[发明专利]一种圆柱体岩石试件柔性打磨装置

说明书

本发明属于岩石打磨设备技术领域，具体是一种圆柱体岩石试件柔性打磨装置。解决了圆柱体岩石试件打磨加工方便、经济实用、高效的问题，包括底基座、打磨底板、可调连接杆、弹性加载器、连接器、打磨侧刷、打磨顶板、内杆、叉子和钻杆，钻杆的顶部与外部的水钻钻机旋转轴连接固定，外部钻机自带进水接头将水引入钻杆内，内杆与钻杆同轴固定连接，钻杆底部对称焊接有N个叉子，叉子通过可调连接杆和块状连接器与打磨侧刷连接，打磨侧刷中间设置岩石试件，岩石试件上下两侧设置有打磨顶板和打磨底板，打磨顶板通过高强弹簧与内杆连接，打磨底板固定在底基座中央，底基座上均匀分布N个凸形沟槽。本发明制作工艺简单，避免了复杂的制作加工工艺。

技术领域

本发明属于岩石打磨设备技术领域，具体是一种圆柱体岩石试件柔性打磨装置。

背景技术

对于众多的岩石力学实验来说，经常会用到圆柱体型的标准试件，无论是单轴抗压实验还是巴西劈裂实验，它们的几何形状都为圆柱体型，而大部分的圆柱型试件是通过对工程现场的煤岩体，进行钻芯取样而得，一方面钻取的圆柱体岩芯侧面往往比较粗糙，另一方面钻取的岩芯直径一般要比岩石力学实验所需的直径要大，所以要将钻取的岩芯进一步加工成岩石力学实验标准试件，例如单轴抗压实验圆柱体标准试件的直径为50 mm,高度为100 mm，并且精度要满足在试件整个高度上，直径的误差不超过0.3 mm，两端面的平行度最大误差不超过0.05 mm，以此可以看出岩石力学实验对试件的尺寸精度要求非常高，同时岩石力学试件的尺寸精度对实验的结果有一定的影响，所以说对于圆柱体岩石试件的打磨加工至关重要。

其中对于圆柱体岩石试件的加工打磨包括圆柱体岩石试件的两端面的打磨和圆柱体岩石试件侧面的打磨，目前根据这两部分分别进行加工和打磨。由于圆柱体岩石试件两端面为平面，加工打磨比较简单，目前对于岩石试件端面的加工打磨，首先用切割机将圆柱体岩石切断，然后利用砂纸进行人工磨平作业或者通过平面打磨机对其端面进行打磨。由于圆柱体岩石试件侧面为弧面，加工打磨比较复杂，目前对于圆柱体试件侧面加工打磨，一般是用切削机床将试件与旋转杆固定，然后通过控制进刀量对圆周进行切削作业，而岩石试件侧面的打磨一般还用人工作业的方式进行。

虽然上述技术解决了部分问题，但是，由于各种岩石构造的复杂性和岩石本身的脆断特性，在试件加工过程中经常出现由于机械强度过高而导致圆柱体岩石试件发生断裂，例如在使用切削机床对圆柱体岩石试件侧面进行切削时，一方面由于岩石与其他铸铁材料等不同，岩石自身的非均质特性，致使切削机床加工出来的岩石表面经常会出现凹坑，同时圆柱体岩石侧面存在一圈一圈的切刀切割痕迹，不光滑。另一方面切刀对圆柱体岩石侧面切削时，圆柱体的受力方式为点接触刚性加载，刚性载荷下岩石试件容易受到二次损伤，严重时试件直接发生断裂破坏，这样不但试件本身受损，还有可能对切削机床造成损坏，与此同时岩石试件的打磨采用人工作业的方式，耗时费力、工作效率非常低。

目前，针对上述问题，仍然没有解决圆柱体岩石试件，打磨加工方便实用、经济高效的问题。本文提出一种圆柱体岩石试件柔性打磨装置可以用较低的成本，简单的加工工艺、实现高精度、稳定的岩石试件加工打磨功能，并且使用简单对圆柱体岩石试件的保护性好。在现有公开的文献中，还未能获得相关技术的报道。

发明内容

本发明为了解决圆柱体岩石试件打磨加工方便、经济实用、高效的问题，提供一种圆柱体岩石试件柔性打磨装置。

本发明采取以下技术方案：一种圆柱体岩石试件柔性打磨装置，包括底基座、打磨底板、可调连接杆、弹性加载器、连接器、打磨侧刷、打磨顶板、内杆、叉子和钻杆，钻杆的顶部与外部的水钻钻机旋转轴连接固定，外部的水钻钻机自带进水接头将水引入钻杆内，内杆与钻杆同轴固定连接，钻杆底部对称焊接有N个叉子，叉子通过可调连接杆和弹性加载器与打磨侧刷连接，打磨侧刷中间设置岩石试件，岩石试件上下两侧设置有打磨顶板和打磨底板，打磨顶板通过高强弹簧与内杆连接，打磨底板固定在底基座中央，底基座上均匀分布N个凸形沟槽。