

若對巖石試件進(jìn)行起個縫隙時，步驟（3）中切割到一定深度后，驅(qū)動氣缸23的活塞桿收縮，切割刀盤15向上移動，使用游標(biāo)卡尺量取起個縫隙的深度，達(dá)到設(shè)定深度后，關(guān)閉風(fēng)機42、驅(qū)動電機19和驅(qū)動氣缸23。若還不到預(yù)定深度，驅(qū)動氣缸23的活塞桿向下伸長，再次對縫隙進(jìn)行深入切割，再重復(fù)量取深度的步驟，直到達(dá)到預(yù)定深度后停止風(fēng)機42、驅(qū)動電機19和驅(qū)動氣缸23。

本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。