[发明专利]一种刀具旋转破岩能耗检测试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种刀具旋转破岩能耗检测试验台，适用于小型刀具或小型组合刀具截割天然岩石或人造岩石过程的力学检测。

背景技术

刀具破岩是岩石破碎技术中的一种重要形式，被广泛用于矿石开采、石油钻井、隧道挖掘、柏油路面破碎等领域。刀具在工作时，其能量除了以岩石、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、磨损、发热等形式消耗掉，这些能量不仅增加了破碎设备的负载，还会造成刀具的快速失效和截割性能的下降，因此，应尽可能避免或减小这些能量消耗方式的发生。刀具的材料、结构、安装方式以及刀具间的配合对其能量消耗形式有很大影响。目前国内已有研究多关注于刀具结构、安装方式以及刀具间的配合对总破岩能耗的影响，研究所使用的试验台或试验设备也基本只能完成总能耗的测量，无法实现能耗的分离测量。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种刀具旋转破岩能耗检测试验台，实现破岩能耗和接触摩擦能耗的分离。

技术方案：一种刀具旋转破岩能耗检测试验台，包括试验台固定架、第一电机、涡轮减速器、动扭矩传感器，上旋转台、进给移动台以及进给移动台驱动机构；

所述试验台固定架设有顶部支撑平板和中部支撑平板；

所述上旋转台包括驱动主轴、第一卡盘，所述驱动主轴垂直设置并穿过中部支撑平板，驱动主轴的一端连接第一卡盘，所述驱动主轴通过第一紧固结构连接所述中部支撑平板；

所述进给移动台驱动机构包括四根丝杆和丝杆驱动器组，所述四根丝杆竖直设置在试验台固定架的四角，丝杆驱动器组设置在所述试验台固定架的底部；

所述进给移动台包括第二卡盘、支撑主轴、四个压力传感器、静扭矩传感器、下支撑盘、移动支撑板，移动支撑板水平设置并与分别套接在四根丝杆上的四个丝杆螺母连接，静扭矩传感器固定在移动支撑板的中央位置，静扭矩传感器的连接轴连接主轴的一端，所述支撑主轴的另一端连接第二卡盘，四个压力传感器均匀分布在所述静扭矩传感器周围，所述下支撑盘套接在支撑主轴上，所述四个压力传感器共同支撑所述下支撑盘，所述支撑主轴通过第二紧固结构连接所述下支撑盘；

所述涡轮减速器固定在所述顶部支撑平板上，涡轮减速器的输入轴连接第一电机，所述涡轮减速器的输出轴竖直向下设置，所述动扭矩传感器通过两组联轴器安装在所述涡轮减速器的输出轴与所述驱动主轴的一端之间。

进一步的，所述第一紧固结构包括回字形支撑盖板、第一推力调心滚子轴承、第二推力调心滚子轴承、轴承卡盘、推力滚子轴承；所述驱动主轴为五级台阶轴，所述回字形支撑盖板包括顶部支撑板和底部支撑板，所述顶部支撑板通过沉头螺栓固定在所述中部支撑平板上，所述驱动主轴穿过所述顶部支撑板和底部支撑板；所述推力滚子轴承安装在所述驱动主轴的二级台阶外圈，所述第二推力调心滚子轴承安装在所述驱动主轴的三级台阶外圈，所述第一推力调心滚子轴承安装在所述驱动主轴的五级台阶外圈，并且所述第一推力调心滚子轴承和第二推力调心滚子轴承位于所述驱动主轴的四级台阶两侧；其中，所述推力滚子轴承的外圈与所述中部支撑平板以及轴承卡盘接触安装，所述第二推力调心滚子轴承也与所述轴承卡盘接触安装，所述第一推力调心滚子轴承与所述底部支撑板内侧接触安装。

进一步的，所述丝杆驱动器组包括固定于试验台固定架底部支架上的四个蜗杆减速器、两个三出头转向器、一个四出头转向器、第二电机，所述三出头转向器包括一个输入轴和两个输出轴，所述四出头转向器包括两个输入轴和两个输出轴；所述四个蜗杆减速器的输出轴分别通过法兰盘连接一根丝杆，所述四个蜗杆减速器分为两组，每组蜗杆减速器的两个输入轴连接同一个三出头转向器的输出轴，所述两个三出头转向器的输入轴分别连接四出头转向器的一个输出轴，所述第二电机连接所述四出头转向器的一个输入轴，所述四出头转向器的另一个输入轴连接人工驱动杆。

进一步的，还包括两根导柱，两根导柱平行设置并穿过位于所述移动支撑板两侧位置的两个通孔，导柱的顶端固定在中部支撑平板上，导柱的底端固定在试验台固定架的底部支架上。

进一步的，还包括设置在所述试验台固定架一侧的电机支撑座，所述第一电机垂直固定在所述电机支撑座上，所述第一电机的输出轴通过第一联轴器连接转向减速器的输入轴，所述转向减速器的输出轴通过第二联轴器连接所述涡轮减速器的输入轴。

进一步的，所述支撑主轴的下端开有花键槽，所述静扭矩传感器的连接轴通过所述花键槽连接支撑主轴的一端。