一种基于水切割开槽开采石材的装置.pdf

本实用新型公开了一种基于水切割开槽开采石材的装置，包括若干对称放置的支撑座，支撑座上端左右两侧对称设有X轴滑轨，X轴滑轨的上端垂直连接有Y轴滑轨，Y轴滑轨上端设有与X轴滑轨和Y轴滑轨均垂直的Z轴滑轨，Z轴滑轨的上下两端分别设有相匹配的导向块和Z轴滑块，Z轴滑轨的下端通过调向机构连接有摆动机构，摆动机构与Z轴滑轨的顶端之间连接有高压管，高压管的下端且位于摆动机构的下端连接有相匹配的切割枪。本实用新型的有益效果为：结构简单，拆装方便，自动化程度较高，节省人工成本，利用高压水射流对被切割材料实施切割，适应性广泛，切面平整且不会产生热量，具有安全、快速、无尘、噪音小等特点。

权利要求书
1.  一种基于水切割开槽开采石材的装置，包括若干对称放置的支撑座（8），其特征在于，所述支撑座（8）上端左右两侧对称设有X轴滑轨（1），所述X轴滑轨（1）的上端垂直连接有Y轴滑轨（2），所述Y轴滑轨（2）上端设有与所述X轴滑轨（1）和Y轴滑轨（2）均垂直的Z轴滑轨（3），所述Z轴滑轨（3）的上下两端分别设有相匹配的导向块（302）和Z轴滑块（301），所述Z轴滑轨（3）的下端通过调向机构（5）连接有摆动机构（6），所述摆动机构（6）与所述Z轴滑轨（3）的顶端之间连接有高压管（4），所述高压管（4）的下端且位于所述摆动机构（6）的下端连接有相匹配的切割枪（7）。

2.  根据权利要求1所述的基于水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述调向机构（5）包括与所述Z轴滑块（301）相连接的水平旋转杆（502），所述水平旋转杆（502）上设有相匹配的水平旋转块（501），所述水平旋转杆（502）的下端连接有竖直旋转杆（504），所述竖直旋转杆（504）上设有相匹配的竖直旋转块（503）。

3.  根据权利要求2所述的基于水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述摆动机构（6）包括与所述高压管（4）连接的夹持块（601），所述夹持块（601）的上端通过拔叉（602）连接有旋转杆（603），所述旋转杆（603）固定在位于所述旋转杆（603）侧端的支撑板（605）上，所述支撑板（605）上且位于所述旋转杆（603）的上端设有偏心轮（604），所述偏心轮（604）的上端连接有相匹配的驱动机构（606）。

4.  根据权利要求3所述的基于水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述竖直旋转块（503）固定在所述支撑板（605）的上端。

5.  根据权利要求1至4中任意一项所述的基于水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述驱动机构（606）包括气动马达、液压马达或电机。

