新型岩芯切割机的研制

乔瑞丽

（秦皇岛华勘钻探机械有限公司，河北 秦皇岛 066000）

地质勘探是一项技术性非常强的工作，通过勘探能够精确的鉴定和分析岩样的各项参数，为工程进行提供重要的参考依据。岩芯切割机是地质勘探中的关键设备，通过对岩矿底层不同深度钻孔获得的岩芯或者岩屑进行切分、分析，方便人们进行矿产资源储量的分配。市场中现有的岩芯切割机有手动的、油压的以及半自动的。岩芯切割机都是在工作过程中利用外力的冲击力把岩芯夹具中的岩芯按照所需方向劈开。传统岩芯切割机基本以手动为主，现有市场上的岩芯切割机结构基本上是电机、锯片外置于机器上面，重心偏高，在切割岩芯时整个机器晃动比较大。而且大部分岩芯切割机采用敞开式切割岩芯，导致锯片在切割岩芯时，将泥浆外抛，操作者工作环境十分恶劣。多年以来，地质勘探人员迫切希望能够开发新的岩芯切割机，克服传统岩芯切割机的不足，更好的满足野外勘探工作的需求。为此我公司通过广泛征求一线资深地质人员的意见和建议，并且在充分分析市场上现有岩芯切割机的基础上对现有岩芯切割机进行了改良优化设计。

1 传统岩芯切割机

如图1所示是目前市场上应用最多的一种岩芯切割机，其外观非常漂亮。但是在使用过程中其能够切割的最大岩芯长度为500mm，并且配有专门的夹具和给水装置。工作过程中能够快速进行湿式切割，在一定程度上降低了切割过程中粉尘的飘洒现象，不过整体上效果并不是特别明显。这种类型的切割机在使用过程中的噪声很大，且专用夹具固定不稳，切割过程中容易出现中心偏移现象，采集得到岩样的利用率较低。

2 新型岩芯切割机的研制

我公司在研发岩芯切割机设计过程中，参与人员积极商讨，经过不断的操作实验，多次修改完善，以精益求精的严谨态度完成了整个设计生产工作。最终推向市场的新型岩芯切割机一共经历了三次改进设计，具体的改进方面如下所示。

（1）第一次改进

在进行岩芯切割机的第一次改进时，我们将切割机中的电机、锯片放在了机体内部，提高了其工作过程中运动的平稳性。另外通过在岩芯切割机上采用岩芯导管的结构，有效避免了工作过程中碎屑、泥浆的外抛，且岩芯切割机选用了上下分体的整体结构设计，提高了操作者对切割机的拆装、运输和清理的方便性。

为了保证岩样切割过程中具有足够的岩芯切削力，我们将原有2kW电机更换成了3kW电机；通过采用三角皮带，有效的缓解了切割机工作过程中的震动，降低了工作噪声，且有效防止了皮带打滑现象的发生；综合考虑了影响锯片的切割效率和寿命等因素，设计采用了φ350的金刚石锯片规格。

（2）二次改进

将第一次改进得到的岩芯切割机进行实验，发现岩芯切割机的锯片主轴较大，不利于锯片的更换。为此在第二次改进中我们将第一次设计得到的岩芯切割机的M50的主轴改为M36，方便了锯片的更换。同时在保证原有切割强度的前提下，通过改良设计大大降低了切割机自身重量。

岩芯导管由原来的680mm变成了455mm，其螺栓孔由8个缩减为4个，大大方便了岩芯导管的安装和使用。轴承座的高度由原来的87mm更改为76mm，有效提升了锯片高度，使锯片切割岩芯的效率得到提高，并且扩大了切割岩芯的范围，通过配作岩芯导管可以成功完成切割Φ100的岩芯。固定面板由螺栓改为采用吊环，不仅方便安装、拆卸，而且方便了岩芯切割机的吊运。

（3）第三次改进

第三次改进时我们将原来岩芯导管进水管的塑料管换为金属的耐高温高压进水管，不仅水管的外观得到改善，而且使用效果和使用寿命也有一定的提高。在水箱中加了70mm隔水板，在不影响水循环的前提下有效减少岩芯颗粒进入水泵，减少岩芯中的有价值矿产元素流失，提高回收率，进而保护水泵正常工作。并通过在水箱外增加液位计以指示操作者检测水箱内液面高度。

图1 传统的岩芯切割机

图2 新型岩芯切割机外观

固定锯片罩使用的内六角螺栓改为半圆头螺钉，减少装卸使用的工具种类，方便操作者的使用。在外观上，我们选择了新的喷漆颜色，来实现性能、安全、外观、环保四位一体的设计要求。最终得到的岩芯切割机形状如图2所示，其CAD图纸如图3所示。

3 新型岩芯切割机的优势

图3 新型岩芯切割机的CAD图纸

新型岩芯切割机在设计过程中充分考虑了力学原理的应用，改进了传统夹具的设计，具有装夹方便，快捷高效，环保节能的特点。跟传统的岩芯切割机相比，新型岩芯切割机具有如下几个方面的优势。

（1）切割过程半自动化，大大减轻了工人劳动强度；

（2）切削力保持恒定，便于操作，保证了岩芯切割质量的稳定性；

（3）结构紧凑，便于野外携带，重心适中，操作平稳，保证了岩芯均分切、切面平整和贵金属岩芯破碎成分回收，减少资源浪费；

（4）采用大功率电机，功率大，切削力强、性能稳定可靠、切割效率高，通过把电机安装在箱体内，美观且降低了噪音；

（5）选用岩芯导管方式，促使切割碎屑不外抛，操作简单、安全，周边密封防尘，实现无粉尘操作；

（6）采用水箱-水泵循环冷却系统，不仅防止温度过高、确保安全，而且还卫生、节约水资源。

结语

岩芯切割机是地质工程勘探中的重要设备，本文主要对传统岩芯切割机的改进进行了阐述。新型岩芯切割机设计中将电机、锯片放置于切割机内部，增加了其工作过程的安全性。同时在结构上通过增设岩芯导管，避免了切割过程中碎屑和泥浆的抛洒，很好的改善了切割机的工作环境。目前，我公司该设备现已在国内多个地质项目中得到广泛使用，且成功销往香港、塞拉利昂、老挝等国内外多个地区，并获得客户的一致好评。随着时代的发展，我公司还会进一步优化岩芯切割机的结构，力争保持行业领先水平。

[1]建设工程法律法规选编.中华人民共和国安全生产法[M].北京：中国建筑工业出版社，2011：50-59.

[2]建设工程法律法规选编.中华人民共和国节约能源法（节选）[M].北京：中国建筑工业出版社，2011：210-214.

[3]于健，卜秋祥.传动带双辊切割机[J].橡胶工业，2002：49（01）.