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专利名称：用于双滚刀实验的移动工作台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动工作台，特别是涉及一种用于双滚刀实验的移动工作台，属 于大型重载实验装置领域。
背景技术：
研制模拟实验机是掌握全断面掘进机关键技术的有效手段。提高滚刀设计水平就 需要深入研究岩石破碎机理和滚刀磨损机理，滚刀综合实验台是进行滚刀破岩相关研究的 重要装置。作为实验用的工作台是整台设备的关键部件，关系到实验的顺利进行和关键实 验条件。首先在现阶段，我们无法通过实际施工进行关键技术的研究，现场实验会付出很大 的经济代价和承担安全风险；其次，现有数学和力学模型无法描述工程地质条件的多样性， 施工方式的灵活性和参数匹配的复杂性，只有通过反复的实验验证探索出全断面掘进机关 键部件优化设计途径。目前，滚刀布置和掘进试验设备很少，文献可以查询到的破岩模拟实验装置有美 国Colorado矿业学院，California大学研制的切削模拟装置，瑞典Lulea大学研制的液压 实验台。国内有中南大学，石油大学(北京)，华北电力大学等的破岩模拟实验装置。滚刀的 破岩机理是相邻两把滚刀滚压岩石产生的裂纹相连通，形成岩石剥落。根据对以往其他类 似实验台设计的经验总结，首先是刀具调整比较困难；其次，两滚刀相同间距的实验不能多 次重复，旋转的试件台无法滚压其他部位，不能充分的利用岩石试件；再次，滚压速度过低， 很难接近实际工况。针对国内外实验设备现状，并不能真实反映滚压破岩的实际情况的现 状，亟待研制综合的实验台。

发明内容
本发明提供一种使两把滚刀被动的对岩石进行切割实验所用的移动工作台，实现 准确确定滚刀破岩机理和刀具磨损机理，通过调整试件台的位置，对岩石试件进行重复实 验；通过调整液压缸的推进速度，模拟对于不同刀盘，滚刀切割岩石的情况，为滚刀的国产 化、刀具的优化布置、提高破岩效率提供设计参数。为了实现上述目的本发明解决技术问题的技术方案是用于双滚刀实验的移动工 作台，它包括驱动电机、液压缸、轴承，其在于底座上方轴向一端设有移动工作台；移动 工作台上方径向中部两端设有轴承座；移动工作台上方径向两端平行设有两条导轨槽；移 动工作台轴向一侧设有连接法兰；该连接法兰与液压缸的活塞杆相连，液压缸固定于底座 的适配位置上，底座上方轴向两端平行设有两条导轨凹槽；传动丝杠通过轴承固定在所述 的轴承座上；传动丝杠一端与固定在移动工作台上的驱动电机相连，移动工作台上方设有 试件台，该试件台下端中部跨过传动丝杠并与传动丝杠相连；设于试件台底部的导轨与所 述的移动工作台上方的导轨槽相匹配，设于移动工作台底部的导轨与所述的底座上方的导 轨凹槽相匹配。所述的驱动电机为步进驱动电机。
所述的液压缸为液压缸内置微脉冲位移传感器形式。所述的移动工作台上方径向中部两端设有轴承座，其中一端为一对推力轴承；另 一端为一对角接触球轴承。所述的传动丝杠的螺旋升角小于摩擦角。所述的试件台上表面为V型面，其V型锥度为1:5 1:10。所述的试件台底部的导轨与移动工作台上方的导轨槽采用刮研处理。所述的移动工作台上方的导轨槽外侧设有摩擦压板。所述的移动工作台底部的导轨与底座上方的导轨凹槽分别设有耐磨层。所述的耐磨层为聚四氟乙烯。本发明具有下列优点和效果
本发明由于采用传动丝杠的螺旋升角小于摩擦角，实现自锁目的，另外在移动工作台 上方的导轨槽外侧设有摩擦压板对工件台进行锁紧。由于移动工作台进给采用液压缸内置 微脉冲位移传感器形式，达到位置检测精度为0. 004mm，速度检测精度为士0. Olmm/s。又由 于本发明采用试件台上表面为V型面，使得试件与试件台结合更牢固，有效地防止了侧滑 现象的发生，提高实验装置可靠性。特别是传动丝杠两端的轴承采用一端为一对推力轴承； 另一端为一对角接触球轴承的设计，使得轴承组承受单向112KN的力；试件台承受Z向最大 正压力100KN，Y向冲击载荷300ΚΝ，Χ向冲击载荷100ΚΝ。本发明工作台移动速度高且可在 0. 2 1. 5m/s范围内任意调整，真实反映工程破岩过程，试件台调整简单方便，定位锁紧可 靠，能对试件进行多次切割实验，极大地节省了成本，通过调整液压缸的推进速度，模拟对 于不同刀盘，滚刀切割岩石的情况，为滚刀的国产化、刀具的优化布置、提高破岩效率提供 设计参数。


参照附图，对本发明的具体结构详细说明如下
图1是本发明用于双滚刀实验的移动工作台的主视结构示意图； 图2是本发明用于双滚刀实验的移动工作台的俯视结构示意图。图中主要零件试件台1，移动工作台2，摩擦压板3，底座4，液压缸5，连接法兰 6，轴承座7，传动丝杠8，导轨槽9驱动电机10，导轨凹槽11。
具体实施例方式下面参见本发明的附图并结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发 明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。实施例1
