[發明專利]一種刀具旋轉破巖能耗檢測試驗臺

有效

• 申請號: 201610227562.9
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105675199B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 高魁東;曾慶良;劉站;張鑫;王亮;李旭
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 吳旭

技術領域

本發明涉及一種刀具旋轉破巖能耗檢測試驗臺，適用于小型刀具或小型組合刀具截割天然巖石或人造巖石過程的力學檢測。

背景技術

刀具破巖是巖石破碎技術中的一種重要形式，被廣泛用于礦石開采、石油鉆井、隧道挖掘、柏油路面破碎等領域。刀具在工作時，其能量除了以巖石、混凝土、柏油路面的破碎能消耗掉外，很大一部分能量以摩擦、磨損、發熱等形式消耗掉，這些能量不僅增加了破碎設備的負載，還會造成刀具的快速失效和截割性能的下降，因此，應盡可能避免或減小這些能量消耗方式的發生。刀具的材料、結構、安裝方式以及刀具間的配合對其能量消耗形式有很大影響。目前國內已有研究多關注于刀具結構、安裝方式以及刀具間的配合對總破巖能耗的影響，研究所使用的試驗臺或試驗設備也基本只能完成總能耗的測量，無法實現能耗的分離測量。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提供一種刀具旋轉破巖能耗檢測試驗臺，實現破巖能耗和接觸摩擦能耗的分離。

技術方案：一種刀具旋轉破巖能耗檢測試驗臺，包括試驗臺固定架、第一電機、渦輪減速器、動扭矩傳感器，上旋轉臺、進給移動臺以及進給移動臺驅動機構；

所述試驗臺固定架設有頂部支撐平板和中部支撐平板；

所述上旋轉臺包括驅動主軸、第一卡盤，所述驅動主軸垂直設置并穿過中部支撐平板，驅動主軸的一端連接第一卡盤，所述驅動主軸通過第一緊固結構連接所述中部支撐平板；

所述進給移動臺驅動機構包括四根絲桿和絲桿驅動器組，所述四根絲桿豎直設置在試驗臺固定架的四角，絲桿驅動器組設置在所述試驗臺固定架的底部；

所述進給移動臺包括第二卡盤、支撐主軸、四個壓力傳感器、靜扭矩傳感器、下支撐盤、移動支撐板，移動支撐板水平設置并與分別套接在四根絲桿上的四個絲桿螺母連接，靜扭矩傳感器固定在移動支撐板的中央位置，靜扭矩傳感器的連接軸連接主軸的一端，所述支撐主軸的另一端連接第二卡盤，四個壓力傳感器均勻分布在所述靜扭矩傳感器周圍，所述下支撐盤套接在支撐主軸上，所述四個壓力傳感器共同支撐所述下支撐盤，所述支撐主軸通過第二緊固結構連接所述下支撐盤；

所述渦輪減速器固定在所述頂部支撐平板上，渦輪減速器的輸入軸連接第一電機，所述渦輪減速器的輸出軸豎直向下設置，所述動扭矩傳感器通過兩組聯軸器安裝在所述渦輪減速器的輸出軸與所述驅動主軸的一端之間。

進一步的，所述第一緊固結構包括回字形支撐蓋板、第一推力調心滾子軸承、第二推力調心滾子軸承、軸承卡盤、推力滾子軸承；所述驅動主軸為五級臺階軸，所述回字形支撐蓋板包括頂部支撐板和底部支撐板，所述頂部支撐板通過沉頭螺栓固定在所述中部支撐平板上，所述驅動主軸穿過所述頂部支撐板和底部支撐板；所述推力滾子軸承安裝在所述驅動主軸的二級臺階外圈，所述第二推力調心滾子軸承安裝在所述驅動主軸的三級臺階外圈，所述第一推力調心滾子軸承安裝在所述驅動主軸的五級臺階外圈，并且所述第一推力調心滾子軸承和第二推力調心滾子軸承位于所述驅動主軸的四級臺階兩側；其中，所述推力滾子軸承的外圈與所述中部支撐平板以及軸承卡盤接觸安裝，所述第二推力調心滾子軸承也與所述軸承卡盤接觸安裝，所述第一推力調心滾子軸承與所述底部支撐板內側接觸安裝。

進一步的，所述絲桿驅動器組包括固定于試驗臺固定架底部支架上的四個蝸桿減速器、兩個三出頭轉向器、一個四出頭轉向器、第二電機，所述三出頭轉向器包括一個輸入軸和兩個輸出軸，所述四出頭轉向器包括兩個輸入軸和兩個輸出軸；所述四個蝸桿減速器的輸出軸分別通過法蘭盤連接一根絲桿，所述四個蝸桿減速器分為兩組，每組蝸桿減速器的兩個輸入軸連接同一個三出頭轉向器的輸出軸，所述兩個三出頭轉向器的輸入軸分別連接四出頭轉向器的一個輸出軸，所述第二電機連接所述四出頭轉向器的一個輸入軸，所述四出頭轉向器的另一個輸入軸連接人工驅動桿。

進一步的，還包括兩根導柱，兩根導柱平行設置并穿過位于所述移動支撐板兩側位置的兩個通孔，導柱的頂端固定在中部支撐平板上，導柱的底端固定在試驗臺固定架的底部支架上。

進一步的，還包括設置在所述試驗臺固定架一側的電機支撐座，所述第一電機垂直固定在所述電機支撐座上，所述第一電機的輸出軸通過第一聯軸器連接轉向減速器的輸入軸，所述轉向減速器的輸出軸通過第二聯軸器連接所述渦輪減速器的輸入軸。

進一步的，所述支撐主軸的下端開有花鍵槽，所述靜扭矩傳感器的連接軸通過所述花鍵槽連接支撐主軸的一端。