阅读说明：本技术 一种多功能岩石切削试验台 (Multifunctional rock cutting test bed ) 是由 刘增辉 马正阔 倪福生 魏长赟 顾磊 蒋爽 李洪彬 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多功能岩石切削试验台,包括底板、刀具模块和岩石模块。底板上的螺纹孔用于安装刀具模块和岩石模块。刀具模块的柱塞缸和柱塞杆可以实现刀具的伸缩以及单齿或多齿的直线切割,液压马达则可以实现旋转切割。岩石模块的电机通过一级齿轮减速装置和齿轮齿条装置来实现岩石的平移,四个柱塞缸和柱塞杆则可以实现岩石的升降与倾斜,压块、岩石固定板与螺栓、螺母、平垫片配合以实现岩石的固定。本发明刀具模块可以通过更换刀具以实现旋转切割和直线切割以及直线切割状态下的单齿切割和多齿切割,岩石模块则可以实现岩石的左右平移、上下伸缩和倾斜以及岩石的固定。(The invention discloses a multifunctional rock cutting test bed which comprises a bottom plate, a cutter module and a rock module. The threaded holes in the base plate are used for mounting the cutter modules and the rock modules. The plunger cylinder and the plunger rod of the cutter module can realize the extension and retraction of the cutter and the linear cutting of single tooth or multiple teeth, and the hydraulic motor can realize the rotary cutting. The motor of the rock module realizes the translation of the rock through a primary gear speed reducer and a gear rack device, the four plunger cylinders and the plunger rods can realize the lifting and the inclination of the rock, and the pressing block and the rock fixing plate are matched with the bolt, the nut and the flat gasket to realize the fixation of the rock. The cutter module can realize rotary cutting, linear cutting, single-tooth cutting and multi-tooth cutting in a linear cutting state by changing the cutter, and the rock module can realize left-right translation, up-down expansion and inclination of rock and fixation of the rock.)

一种多功能岩石切削试验台

技术领域

本发明涉及一种多功能岩石切削试验台，属于岩石切削研究设备技术领域。

背景技术

随着我国航运业迅速发展，港口与航道等基建工程得到蓬勃发展，使得国内对疏浚船舶的需求日益增长。绞吸挖泥船和耙吸挖泥船是两种最常用的疏浚船型，但其切削岩石过程中都存在能力弱、效率低及磨损严重等问题。然而随着国内外港口航道逐步拓宽与加深，岩石底质的疏浚工程不断增多。因此急需研究新的岩石切削装备，以提高岩石疏浚效率、降低岩石疏浚成本。

目前国内疏浚行业的研究大多数为大型试验平台，结构复杂、操作繁琐、成本较高；且多针对泥沙切削，无法实现岩石切削。而煤炭开采及隧道工程领域所用到的岩石切削试验台，运动形式单一，无法满足疏浚设备多自由度运动。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，不发明提供一种多功能岩石切削实验台，能够研究刀头类型（绞刀头、耙头）、刀齿形状（尖齿、宽齿）、刀齿排布（单齿、多齿）、切削方式（回转、直线）、切削角度（水平、倾斜）等因素对岩石切削的影响，最终达到优化岩石切削装置的目的。

本发明的目的在于克服现有技术中的岩石切削装置的结构复杂、成本高、稳定性不强、切削效果不佳和疏浚实验平台太大等不足，提供一种多功能岩石切削试验台。

技术方案如下：

一种多功能岩石切削试验台，包括底板、刀具模块和岩石模块，底板上钻有螺纹孔，用于安装刀具模块和岩石模块。

刀具模块包括用螺栓固定在所述底板上的支撑架，用螺栓固定在所述支撑架上的刀具进给装置，用螺栓固定在刀具进给装置上的刀具旋转装置。

进一步地，刀具进给装置包括柱塞缸、柱塞杆和用螺钉固定在柱塞杆上的单齿刀头，刀具旋转装置包括液压马达和旋转刀头。

刀具模块可以通过所述刀具进给装置和所述刀具旋转装置来实现旋转切割和直线切割以及直线切割状态下的单齿切割和多齿切割。

岩石模块包括用螺栓固定在底板上的箱体，通过螺栓连接等方式安装在箱体上的岩石平移装置，用螺栓固定在岩石平移装置上的岩石升降和倾斜装置，用岩石固定装置固定在岩石升降和倾斜装置上的岩石。

进一步地，岩石平移装置包括用螺栓固定在所述箱体上的电机，一级齿轮减速装置和齿轮齿条装置。

进一步地，一级齿轮减速装置包括齿轮一、齿轮二和长轴，所述齿轮一和齿轮二啮合，所述长轴与齿轮二连接，通过电机驱动齿轮一，然后带动齿轮二转动，长轴跟着齿轮二同时转动，所述齿轮齿条装置包括齿轮三、齿条和短轴，所述短轴与齿轮三连接，所述齿轮三与齿条啮合。通过岩石平移装置来实现岩石的平移。

