快速制作类煤岩相似材料试件的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种快速制作类煤岩相似材料试件的系统，该系统包括定量注水搅拌机、高频冲击仪、自动脱模机、恒温保湿箱和基础，所述定量注水搅拌机设置在高频冲击仪的左侧且定量注水搅拌机用于将类煤岩相似材料的原料搅拌均匀，所述高频冲击仪设置在自动脱模机的左侧且高频冲击仪用于将定量注水搅拌机搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料通过模具压制成试件，所述自动脱模机设置在恒温保湿箱的左侧且自动脱模机用于将高频冲击仪通过模具压制好的试件从模具中顶出。本实用新型专利技术能够实现高效搅拌、成型、对试件压实和脱模；同时，该系统还提供了试件后期的养护，为试件进行实验提供了良好的条件。

【技术实现步骤摘要】
快速制作类煤岩相似材料试件的系统
本技术属于类煤岩材料试件制作
，具体是涉及一种快速制作类煤岩材料试件的方法及系统。
技术介绍
类煤岩材料试件的制备过程分为：材料搅拌调匀、通过模具压制成型、脱模和静置养护。首先，对于材料搅拌调匀，目前多采用人工手动搅拌的方法，该方法费时费力且搅拌均匀性差。其次，对于通过模具压制成型，目前多采用人工夯实或者液压压力机压制。人工夯实方法具体实施过程为：首先将配比好的相似材料装入模具中；然后用锤人工夯实；其速度慢、费时费力、且试件夯实力度不均匀，试件的压实度无法保证；同时不同试件夯实性差异性较大。液压压力机压制的具体实施过程为：首先将配比好的相似材料装入模具中；然后在模具上放入模具压头；之后依靠液压压力机设定压力，压实成型。虽然液压压力机压制相似材料可以控制压力大小从而解决试件压实度问题，但是其成型速度太慢，无法满足短时间内大量相似材料试件的制作要求，试件制作周期长。再次，对于脱模，目前多采用人工脱模，人工脱模主要是通过小橡胶锤敲击模具壳体表面，在模具壳体的震动下使得试件与模具紧密结合面脱离，最终取出试件。人工脱模，每次敲击的力度不同，用力过大，会使试件在脱模过程中，内部已产生微小裂隙，影响后续试验的可靠性，用力过小试件不容易脱离。此外，模型试验对试件量需求较大，人工方法试件制作周期较长，费时费力。同时，对于型煤试件制作来说，由于煤粉在压制过程中，煤粉颗粒较细，与模具内表面紧密接触，致使在脱模过程中，试件在取模时容易从中间断裂，大大影响了试件制作的成功率。r>最后，对于静置养护，目前试验人员对试件的养护缺乏重视，制作成型的试件一般直接暴露在空气中，室内外温度及湿度等不可控因素对试件影响较大。综上所述，为满足实验的需求，亟需一种能够满足省时省力，且能够快速制作类煤岩相似材料试件的系统，
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种快速制作类煤岩相似材料试件的系统，该系统能够实现高效搅拌、成型、对试件压实和脱模；同时，该系统还提供了试件后期的养护，为试件进行实验提供了良好的条件。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：包括定量注水搅拌机、高频冲击仪、自动脱模机、恒温保湿箱和基础，所述定量注水搅拌机、高频冲击仪、自动脱模机和恒温保湿箱均设置在基础上，所述定量注水搅拌机设置在高频冲击仪的左侧且定量注水搅拌机用于将类煤岩相似材料的原料搅拌均匀，所述高频冲击仪设置在自动脱模机的左侧且高频冲击仪用于将定量注水搅拌机搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料通过模具压制成试件，所述自动脱模机设置在恒温保湿箱的左侧且自动脱模机用于将高频冲击仪通过模具压制好的试件从模具中顶出，所述恒温保湿箱设置在自动脱模机的右侧且恒温保湿箱用于存放自动脱模机从模具中脱出来的试件。