如图1、2所示的用于双滚刀实验的移动工作台，驱动电机10采用北狄洛BSHB31122步 进驱动电机、液压缸5内的传感器选用德国巴鲁夫(BALLUFF) BTL5-E10-M0600-P-S32微脉 冲位移传感器，底座4上方轴向一端设有移动工作台2 ；移动工作台2上方径向中部两端设 有轴承座7 ；轴承座7其中一端为一对推力轴承；另一端为一对角接触球轴承。移动工作台 2上方径向两端平行设有两条导轨槽9 ；导轨槽9外侧通过螺栓将摩擦压板3固定于移动工 作台2上。移动工作台2轴向一侧中部通过焊接将连接法兰6固定于上；该连接法兰6与
4液压缸5的活塞杆相连，液压缸5固定于底座4的适配位置上，底座4上方轴向两端平行设 有两条导轨凹槽11 ；传动丝杠8通过轴承固定在轴承座7上；传动丝杠8的螺旋升角小于 摩擦角，传动丝杠8 —端与固定在移动工作台2上的驱动电机10相连，移动工作台2上方 设有试件台1，试件台1上表面为V型面，V型锥度选为1 :7，高120mm，该试件台1下端中 部跨过传动丝杠8并与传动丝杠8相连；试件台1底部的导轨与所述的移动工作台2上方 的导轨槽9相匹配并刮研处理，移动工作台2底部的导轨与底座4上方的导轨凹槽11相匹 配，并在移动工作台2底部的导轨与底座4上方的导轨凹槽11上分别设有聚四氟乙烯耐磨 层。
权利要求
1.用于双滚刀实验的移动工作台，它包括驱动电机(10)、液压缸(5)、轴承，其特征在 于底座(4)上方轴向一端设有移动工作台(2);移动工作台(2)上方径向中部两端设有轴 承座(7);移动工作台(2)上方径向两端平行设有两条导轨槽(9);移动工作台(2)轴向一侧 设有连接法兰(6);该连接法兰(6)与液压缸(5)的活塞杆相连，液压缸(5)固定于底座(4) 的适配位置上，底座(4)上方轴向两端平行设有两条导轨凹槽(11);传动丝杠(8)通过轴承 固定在所述的轴承座(7)上；传动丝杠(8)—端与固定在移动工作台(2)上的驱动电机(10) 相连，移动工作台(2)上方设有试件台(1)，该试件台(1)下端中部跨过传动丝杠(8)并与 传动丝杠(8)相连；设于试件台(1)底部的导轨与所述的移动工作台(2)上方的导轨槽(9) 相匹配，设于移动工作台(2)底部的导轨与所述的底座(4)上方的导轨凹槽(11)相匹配。
2.根据权利要求1所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的驱动电机 (10)为步进驱动电机。
3.根据权利要求1所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的液压缸 (5)为液压缸内置微脉冲位移传感器形式。
4.根据权利要求1所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的移动工作 台(2)上方径向中部两端设有轴承座(7)，其中一端为一对推力轴承；另一端为一对角接触 球轴承。
5.根据权利要求1所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的传动丝杠 (8)的螺旋升角小于摩擦角。
6.根据权利要求1所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的试件台 (1)上表面为V型面，其V型锥度为1:5 1:10。
7.根据权利要求1或6所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的试件 台(1)底部的导轨与移动工作台(2)上方的导轨槽(9)采用刮研处理。
8.根据权利要求1所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的移动工作 台(2 )上方的导轨槽(9 )外侧设有摩擦压板(3 )。
9.根据权利要求1所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的移动工作 台(2)底部的导轨与底座(4)上方的导轨凹槽(11)分别设有耐磨层。
10.根据权利要求9所述的用于双滚刀实验的移动工作台，其特征在于所述的耐磨层 为聚四氟乙烯。
全文摘要
本发明公开一种用于双滚刀实验的移动工作台，它包括驱动电机、液压缸、轴承，其在于底座上方轴向一端设有移动工作台；移动工作台上方径向中部两端设有轴承座；移动工作台上方径向两端平行设有两条导轨槽；移动工作台轴向一侧设有连接法兰；该连接法兰与液压缸的活塞杆相连，液压缸固定于底座的适配位置上，底座上方轴向两端平行设有两条导轨凹槽；传动丝杠通过轴承固定在所述的轴承座上；传动丝杠一端与固定在移动工作台上的驱动电机相连，移动工作台上方设有试件台，该试件台下端中部跨过传动丝杠并与传动丝杠相连；设于试件台底部的导轨与所述的移动工作台上方的导轨槽相匹配，设于移动工作台底部的导轨与所述的底座上方的导轨凹槽相匹配。
文档编号G01N3/56GK102062716SQ201010569438
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者吴玉厚, 孙红, 张珂, 王腾跃, 王贺, 赵凯军, 赵德宏 申请人:沈阳建筑大学