一种混凝土芯样磨平开孔处理设备的制作方法

本技术涉及混凝土芯样采集的，尤其是涉及一种混凝土芯样磨平开孔处理设备。

背景技术：

1、钻芯法检测结构混凝土抗压强度是建设工程中常用的检测方法，广泛应用于各类国家、行业及地方标准中。该方法需从结构或构件中钻取圆柱状混凝土芯样，并将其加工成高径比为1:1的试件，端面不平整度要求每100mm不超过0.1mm，端面与轴线垂直度偏差不超过1°。目前，芯样端面处理主要有磨平和补平两种方式，其中磨平法因其适用范围广、操作简便、无需附加材料等优点，被广泛采用。

2、现有的芯样端面磨平设备主要包括双面磨石机和单面磨石机。双面磨石机加工效率高、质量好，但设备体积大、价格昂贵、维修困难，且对操作人员技能要求高；单面磨石机虽结构简单、成本较低，但因设备简陋，加工质量差，难以满足标准要求。此外，这两种设备功能单一，无法满足检测机构对多样化样品加工的需求。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种混凝土芯样磨平开孔处理设备，至少能够部分解决上述技术问题。

2、本实用新型提供的一种混凝土芯样磨平开孔处理设备，采用如下的技术方案：

3、一种混凝土芯样磨平开孔处理设备，包括：台钻、可拆卸连接在台钻转动轴上的处理件、设置在台钻钻设平台上的台钳、安装在台钳一侧的水洗组件和尼龙垫块，其中所述尼龙垫块设置于台钳的夹持空间内与芯样接触，所述水洗组件连接水源且朝向所述台钳上的芯样的加工面。

4、通过采用上述技术方案，操作人员将混凝土芯样放置在台钳的夹持空间内，并通过尼龙垫块与芯样接触，然后拧紧台钳，将芯样初步固定；将选定的处理件(如磨轮)安装到台钻的转动轴上并锁紧，连接水洗组件的水源；启动台钻，转动轴带动处理件高速旋转；操作人员通过台钻的升降手柄，控制旋转的处理件向下刚好接触试件；通过左右摆动处理件打磨被台钳夹持的芯样端面；在加工过程中，同步开启水洗组件，水流持续冲刷芯样的加工面；这起到冷却处理件和芯样、抑制粉尘、冲洗磨屑或钻渣的作用，从而保持加工面清洁，便于观察加工质量；加工至满足平整度或孔深要求后，抬起处理件，关闭台钻和水源，松开台钳，取出加工完成的芯样；将磨平和开孔两大功能集成于一台常见的台钻设备上，通过更换处理件即可实现不同操作。解决了背景技术中提到的双面/单面磨石机“功能单一”的问题，一机多用，显著提高了设备的利用率和检测机构的作业效率，降低了设备采购和维护成本；台钳提供了稳定可靠的夹持力，确保了芯样在加工过程中不会移动或振动，这是获得高平整度端面和垂直孔洞的基础；尼龙材质硬度适中，既能提供足够的夹紧力，又不会像金属夹具那样轻易啃伤或压碎混凝土芯样的表面，有效保护了试件完整性，填充在芯样(圆柱形)与台钳(平面钳口)之间的空隙，使夹持更稳固；水洗组件的引入解决了干式磨削/钻孔时粉尘弥漫的环保和健康隐患，同时冷水冲刷能有效防止因摩擦过热导致混凝土表面微裂纹或金刚石工具头灼伤，间接提升了加工质量(如避免表面烧伤)和工具寿命。

5、可选的，所述尼龙垫块呈v型。

6、通过采用上述技术方案，v型的尼龙垫块能自动适应并包裹住不同直径的圆柱形芯样，使其更容易在台钳中找正(即使芯样轴线处于竖直状态)；v型设计提供了一个天然的定位槽，圆柱形的芯样放入后会自动滑向v型槽的底部中心，实现了快速粗定位，保证芯样轴线大致垂直于台钻平台，简化了操作；相比平面垫块，v型面与圆柱面的接触为线接触甚至面接触，增大了有效接触面积，使夹持力分布更均匀，进一步减少了夹伤芯样的风险，夹持稳定性更高。

7、可选的，所述处理件包括磨轮或钻头，所述磨轮或钻头可更换，包括不同直径和目数的磨轮、抛光片、钻头或薄壁钻头。

8、通过采用上述技术方案，操作人员根据加工需求(粗磨、精磨、抛光、开小孔、取芯孔)，选择相应功能、直径和规格(如磨轮目数)的处理件，将其安装到台钻转动轴上并进行加工；使得该设备不仅能完成粗磨平、精磨平、抛光等端面处理全套工序，还能进行应力孔、植入钢筋孔等小孔钻设，以及使用薄壁钻头进行再次取芯(如从大芯样上取小芯样)；这极大地拓展了设备的应用场景，完美解决了背景技术中“无法满足多样化样品加工需求”的痛点；用户无需购买多种单一功能的昂贵设备(如专用的磨平机和取芯机)，只需购置不同的附件即可，大大节约了成本和占地空间。