上述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述定量注水搅拌机包括搅拌机支架、搅拌部件、动力装置、传动装置、定量注水装置和注水搅拌机控制装置，所述搅拌部件、动力装置、传动装置、定量注水装置和注水搅拌机控制装置均安装在搅拌机支架上，所述注水搅拌机控制装置与动力装置和定量注水装置均连接且用于控制动力装置动作、控制定量注水装置给搅拌部件内部定量注水，所述动力装置与传动装置连接且用于给传动装置提供动力，所述传动装置与搅拌部件连接且用于带动搅拌部件转动，所述定量注水装置与搅拌部件连接且用于给搅拌部件内部定量注水，所述搅拌部件包括搅拌桶桶体、桶体转轴、叶片转轴和搅拌叶片，所述桶体转轴分为左侧桶体转轴和右侧桶体转轴，所述左侧桶体转轴水平设置在搅拌桶桶体的左侧且左侧桶体转轴的右端与搅拌桶桶体的外壁固定连接，所述右侧桶体转轴水平设置在搅拌桶桶体的右侧且右侧桶体转轴的左端与搅拌桶桶体的外壁固定连接，所述左侧桶体转轴和右侧桶体转轴均与搅拌机支架转动连接且使得搅拌桶桶体能够绕着桶体转轴在搅拌机支架上转动，所述左侧桶体转轴和右侧桶体转轴均为空心轴且左侧桶体转轴和右侧桶体转轴的中心线在同一直线上，所述叶片转轴的一端与搅拌机支架转动连接，所述叶片转轴的另一端依次穿过左侧桶体转轴的中部、搅拌桶桶体的中部和右侧桶体转轴的中部后与搅拌机支架转动连接，所述搅拌叶片的一端固定在叶片转轴上且能够通过叶片转轴带动搅拌叶片绕着叶片转轴转动进而打散和搅拌物料，所述搅拌叶片的数量为多个且多个搅拌叶片均设置在搅拌桶桶体内；所述定量注水装置包括水箱、定量供水泵、供水软管、旋转水套和喷头，所述定量供水泵设置在水箱内，所述定量供水泵的出水口与供水软管的一端连接，所述供水软管的另一端通过旋转水套与叶片转轴的右端连接，所述喷头的数量为多个且多个喷头均设置在搅拌桶桶体内，所述多个喷头沿叶片转轴长度方向上间隔设置在叶片转轴上，所述叶片转轴的右侧沿其轴心设置有深孔且深孔用于将旋转水套的出水口与多个喷头相连通。上述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述动力装置包括第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机均固定安装在搅拌机支架上，所述传动装置包括第一电机皮带轮、第二电机皮带轮、第一皮带、第二皮带、桶体传动带轮和叶片传动带轮，所述第一电机皮带轮固定安装在第一电机的输出轴上，所述桶体传动带轮固定安装在左侧桶体转轴的左侧且传动带轮用于通过左侧桶体转轴带动搅拌桶桶体转动，所述第一电机皮带轮和桶体传动带轮通过第一皮带连接且形成带传动，所述第二电机皮带轮固定安装在第二电机的输出轴上，所述叶片传动带轮固定安装在叶片转轴的左侧且叶片传动带轮用于通过叶片转轴带动搅拌叶片转动进而打散和搅拌物料，所述第二电机皮带轮和叶片传动带轮通过第二皮带连接且形成带传动。上述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述搅拌桶桶体包括搅拌桶本体、入料口、出料口、搅拌桶上盖和搅拌桶下盖，所述入料口设置在搅拌桶本体的顶部，所述出料口设置在搅拌桶本体的底部，所述搅拌桶上盖设置在入料口处，所述搅拌桶下盖设置在出料口处，所述搅拌桶本体的上部为圆柱状壳体结构，所述搅拌桶本体的下部为倒圆锥状壳体结构，所述搅拌桶上盖设置在搅拌桶本体的上部圆柱状结构的顶部且与搅拌桶本体可拆卸密封连接，所述搅拌桶下盖设置在搅拌桶本体的下部倒圆锥状结构的底部且与搅拌桶本体可拆卸密封连接。上述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述注水搅拌机控制装置包括主控制器、第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器和控制面板，所述主控制器与第一电机驱动器电连接且主控制器用于给第一电机驱动器传输控制指令和接收第一电机驱动器传送回来的反馈信号，所述第一电机驱动器与第一电机电连接且用于控制第一电机动作，所述主控制器与第二电机驱动器电连接且主控制器用于给第二电机驱动器传输控制指令和接收第二电机驱动器传送回来的反馈信号，所述第二电机驱动器与第二电机电连接且用于控制第二电机动作，所述主控制器与第三电机驱动器电连接且用于给第三电机驱动器传输控制指令和接收第三电机驱动器传送回来的反馈信号，所述第三电机驱动器与定量供水泵电连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：包括定量注水搅拌机(1)、高频冲击仪(2)、自动脱模机(3)、恒温保湿箱(4)和基础(5)，所述定量注水搅拌机(1)、高频冲击仪(2)、自动脱模机(3)和恒温保湿箱(4)均设置在基础(5)上，所述定量注水搅拌机(1)设置在高频冲击仪(2)的左侧且定量注水搅拌机(1)用于将类煤岩相似材料的原料搅拌均匀，所述高频冲击仪(2)设置在自动脱模机(3)的左侧且高频冲击仪(2)用于将定量注水搅拌机(1)搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料通过模具压制成试件，所述自动脱模机(3)设置在恒温保湿箱(4)的左侧且自动脱模机(3)用于将高频冲击仪(2)通过模具压制好的试件从模具中顶出，所述恒温保湿箱(4)设置在自动脱模机(3)的右侧且恒温保湿箱(4)用于存放自动脱模机(3)从模具中脱出来的试件。