混凝土鉆孔取芯機是一種用于鉆取混凝土、瀝青混凝土等材料的試芯,主要用于進(jìn)行抗壓、抗折試驗的設備。其工作原理主要是通過(guò)電機帶動(dòng)減速裝置,將旋轉力傳遞給鉆頭,使其對混凝土進(jìn)行切削和磨削。同時(shí),通過(guò)鉆桿將切削下來(lái)的混凝土屑排出,以保持鉆頭的連續切削。這種設計使得鉆孔取芯機能夠快速、準確地對混凝土結構進(jìn)行取樣。廣泛應用于公路、機場(chǎng)、港口、碼頭、大壩等混凝土和瀝青混凝土的基礎取芯工作。同時(shí),它還可用于建筑材料、建筑結構等領(lǐng)域的檢測和評估工作。
一、動(dòng)力系統
電機
是取芯機的動(dòng)力來(lái)源,通常為單相或三相異步電動(dòng)機。電機通過(guò)皮帶傳動(dòng)或直接驅動(dòng)的方式,為取芯機的鉆筒旋轉提供動(dòng)力。電機的功率大小根據取芯機的型號和設計要求而定,一般在1.5-7.5kW之間。例如,在小型便攜式取芯機中,電機功率可能只有1.5-2kW,而大型工程用取芯機電機功率可能會(huì )達到5-7.5kW。
電機的轉速也有不同的選擇,常見(jiàn)的轉速范圍在1400-2800轉/分鐘。電機的轉速會(huì )影響到鉆筒的鉆進(jìn)速度,轉速越高,鉆進(jìn)速度相對越快,但也會(huì )對鉆筒和混凝土產(chǎn)生更大的熱量。
皮帶傳動(dòng)(部分有)
在一些取芯機中,電機通過(guò)皮帶將動(dòng)力傳遞給鉆筒。皮帶傳動(dòng)可以起到緩沖和減速的作用。皮帶一般采用高強度的橡膠材質(zhì),如同步帶或V帶。它能夠減少電機直接傳動(dòng)帶來(lái)的振動(dòng),并且可以根據不同的傳動(dòng)比調整鉆筒的轉速。
例如,當電機轉速為1400轉/分鐘,通過(guò)皮帶傳動(dòng)比為2:1時(shí),鉆筒的轉速就會(huì )降低到700轉/分鐘。同時(shí),皮帶傳動(dòng)還可以方便地更換不同規格的皮帶輪來(lái)實(shí)現多種鉆速選擇。
二、進(jìn)給系統
工作臺
工作臺是放置混凝土試件的基礎平臺,一般為鋼板或鑄鐵材質(zhì)。它需要具備一定的強度和穩定性,以承受鉆筒在鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的軸向力和扭矩。工作臺的表面經(jīng)過(guò)精加工,以保證鉆筒在鉆進(jìn)時(shí)能夠保持垂直和穩定。
有些工作臺還設計有夾具或固定裝置,用于牢固地固定混凝土試件,防止試件在鉆進(jìn)過(guò)程中移動(dòng)。例如,工作臺上可能會(huì )有螺紋孔,通過(guò)螺栓將試件固定在上面。
升降機構
用于控制鉆筒的上下移動(dòng),實(shí)現進(jìn)給和退鉆動(dòng)作。常見(jiàn)的升降機構有絲桿螺母副和液壓油缸兩種形式。
絲桿螺母副升降機構通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)方式驅動(dòng)絲桿旋轉,使螺母帶動(dòng)鉆筒沿絲桿軸線(xiàn)方向上下移動(dòng)。這種機構的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、成本較低,適用于小型取芯機。例如,在一些手持式取芯機中,通過(guò)手動(dòng)搖動(dòng)絲桿手柄來(lái)實(shí)現鉆筒的進(jìn)給。
液壓油缸升降機構則利用液壓油的壓力推動(dòng)活塞桿運動(dòng),從而實(shí)現鉆筒的升降。它具有進(jìn)給平穩、力量大的特點(diǎn),適用于大型取芯機。液壓油缸可以通過(guò)調節液壓油的壓力和流量來(lái)精確控制鉆筒的進(jìn)給速度。
三、鉆孔系統
鉆筒
是取芯機的核心部件,直接與混凝土接觸并進(jìn)行鉆孔取芯。鉆筒一般由高強度合金鋼或金剛石制成。
合金鋼鉆筒具有較高的硬度和耐磨性,適用于較軟的混凝土或輕骨料混凝土。其表面可能會(huì )有特殊的涂層處理,如鍍鉻或氮化處理,以提高耐磨性和抗腐蝕能力。
金剛石鉆筒則用于鉆進(jìn)硬度較高的混凝土,如高強度混凝土或鋼筋混凝土。金剛石顆粒鑲嵌在鉆筒的外表面,在鉆進(jìn)過(guò)程中能夠有效地破碎混凝土。鉆筒的內徑大小根據所需的芯樣直徑而定,常見(jiàn)的芯樣直徑范圍在50-200mm之間。
冷卻系統(部分有)
在鉆孔過(guò)程中,鉆筒與混凝土摩擦會(huì )產(chǎn)生大量的熱量,如果不能及時(shí)冷卻,會(huì )影響鉆筒的使用壽命和鉆孔效率。冷卻系統一般采用水冷方式,通過(guò)水管將水輸送到鉆筒附近,對鉆筒進(jìn)行冷卻。
有些取芯機的冷卻系統還帶有噴頭,可以將水霧化后噴射到鉆筒和鉆孔周?chē)?,更好地起到冷卻和降塵的作用。例如,在大型取芯機中,冷卻水會(huì )通過(guò)鉆筒內部的特殊通道,從鉆筒前端噴出,對鉆頭進(jìn)行冷卻的同時(shí),還能將鉆孔產(chǎn)生的混凝土殘渣沖走。