9、可选的，所述台钻的钻设平台上还安装有稳固机构，所述稳固机构包括安装板和楔块，所述安装板固接在所述台钻的钻设平台上，所述楔块滑移在所述安装板上，且水平面与所述安装板接触，楔面能够与芯样接触，对芯样底部进行支撑。

10、通过采用上述技术方案，在夹紧芯样前或后，操作人员根据芯样露出台钳的高度，手动推动楔块在安装板上滑动，使其楔面抵住芯样的底部外侧，然后再进行加工；磨平或钻孔时，工具头会对芯样施加一个较大的竖直、侧向力矩或扭力，仅靠台钳从上部夹持，长径比较大的芯样底部容易发生轻微晃动或倾覆，或沿竖直方向下移，楔块从底部提供支撑，有效抵抗了这个力矩，极大地增强了系统刚性，能够适应于端部不平的芯样的竖直支撑，通过消除底部晃动的可能性，确保了加工过程中芯样的绝对稳定。

11、可选的，所述稳固机构还包括滑动杆、弹簧和限位板，所述滑动杆固定连接在所述安装板上，所述楔块远离芯样的一端与所述滑动杆滑移连接，所述限位板设置在所述滑动杆远离所述楔块的一端，所述弹簧设置于所述楔块与所述限位板之间，且两端分别连接所述楔块和所述限位板。

12、通过采用上述技术方案，放置完毕芯样后，松开楔块，弹簧带动楔块滑移，使得楔块插接在芯样和安装板之间，对芯样提供竖直方的支撑，弹簧机构使楔块成为一个自适应支撑头。无需手动调节锁紧，它能自动适应不同直径的芯样，并始终提供一个持续的、柔性的支撑力，操作更快捷简便。

13、可选的，所述楔块设置多个且与所述尼龙垫块间隔设置。

14、通过采用上述技术方案，操作时，将多个楔块均匀分布在芯样底部圆周的不同方位上，共同对芯样提供支撑；单个楔块只能提供一个方向的支撑，多个楔块(如2个或3个呈120°分布)可以从多个方向同时支撑芯样，实现力的平衡，完全消除任何方向的潜在晃动可能；对于直径较大的芯样，多点支撑可以分散支撑力，防止局部压强过大压碎芯样边缘；支撑效果更加均匀、可靠，适用于所有规格的芯样。

15、可选的，所述安装板上沿竖直方向滑移有束缚块，所述楔块靠近所述弹簧的一端安装有限位块，所述束缚块远离芯样的侧壁能够与所述限位块抵接或分离。

16、通过采用上述技术方案，当进行芯样安装时，通过束缚块抵紧楔块上的限位块，减少楔块靠近芯样，便于芯样的固定安装，初固定完毕后，将束缚块上移，弹簧带动楔块插接在芯样和安装板之间，通过该设置，便于工序干扰，能够提供效率。

17、可选的，所述安装板上设置有齿条，所述楔块靠近所述弹簧的一端转动安装有啮合齿，所述啮合齿能够与所述齿条啮合或分离。

18、通过采用上述技术方案，当楔块抵紧在芯样和安装板之间后，通过转动啮合齿，使得啮合齿与齿条啮合，减少在芯样受竖直力时的移动，提高加工稳定性，降低处理件的损伤，且能够减少芯样的处理难度，使得处理效果得以保持。

19、综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.一机多用，显著提高了设备的利用率和检测机构的作业效率，降低了设备采购和维护成本；台钳提供了稳定可靠的夹持力，确保了芯样在加工过程中不会移动或振动，这是获得高平整度端面和垂直孔洞的基础；尼龙材质硬度适中，既能提供足够的夹紧力，又不会像金属夹具那样轻易啃伤或压碎混凝土芯样的表面，有效保护了试件完整性，填充在芯样(圆柱形)与台钳(平面钳口)之间的空隙，使夹持更稳固；水洗组件的引入解决了干式磨削/钻孔时粉尘弥漫的环保和健康隐患，同时冷水冲刷能有效防止因摩擦过热导致混凝土表面微裂纹或金刚石工具头灼伤，间接提升了加工质量(如避免表面烧伤)和工具寿命；

21、2.放置完毕芯样后，松开楔块，弹簧带动楔块滑移，使得楔块插接在芯样和安装板之间，对芯样提供竖直方的支撑，弹簧机构使楔块成为一个自适应支撑头。无需手动调节锁紧，它能自动适应不同直径的芯样，并始终提供一个持续的、柔性的支撑力，操作更快捷简便；

22、3.当楔块抵紧在芯样和安装板之间后，通过转动啮合齿，使得啮合齿与齿条啮合，减少在芯样受竖直力时的移动，提高加工稳定性，降低处理件的损伤，且能够减少芯样的处理难度，使得处理效果得以保持。

23、4.采用成熟的台钻设备作为主机，加工精度高，设备成本低。采用市面常见的磨轮、抛光片等作为配件，耗材成本低廉。