[發明專利]直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置

無效

• 申請號: 200910012457.3
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN101592533A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 趙羽;王鐵鋒;王東;趙凱軍;蘇鵬程;王日清;何恩光;肖羽曼;劉春光;黨軍鋒;任麗維;王凱;王淑紅;韋丹;高偉賢
• 申請（專利權）人: 沈陽重型機械集團有限責任公司
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;G01B5/14;G01N3/58;G01N3/56;G01N3/40
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所
• 代理人: 甄玉荃

技術領域：

本發明涉及全斷面硬巖掘進機行業中的一種直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置。

背景技術：

滾刀是全斷面硬巖掘進機刀盤的關鍵件，滾刀在刀盤上的布置和選型直接決定全斷面掘進機的施工質量和施工效率，其中滾刀三向力、刀間距、滾刀貫入度、磨損度和切削比能等參數是滾刀在掘進機刀盤布置和選型時的主要參數。TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置可以完成對上述參數的同步測定，從而指導全斷面硬巖掘進機的開發設計。目前現有滾刀試驗設備，對滾刀三向力、刀間距、貫入度和相位差等參數不能實現直線軌跡情況下的同步檢測和滾刀快速旋轉狀態下同步檢測，就使得試驗數據失真，不符合全斷面硬巖掘進機滾刀實際破碎巖石過程。因此研制一種直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置是急需解決的新課題。

發明內容：

本發明的目的是提供一種模擬滾刀破碎巖石過程功能更精確、對滾刀三向力、刀間距、貫入度、磨損度和相位差等參數在多把滾刀直線軌跡和高速旋轉狀態下的同步檢測、將縮短全斷面硬巖掘進機開發設計周期的直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置。

本發明的目的是這樣實現的：一種直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置，整個裝置由自反力框架、調節刀架、X向移動工作臺、X向直線導軌、Y向移動工作臺、Y向直線導軌、Y向液壓缸、X向液壓缸、巖樣、滾刀、四桿導向機構、滾刀座、三向壓力傳感器、Z向液壓缸組成，將巖樣側向移動方向設為X軸，滾刀軸線方向設為Y軸，垂直于的巖樣破碎表面方向設為Z軸。巖樣固定在臺車上，調節刀架安裝到四桿導向機構上，X向移動工作臺和Y向移動工作臺安裝在水平直線導軌上，滾刀安裝在滾刀座中，通過三向壓力傳感器與調節刀架相連，巖樣裝卡在X向移動工作臺上，三個方向液壓缸分別與固定自反力框架相固定，調節刀架能夠實現相鄰兩把滾刀刀間距與相位差的同步無級調節；X向液壓缸推動X向移動工作臺沿X向無級進給，使滾刀位于適當的切削位置，然后進行位置保持，在整個試驗過程中X向移動工作臺在X向的位置保持不變；Z向液壓缸調整滾刀在垂直方向的位置，使滾刀的切削量達到設定值，在整個試驗過程中，滾刀的Z向位置保持不變；Y向液壓缸推動巖樣沿Y向運動，實現巖石的破碎切割；通過調節滾刀在調節刀架上X向與Y向的位置來改變刀間距和相位角，通過改變Z向液壓缸的進給量來調節滾刀的貫入度，通過調節Y向液壓缸的進給速度來調節滾刀的線速度，通過改變滾刀座的裝卡方式來調節滾刀的前傾角和內偏角；采用調節刀架來同步改變滾刀直線軌跡下的刀間距與相位差；安裝兩把滾刀同時快速破碎巖石，可以同步檢測分析直線軌跡下的滾刀性能參數和工作參數對破巖的影響；X向液壓缸推動X向移動工作臺沿X向無級進給，使兩把滾刀位于適當的切削位置，然后進行相對位置保持，在整個試驗過程中X向移動工作臺在X向的位置保持不變；Z向液壓缸調整滾刀在垂直方向的位置，使兩把滾刀的切削量同步達到設定值，在整個試驗過程中，滾刀的Z向位置保持不變；Y向液壓缸推動巖樣沿Y向運動，通過改變滾刀座的裝卡方式來調節滾刀的前傾角和內偏角，實現滾刀在直線軌跡和快速旋轉狀態下參數的同步檢測。