说明书一种基于水切割开槽开采石材的装置
技术领域
本实用新型涉及矿山石材开采技术，具体来说，涉及一种基于水切割开槽开采石材的装置。
背景技术
我国现阶段矿山石材开采常见的有以下几种方法：机械锯切割开采法，劈裂开采法和爆破开采法。
其中，机械锯切割开采法用各种机械锯直接锯切岩石，使之从母岩上分离，所用机械锯包括有链锯、圆盘锯或圆环锯等几种；圆盘锯和钢丝绳锯主要用于回采方整的墙体材料，链锯和钢丝绳锯主要用于回采饰面石材，但是机械锯只适于回采硬度较低的大理岩、石灰岩、凝灰岩等沉积岩和变质岩类岩石；其中链锯和圆盘锯对硬结核适应能力较差，一般用于压强小于12kN/cm、石英含量不大于5％的岩石。
劈裂开采法是沿岩石构造面打进金属楔，或用凿岩机打楔眼，用油压劈裂机打楔，撑裂岩石，将一定体积的岩石从岩体上分离下来，再劈分成较小的规整荒料，操作难度较大。
另外，爆破开采法主要是用于岩石的分离工序，分离后用锯切法分解和修整岩石；爆破法分普通爆破、预裂爆破与无声爆破。普通爆破分离岩石的水平面积可从数百到两千平方米，效率高于劈裂开采法，但常发生岩石过度破碎和暗伤（显微裂纹），块材成品率只占爆破体积的25～35％，板材仅占5％，而且石材强度降低，严重时可降至原强度的一半，并且爆破开采法和劈裂开采法只适用于具有构造面的岩石。
由此可见，现在急需开发一种新的矿山开采装置，以增加矿山石材开采的选择性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于水切割开槽开采石材的装置，以克服目前现有技术存在的上述不足。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
一种基于水切割开槽开采石材的装置，包括若干对称放置的支撑座，所述支撑座上端左右两侧对称设有X轴滑轨，所述X轴滑轨的上端垂直连接有Y轴滑轨，所述Y轴滑轨上端设有与所述X轴滑轨和Y轴滑轨均垂直的Z轴滑轨，所述Z轴滑轨的上下两端分别设有相匹配的导向块和Z轴滑块，所述Z轴滑轨的下端通过调向机构连接有摆动机构，所述摆动机构与所述Z轴滑轨的顶端之间连接有高压管，所述高压管的下端且位于所述摆动机构的下端连接有相匹配的切割枪。
进一步的，所述调向机构包括与所述Z轴滑块相连接的水平旋转杆，所述水平旋转杆上设有相匹配的水平旋转块，所述水平旋转杆的下端连接有竖直旋转杆，所述竖直旋转杆上设有相匹配的竖直旋转块。
进一步的，所述摆动机构包括与所述高压管连接的夹持块，所述夹持块的上端通过拔叉连接有旋转杆，所述旋转杆固定在位于所述旋转杆侧端的支撑板上，所述支撑板上且位于所述旋转杆的上端设有偏心轮，所述偏心轮的上端连接有相匹配的驱动机构。
进一步的，所述竖直旋转块固定在所述支撑板的上端。
优选的，所述驱动机构包括气动马达、液压马达或电机。
本实用新型的有益效果为：本装置结构简单，拆装方便，自动化程度较高，节省人工成本，利用高压水射流对被切割材料实施切割，适应性广泛，可纯水切割也可加入磨料切割综合成本低，切面平整且不会产生热量，具有安全、快速、无尘、噪音小等特点，有效的提高了装置的市场竞争力，有利于市场的推广与应用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例所述的一种基于水切割开槽开采石材的装置的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例所述的一种基于水切割开槽开采石材的装置的调向机构和摆动机构的示意图。
图中：
1、X轴滑轨；2、Y轴滑轨；3、Z轴滑轨；301、Z轴滑块；302、导向块；4、高压管；5、调向机构；501、水平旋转块；502、水平旋转杆；503、竖直旋转块；504、竖直旋转杆；6、摆动机构；601、夹持块；602、拔叉；603、旋转杆；604、偏心轮；605、支撑板；606、驱动机构；7、切割枪；8、支撑座。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-2所示，根据本实用新型实施例所述的一种基于水切割开槽开采石材的装置，包括若干对称放置的支撑座8，所述支撑座8上端左右两侧对称设有X轴滑轨1，所述X轴滑轨1的上端垂直连接有Y轴滑轨2，所述Y轴滑轨2上端设有与所述X轴滑轨1和Y轴滑轨2均垂直的Z轴滑轨3，所述Z轴滑轨3的上下两端分别设有相匹配的导向块302和Z轴滑块301，所述Z轴滑轨3的下端通过调向机构5连接有摆动机构6，所述摆动机构6与所述Z轴滑轨3的顶端之间连接有高压管4，所述高压管4的下端且位于所述摆动机构6的下端连接有相匹配的切割枪7。