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：包括定量注水搅拌机(1)、高频冲击仪(2)、自动脱模机(3)、恒温保湿箱(4)和基础(5)，所述定量注水搅拌机(1)、高频冲击仪(2)、自动脱模机(3)和恒温保湿箱(4)均设置在基础(5)上，所述定量注水搅拌机(1)设置在高频冲击仪(2)的左侧且定量注水搅拌机(1)用于将类煤岩相似材料的原料搅拌均匀，所述高频冲击仪(2)设置在自动脱模机(3)的左侧且高频冲击仪(2)用于将定量注水搅拌机(1)搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料通过模具压制成试件，所述自动脱模机(3)设置在恒温保湿箱(4)的左侧且自动脱模机(3)用于将高频冲击仪(2)通过模具压制好的试件从模具中顶出，所述恒温保湿箱(4)设置在自动脱模机(3)的右侧且恒温保湿箱(4)用于存放自动脱模机(3)从模具中脱出来的试件。


2.按照权利要求1所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述定量注水搅拌机(1)包括搅拌机支架(1-25)、搅拌部件、动力装置、传动装置、定量注水装置和注水搅拌机控制装置，所述搅拌部件、动力装置、传动装置、定量注水装置和注水搅拌机控制装置均安装在搅拌机支架(1-25)上，所述注水搅拌机控制装置与动力装置和定量注水装置均连接且用于控制动力装置动作、控制定量注水装置给搅拌部件内部定量注水，所述动力装置与传动装置连接且用于给传动装置提供动力，所述传动装置与搅拌部件连接且用于带动搅拌部件转动，所述定量注水装置与搅拌部件连接且用于给搅拌部件内部定量注水；所述搅拌部件包括搅拌桶桶体(1-10)、桶体转轴、叶片转轴(1-9)和搅拌叶片(1-13)，所述桶体转轴分为左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)，所述左侧桶体转轴(1-12)水平设置在搅拌桶桶体(1-10)的左侧且左侧桶体转轴(1-12)的右端与搅拌桶桶体(1-10)的外壁固定连接，所述右侧桶体转轴(1-11)水平设置在搅拌桶桶体(1-10)的右侧且右侧桶体转轴(1-11)的左端与搅拌桶桶体(1-10)的外壁固定连接，所述左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)均与搅拌机支架(1-25)转动连接且使得搅拌桶桶体(1-10)能够绕着桶体转轴在搅拌机支架(1-25)上转动，所述左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)均为空心轴且左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)的中心线在同一直线上，所述叶片转轴(1-9)的一端与搅拌机支架(1-25)转动连接，所述叶片转轴(1-9)的另一端依次穿过左侧桶体转轴(1-12)的中部、搅拌桶桶体(1-10)的中部和右侧桶体转轴(1-11)的中部后与搅拌机支架(1-25)转动连接，所述搅拌叶片(1-13)的一端固定在叶片转轴(1-9)上且能够通过叶片转轴(1-9)带动搅拌叶片(1-13)绕着叶片转轴(1-9)转动进而打散和搅拌物料，所述搅拌叶片(1-13)的数量为多个且多个搅拌叶片(1-13)均设置在搅拌桶桶体(1-10)内；
所述定量注水装置包括水箱(1-14)、定量供水泵(1-15)、供水软管(1-16)、旋转水套(1-17)和喷头(1-18)，所述定量供水泵(1-15)设置在水箱(1-14)内，所述定量供水泵(1-15)的出水口与供水软管(1-16)的一端连接，所述供水软管(1-16)的另一端通过旋转水套(1-17)与叶片转轴(1-9)的右端连接，所述喷头(1-18)的数量为多个且多个喷头(1-18)均设置在搅拌桶桶体(1-10)内，所述多个喷头(1-18)沿叶片转轴(1-9)长度方向上间隔设置在叶片转轴(1-9)上，所述叶片转轴(1-9)的右侧沿其轴心设置有深孔(1-19)且深孔(1-19)用于将旋转水套(1-17)的出水口与多个喷头(1-18)相连通。