本發明的要點在于它的結構及工作原理。其工作原理是，X、Y、Z三個方向的液壓缸實現滾刀在X、Y、Z三個方向的位移，調節刀架來同步改變滾刀直線軌跡情況下刀間距與相位差，調節刀架采用四桿導向機構控制滾刀Z方向的位移精度與穩定性，解決了兩把滾刀的偏載問題，直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置的所有動作采用液壓缸驅動，實現全自動控制。

直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置與現有技術相比，具有模擬滾刀破碎巖石過程功能更精確、對滾刀三向力、刀間距、貫入度、磨損度和相位差等參數在多把滾刀直線軌跡和高速旋轉狀態下的同步檢測、使得滾刀破巖試驗數據更為準確、將縮短全斷面硬巖掘進機開發設計周期、對提高其設計效率和設計質量有重要意義等優點，將廣泛地應用于全斷面便巖掘進機行業中。

附圖說明：

下面結合附圖及實例對本發明進行詳細說明。

圖1是本發明的結構示意圖，

圖2是圖1的左視圖。

具體實施方式：

參照附圖，一種直線型TBM滾刀多項參數同步檢測試驗裝置，整個裝置由自反力框架1、調節刀架2、X向移動工作臺3、X向直線導軌4、Y向移動工作臺5、Y向直線導軌6、Y向液壓缸7、X向液壓缸8、巖樣9、滾刀10、四桿導向機構11、滾刀座12、三向壓力傳感器13、Z向液壓缸14組成，將巖樣9側向移動方向設為X軸，滾刀10軸線方向設為Y軸，垂直于的巖樣9破碎表面方向設為Z軸。巖樣9固定在臺車上，調節刀架2安裝到四桿導向機構11上，X向移動工作臺3和Y向移動工作臺5安裝在水平直線導軌上，滾刀10安裝在滾刀座12中，通過三向壓力傳感器13與調節刀架2相連，巖樣裝卡在X向移動工作臺3上，三個方向液壓缸分別與固定自反力框架1相固定，調節刀架2能夠實現相鄰兩把滾刀刀間距與相位差的同步無級調節；X向液壓缸8推動X向移動工作臺3沿X向無級進給，使滾刀10位于適當的切削位置，然后進行位置保持，在整個試驗過程中X向移動工作臺3在X向的位置保持不變；Z向液壓缸14調整滾刀10在垂直方向的位置，使滾刀10的切削量達到設定值，在整個試驗過程中，滾刀10的Z向位置保持不變；Y向液壓缸7推動巖樣9沿Y向運動，實現巖石的破碎切割；通過調節滾刀10在調節刀架2上X向與Y向的位置來改變刀間距和相位角，通過改變Z向液壓缸14的進給量來調節滾刀10的貫入度，通過調節Y向液壓缸7的進給速度來調節滾刀10的線速度，通過改變滾刀座12的裝卡方式來調節滾刀10的前傾角和內偏角；采用調節刀架來同步改變滾刀直線軌跡下的刀間距與相位差；安裝兩把滾刀同時快速破碎巖石，可以同步檢測分析直線軌跡下的滾刀性能參數和工作參數對破巖的影響；X向液壓缸推動X向移動工作臺沿X向無級進給，使兩把滾刀位于適當的切削位置，然后進行相對位置保持，在整個試驗過程中X向移動工作臺在X向的位置保持不變；Z向液壓缸調整滾刀在垂直方向的位置，使兩把滾刀的切削量同步達到設定值，在整個試驗過程中，滾刀的Z向位置保持不變；Y向液壓缸推動巖樣沿Y向運動，通過改變滾刀座的裝卡方式來調節滾刀的前傾角和內偏角，實現滾刀在直線軌跡和快速旋轉狀態下參數的同步檢測。