[实用新型]地质钻孔局部壁面打磨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种岩石应力测量技术领域的装置，具体是一种地质钻孔局部壁面打磨装置。

背景技术

岩石应力测量与研究一直是矿业、土木、水利水电等工程技术领域里一项非常重要的内容。多年来已提出过多种岩石应力测量方法，相关的岩石应力测量仪器也有数十种之多，其中以钻孔应力解除法最为典型。应力解除法是通过一定的技术手段使测点的岩样与周围岩体相分离以实现对测点的应力解除，同时记录被解除岩样的应变变化量，然后再根据岩石材料的应力应变关系来确定测点的岩石应力。其中，被解除岩样上应变的变化多是采用电阻应变片来记录的，如果电阻应变片是直接粘贴在孔壁上的，孔壁的质量将会影响应变片的粘贴效果，从而也就影响到最终的测试结果和计算准确程度。因此，在这种情况下，如果在孔壁上粘贴电阻应变片之前能对要进行粘贴的局部孔壁(工作面)做必要的打磨处理，对提高应变片的粘贴效果和应变测量精度是十分重要的。

目前，在岩石应力测量领域，测点部位的孔壁质量主要靠钻孔的成孔质量来保证，尚未有专门用于孔壁打磨处理工具的报道。

经对现有的技术文献检索发现，蔡美峰、乔兰、李华斌，在1995年出版的《地应力测量原理和技术》[北京：科学出版社，76-78页]一书中给出了CSIR门塞式孔底应变计，它主要由呈圆柱形的橡胶模、电阻应变片及连接导线、环氧树脂垫片、连接插头构成。圆柱形的橡胶模是CSIR门塞式孔底应变计的主体，其前端部安装有由三个相间45°的电阻应变片组成的应变花和环氧树脂垫片，电阻应变片的连接导线通过安装在橡胶模后端部的连接插头与应变测量仪器相连。在测量孔底应变时，要事先钻成一测量孔，并用平底钻头对孔底进行打磨以使粘贴应变片时能达到较好的效果，然后再使用专门的工具将应变计安装到钻孔底部，待应变片粘贴固结后，进行套芯钻进以完成对孔底测点的应力解除和应变测量工作。对孔底的打磨处理和应变测量是分两次完成的，效率相对较低。另外，这种打磨方法无法应用于对孔壁局部壁面的打磨处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种地质钻孔局部壁面打磨装置，用于钻孔局部壁面应力全解除法地应力测量中，能够对测量点局部壁面(工作面)进行打磨处理。该装置可视为一种特殊的曲柄连杆机构，安装在从动杆端部呈弧状的条形打磨头在曲柄连杆机构的带动下可以沿孔周做局部的接触摩擦运动，同时，设置在曲柄连杆机构主动杆与从动杆之间的扭簧还可以对打磨头施加微小的弹簧力，从而使打磨头能够紧靠工作面工作。这样经过若干个打磨周期后，可以提高工作面的光滑度，实现对工作面的打磨处理处理作业。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：微型减速电机、基座、扭簧、打磨头、曲柄连杆机构、内凸轮、检测元件、滑块，其中：微型减速电机竖直固定在基座的下部，内凸轮固定在基座的上表面，曲柄连杆机构位于基座上方的一侧，其下部穿过内凸轮的型腔并竖直固定在基座上，微型减速电机的输出轴竖直向上并与曲柄连杆机构主动杆的端部相连，曲柄连杆机构从动杆的末端与打磨头相连，曲柄连杆机构的主动杆与从动杆之间铰接，主动杆与从动杆之间设有扭簧相连，滑块固定在从动杆的下方且与内凸轮相接触，检测元件位于内凸轮相对一侧的基座上。

本实用新型中，当整个打磨装置装配到地应力测试设备并被送入到地质钻孔测量段后，要对选定的测点部位的钻孔局部壁面(工作面)进行打磨处理时，可启动微型减速电机，微型减速电机按照预定的方向做旋转运动，从而带动曲柄连杆机构的主动杆做旋转运动，滑块在曲柄连杆机构的带动下沿内凸轮滑动，同时，打磨头也随曲柄连杆机构的从动杆一起运动；当滑块沿内凸轮运动至工作面位置且靠近工作面附近时，位于曲柄连杆机构从动杆末端的打磨头与工作面发生接触，曲柄连杆机构从动杆及打磨头的运动将受到工作面的约束，这时，位于主动杆与从动杆之间的扭簧所产生的张力将使打磨头在微小的弹簧力作用下与工作面紧密接触，从而实现对工作面的打磨处理作业；当滑块沿内凸轮滑过工作面且远离工作面位置附近时，曲柄连杆机构从动杆及打磨头的运动不再受到工作面的约束，这时打磨头处于非工作状态；检测元件实时监测打磨次数和曲柄连杆机构与打磨头的运动位置，当打磨周期结束后，曲柄连杆机构与打磨头将停止在初设位置，同时，微型减速电机停止工作。打磨头每与工作面接触打磨一次为一个打磨周期，经过若干个打磨周期，工作面将被磨光，从而更好地适应粘贴电阻应变片的需要。