所述调向机构5包括与所述Z轴滑块301相连接的水平旋转杆502，所述水平旋转杆502上设有相匹配的水平旋转块501，所述水平旋转杆502的下端连接有竖直旋转杆504，所述竖直旋转杆504上设有相匹配的竖直旋转块503。
所述摆动机构6包括与所述高压管4连接的夹持块601，所述夹持块601的上端通过拔叉602连接有旋转杆603，所述旋转杆603固定在位于所述旋转杆603侧端的支撑板605上，所述支撑板605上且位于所述旋转杆603的上端设有偏心轮604，所述偏心轮604的上端连接有相匹配的驱动机构606。
所述竖直旋转块503固定在所述支撑板605的上端；所述驱动机构606包括气动马达、液压马达或电机。
具体应用时，本实用新型中的水切割开槽开采石材的装置是利用高压水射流技术进行矿山石材开槽切割，适用于矿山开采、荒料切割。
如图1-2所示，通过如下技术方案实现：所述X轴滑轨1、Y轴滑轨2以及Z轴滑轨3相连接，所述X轴滑轨1、Y轴滑轨2以及Z轴滑轨3均由步进电机驱动，可以实现滑块在三条轴线上的直线运动；所述切割枪7固定在摆动机构6上，启动所述驱动机构606，带有所述偏心轮604进行转动，并使所述拨叉602受所述偏心轮604的驱动以旋转杆603为轴，带动所述切割枪7进行往复摆动，所述摆动机构6固定在调向机构5上，通过高压管4将机构与高压水射流设备相连，高压水射流通过切割枪7的喷嘴处喷出用于切割作业，所述调向机构5与所述Z轴滑轨3相连接，所述摆动机构6固定在所述水平旋转块501或竖直旋转块503上。
然后驱动所述Y轴滑轨2，带动切割枪7沿Y轴方向移动，同时驱动所述驱动机构606带动切割枪7往复摆动，使切割痕迹形成满足摆动机构探入宽度的槽。待机构沿Y轴方向切割一定距离后，驱动所述Z轴滑轨3，使切割枪7沿Z轴方向向下移动适当深度，反方向驱动所述Y轴滑轨2，使切割枪7向回移动切割，所述切割枪7在槽内沿Y轴方向反向切割一定距离，再次进行沿Z轴方向的移动，如此往复切割，直至能够完成满足荒料尺寸的预计开槽切割深度。
其中，所述调向机构5可以实现摆动机构6沿水平面和竖直面转动，另外，通过调整支撑板605的安装方向可以调节机构的行走切割方向。
所述水平旋转块501可以以水平旋转杆502为轴心转动，所述竖直旋转块503可以以竖直旋转杆504为轴心转动；当支撑板605水平安装于所述水平旋转块501之上时，调整所述水平旋转块501的角度，使所述摆动机构6的摆动方向垂直于Y轴方向，驱动Y轴滑轨2和驱动机构606，即可沿Y轴方向开槽切割竖直面的石材和荒料，驱动X轴滑轨1即可深入切割；旋转水平旋转块501的角度，使摆动机构6的摆动方向垂直于Z轴方向，驱动Z轴滑轨4和驱动机构606，即可沿Z轴方向开槽切割竖直面的石材和荒料，驱动X轴滑轨1即可深入切割。
当所述支撑板605水平安装于竖直旋转块503之上时，调整竖直旋转块503的角度使摆动机构6的摆动方向垂直于Y轴方向，驱动Y轴滑轨2和驱动机构606，即可沿Y轴方向开槽切割水平面的石材和荒料，驱动Z轴滑轨3即可深入切割；旋转竖直旋转块503的角度使所述摆动机构6的摆动方向垂直于X轴方向，驱动所述X轴滑轨1和驱动机构606，即可沿X轴方向开槽切割水平面的石材和荒料，驱动所述Z轴滑轨3即可深入切割。
在实际施工过程中，所述X轴滑轨1、Y轴滑轨2、Z轴滑轨3和支撑板605的长度可根据作业现场荒料尺寸的需求进行设定；三个方向的滑轨和摆动机构6的驱动形式均可以为气动马达、液压马达或电机。
此外，在具体应用时，本装置可实施高压水射流纯水切割和高压磨料水射流切割两种切割方式；一种的在不加磨料的情况下，利用从切割枪处喷出的高压水射流直接对被切割材料实施切割；另一种是通过加入磨料形成高压磨料水射流用于切割，其中，所述高压磨料水射流切割效率比高压水射流纯水切割效率要高；有效的提高了装置的使用范围。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，本装置具有结构简单，拆装方便，自动化程度较高，节省人工成本，利用高压水射流对被切割材料实施切割，适应性广泛，可纯水切割也可加入磨料切割综合成本低，切面平整且不会产生热量，具有安全、快速、无尘、噪音小等特点，有效的提高了装置的市场竞争力，有利于市场的推广与应用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。