3.按照权利要求2所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述动力装置包括第一电机(1-1)和第二电机(1-2)，所述第一电机(1-1)和第二电机(1-2)均固定安装在搅拌机支架(1-25)上，所述传动装置包括第一电机皮带轮(1-3)、第二电机皮带轮(1-4)、第一皮带(1-5)、第二皮带(1-6)、桶体传动带轮(1-7)和叶片传动带轮(1-8)，所述第一电机皮带轮(1-3)固定安装在第一电机(1-1)的输出轴上，所述桶体传动带轮(1-7)固定安装在左侧桶体转轴(1-12)的左侧且传动带轮(1-7)用于通过左侧桶体转轴(1-12)带动搅拌桶桶体(1-10)转动，所述第一电机皮带轮(1-3)和桶体传动带轮(1-7)通过第一皮带(1-5)连接且形成带传动，所述第二电机皮带轮(1-4)固定安装在第二电机(1-2)的输出轴上，所述叶片传动带轮(1-8)固定安装在叶片转轴(1-9)的左侧且叶片传动带轮(1-8)用于通过叶片转轴(1-9)带动搅拌叶片(1-13)转动进而打散和搅拌物料，所述第二电机皮带轮(1-4)和叶片传动带轮(1-8)通过第二皮带(1-6)连接且形成带传动。


4.按照权利要求2所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述搅拌桶桶体(1-10)包括搅拌桶本体(1-101)、入料口(1-102)、出料口(1-103)、搅拌桶上盖(1-104)和搅拌桶下盖(1-105)，所述入料口(1-102)设置在搅拌桶本体(1-101)的顶部，所述出料口(1-103)设置在搅拌桶本体(1-101)的底部，所述搅拌桶上盖(1-104)设置在入料口(1-102)处，所述搅拌桶下盖(1-105)设置在出料口(1-103)处，所述搅拌桶本体(1-101)的上部为圆柱状壳体结构，所述搅拌桶本体(1-101)的下部为倒圆锥状壳体结构，所述搅拌桶上盖(1-104)设置在搅拌桶本体(1-101)的上部圆柱状结构的顶部且与搅拌桶本体(1-101)可拆卸密封连接，所述搅拌桶下盖(1-105)设置在搅拌桶本体(1-101)的下部倒圆锥状结构的底部且与搅拌桶本体(1-101)可拆卸密封连接。


5.按照权利要求2所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述注水搅拌机控制装置包括主控制器(1-20)、第一电机驱动器(1-21)、第二电机驱动器(1-22)、第三电机驱动器(1-23)和控制面板(1-24)，所述主控制器(1-20)与第一电机驱动器(1-21)电连接且主控制器(1-20)用于给第一电机驱动器(1-21)传输控制指令和接收第一电机驱动器(1-21)传送回来的反馈信号，所述第一电机驱动器(1-21)与第一电机(1-1)电连接且用于控制第一电机(1-1)动作，所述主控制器(1-20)与第二电机驱动器(1-22)电连接且主控制器(1-20)用于给第二电机驱动器(1-22)传输控制指令和接收第二电机驱动器(1-22)传送回来的反馈信号，所述第二电机驱动器(1-22)与第二电机(1-2)电连接且用于控制第二电机(1-2)动作，所述主控制器(1-20)与第三电机驱动器(1-23)电连接且用于给第三电机驱动器(1-23)传输控制指令和接收第三电机驱动器(1-23)传送回来的反馈信号，所述第三电机驱动器(1-23)与定量供水泵(1-15)电连接且第三电机驱动器(1-23)通过控制定量供水泵(1-15)的转速和运行时间来控制定量供水泵(1-15)的供水量，所述控制面板(1-24)与主控制器(1-20)电连接且用于将用户输入的控制信号传输给主控制器(1-20)，所述主控制器(1-20)为PLC可编程控制器，所述第一电机(1-1)和第二电机(1-2)均为伺服电机。


6.按照权利要求1所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述高频冲击仪包括机架、加载冲击装置和加载测试装置，所述加载冲击装置安装在机架的上部且用于通过对模具冲压头施压使模具内搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料受压形成试件，所述加载测...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧，赵鹏翔，卓日升，何永琛，刘李东，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61