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,主要用于進行抗壓、抗折試驗的設(shè)備。其工作原理主要是通過電機帶動減速裝置,將旋轉(zhuǎn)力傳遞給鉆頭,使其對混凝土進行切削和磨削。同時,通過鉆桿將切削下來的混凝土屑排出,以保持鉆頭的連續(xù)切削。這種設(shè)計使得鉆孔取芯機能夠快速、準(zhǔn)確地對混凝土結(jié)構(gòu)進行取樣。廣泛應(yīng)用于公路、機場、港口、碼頭、大壩等混凝土和瀝青混凝土的基礎(chǔ)取芯工作。同時,它還可用于建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的檢測和評估工作。
一、動力系統(tǒng)
電機
是取芯機的動力來源,通常為單相或三相異步電動機。電機通過皮帶傳動或直接驅(qū)動的方式,為取芯機的鉆筒旋轉(zhuǎn)提供動力。電機的功率大小根據(jù)取芯機的型號和設(shè)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達(dá)到5-7.5kW。
電機的轉(zhuǎn)速也有不同的選擇,常見的轉(zhuǎn)速范圍在1400-2800轉(zhuǎn)/分鐘。電機的轉(zhuǎn)速會影響到鉆筒的鉆進速度,轉(zhuǎn)速越高,鉆進速度相對越快,但也會對鉆筒和混凝土產(chǎn)生更大的熱量。
皮帶傳動(部分有)
在一些取芯機中,電機通過皮帶將動力傳遞給鉆筒。皮帶傳動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帶來的振動,并且可以根據(jù)不同的傳動比調(diào)整鉆筒的轉(zhuǎn)速。
例如,當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為1400轉(zhuǎn)/分鐘,通過皮帶傳動比為2:1時,鉆筒的轉(zhuǎn)速就會降低到700轉(zhuǎn)/分鐘。同時,皮帶傳動還可以方便地更換不同規(guī)格的皮帶輪來實現(xiàn)多種鉆速選擇。
二、進給系統(tǒng)
工作臺
工作臺是放置混凝土試件的基礎(chǔ)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(wěn)定性,以承受鉆筒在鉆進過程中產(chǎn)生的軸向力和扭矩。工作臺的表面經(jīng)過精加工,以保證鉆筒在鉆進時能夠保持垂直和穩(wěn)定。
有些工作臺還設(shè)計有夾具或固定裝置,用于牢固地固定混凝土試件,防止試件在鉆進過程中移動。例如,工作臺上可能會有螺紋孔,通過螺栓將試件固定在上面。
升降機構(gòu)
用于控制鉆筒的上下移動,實現(xiàn)進給和退鉆動作。常見的升降機構(gòu)有絲桿螺母副和液壓油缸兩種形式。
絲桿螺母副升降機構(gòu)通過手動或電動方式驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn),使螺母帶動鉆筒沿絲桿軸線方向上下移動。這種機構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,適用于小型取芯機。例如,在一些手持式取芯機中,通過手動搖動絲桿手柄來實現(xiàn)鉆筒的進給。
液壓油缸升降機構(gòu)則利用液壓油的壓力推動活塞桿運動,從而實現(xiàn)鉆筒的升降。它具有進給平穩(wěn)、力量大的特點,適用于大型取芯機。液壓油缸可以通過調(diào)節(jié)液壓油的壓力和流量來精確控制鉆筒的進給速度。
三、鉆孔系統(tǒng)
鉆筒
是取芯機的核心部件,直接與混凝土接觸并進行鉆孔取芯。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,在鉆進過程中能夠有效地破碎混凝土。鉆筒的內(nèi)徑大小根據(jù)所需的芯樣直徑而定,常見的芯樣直徑范圍在50-200mm之間。
冷卻系統(tǒng)(部分有)
在鉆孔過程中,鉆筒與混凝土摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量,如果不能及時冷卻,會影響鉆筒的使用壽命和鉆孔效率。冷卻系統(tǒng)一般采用水冷方式,通過水管將水輸送到鉆筒附近,對鉆筒進行冷卻。
有些取芯機的冷卻系統(tǒng)還帶有噴頭,可以將水霧化后噴射到鉆筒和鉆孔周圍,更好地起到冷卻和降塵的作用。例如,在大型取芯機中,冷卻水會通過鉆筒內(nèi)部的特殊通道,從鉆筒前端噴出,對鉆頭進行冷卻的同時,還能將鉆孔產(chǎn)生的混凝土殘渣沖走。