优选地，岩石升降和倾斜装置包括岩石固定板和下底板，下底板固定在齿条上，岩石固定板和下底板之间设置若干组柱塞缸装置，所述柱塞缸装置包括设置在下底板上的柱塞缸，套设在柱塞缸中的柱塞杆、安装在柱塞杆上方的圆球，以及圆球上方的岩石固定板。

进一步地，岩石固定装置包括用螺栓固定在岩石固定板上的压块和岩石。通过岩石固定装置来实现对所述岩石的固定。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明刀具模块可以通过更换刀具以实现旋转切割和直线切割以及直线切割状态下的单齿切割和多齿切割，岩石模块则可以实现岩石的左右平移、上下伸缩和倾斜以及岩石的固定。通过以上功能来研究刀具形状、刀齿排布、切削方式等因素对岩石切削的影响，最终达到优化岩石切削装置和小型化疏浚实验平台的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的刀具模块的结构示意图；

图3是本发明的岩石模块的结构示意图；

图4是本发明单齿直线切割模式下刀具的结构示意图；

图5是一级齿轮减速装置的结构示意图；

图6是齿轮齿条装置的结构示意图；

图7是岩石升降和倾斜装置的结构示意图；

图8是岩石固定装置的结构示意图。

图中：1：底板，2：刀具模块，3：岩石模块，2-1:支撑架，2-2：柱塞缸，2-3：柱塞杆，2-4：液压马达，2-5：旋转刀头，2-6单齿刀头，3-1：箱体，3-2：电机，3-3：齿轮一，3-4：齿轮二，3-5：长轴，3-6：短轴，3-7：齿轮三，3-8：齿条，3-9：下底板；，3-10：柱塞杆，3-11：岩石固定板，3-12：压块，3-13：岩石；3-14：圆球；3-15：柱塞缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，多功能岩石切削试验台，包括底板1、刀具模块2和岩石模块3，底板1上钻有螺纹孔，用于安装刀具模块2和岩石模块3。

如图2所示，刀具模块2包括用螺栓固定在所述底板上的支撑架2-1，用螺栓固定在所述支撑架2-1上的刀具进给装置，用螺栓固定在刀具进给装置上的刀具旋转装置。

刀具进给装置包括柱塞缸2-2、柱塞杆2-3和用螺钉固定在柱塞杆2-3上的单齿刀头2-6，刀具旋转装置包括液压马达2-4和旋转刀头2-5。通过柱塞缸和柱塞杆的配合来实现刀具的进给，通过液压马达来实现刀具的旋转。

刀具模块2可以通过所述刀具进给装置和所述刀具旋转装置来实现旋转切割和直线切割以及直线切割状态下的单齿切割和多齿切割。旋转切割状态如2所示，单齿直线切割状态如图4所示，多齿直线切割状态即在单齿直线切割状态下，在安装若干单齿刀头2-6在柱塞杆2-3上。

如图3所示，岩石模块3包括用螺栓固定在底板1上的箱体3-1，通过螺栓连接等方式安装在箱体3-1上的岩石平移装置，用螺栓固定在岩石平移装置上的岩石升降和倾斜装置，用岩石固定装置固定在岩石升降和倾斜装置上的岩石3-13。

岩石平移装置包括用螺栓固定在所述箱体3-1上的电机3-2，一级齿轮减速装置和齿轮齿条装置。

如图5、图6所示，一级齿轮减速装置包括齿轮一3-3、齿轮二3-4和长轴3-5，齿轮一3-3和齿轮二3-4啮合，所述长轴3-5与齿轮二3-4连接，通过电机3-2驱动齿轮一3-3，然后带动齿轮二3-4转动，长轴3-5跟着齿轮二3-4同时转动。齿轮齿条装置包括齿轮三3-7、齿条3-8和短轴3-6。短轴3-6与齿轮三3-7连接，所述齿轮三3-7与齿条3-8啮合。通过岩石平移装置来实现岩石3-13的平移。当岩石13需要向左（右）平移时，便启动左（右）边的电机3-2。

如图7所示，岩石升降和倾斜装置包括岩石固定板3-11和下底板3-9，下底板3-9固定在齿条3-8上，岩石固定板3-11和下底板3-9之间设置若干组柱塞缸装置，所述柱塞缸装置包括设置在下底板上的柱塞缸3-15，套设在柱塞缸3-15中的柱塞杆3-10、安装在柱塞杆3-10上方的圆球3-14，以及圆球3-14上方的岩石固定板3-11。通过岩石升降和倾斜装置来实现岩石3-13的升降和倾斜。通过四个柱塞缸同步伸缩来实现岩石3-13的升降，通过四个柱塞缸的非同步伸缩来调节岩石3-13的倾斜角度。

如图8所示，岩石固定装置包括用螺栓固定在岩石固定板3-11上的压块3-12和岩石3-13。通过岩石固定装置来实现对所述岩石3-13的固定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。