[發(fā)明專利]盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210301971.0
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102788693A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張寧川;趙華;李普慶;寧向可;卓興建;肖俊祥
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵隧道裝備制造有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滾刀試驗臺，特別是涉及一種盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺。

背景技術(shù)

滾刀是盾構(gòu)（盾構(gòu)隧道掘進機）或TBM（Tunnel?Boring?Machine，隧道掘進機）上切削破碎巖石的主要刀具，其破巖機理為躍進時沖擊壓碎巖石以及壓下后剪切碾碎破巖。在不同的地質(zhì)條件和不同的工作參數(shù)下掘進時，滾刀的磨損失效情況各不相同。由于刀具的失效，在掘進過程中需要更換刀具，但更換刀具不僅工作量大而且存在危險，所以有必要對滾刀，特別是多把滾刀組合切割破碎巖土?xí)r刀具的載荷特性及巖土的破碎效果進行分析，以便對滾刀的結(jié)構(gòu)及工作參數(shù)進行相應(yīng)改進，延長滾刀的使用壽命。

需要指出的是盾構(gòu)和TBM均指隧道掘進機，一般來說盾構(gòu)是指適用于軟巖的隧道掘進機，TBM是指適用于硬巖的隧道掘進機。

目前，國內(nèi)外已有的滾刀試驗臺，基本采用單把滾刀直線切割系統(tǒng)；也有的滾刀試驗臺可以安裝多把滾刀，模擬盾構(gòu)及TBM滾刀的回轉(zhuǎn)運動。但是在實際作業(yè)中，滾刀根據(jù)需要可能存在垂直作業(yè)或水平作業(yè)的狀況，目前的滾刀試驗臺均模擬的是垂直狀態(tài)下滾刀的運動情況，無法對水平狀態(tài)下滾刀的切削特性進行研究。

因此，如何設(shè)計出一種滾刀試驗臺，能夠模擬盾構(gòu)及TBM滾刀在不同工作狀態(tài)下切削巖土的狀況，從而研究滾刀的破巖效率和磨損機理，以提高滾刀的使用壽命，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺，該滾刀試驗臺能夠模擬不同工作狀態(tài)下滾刀切削巖土的狀況，從而研究滾刀的破巖效率和磨損機理，進而延長滾刀的使用壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺，包括試驗臺主機和對稱布置的支座，所述試驗臺主機與所述支座轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動角度至少為90°，以便所述試驗臺主機能夠在垂直狀態(tài)和水平狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。

優(yōu)選地，所述試驗臺主機包括動力傳動裝置和與所述動力傳動裝置連接的刀盤；所述動力傳動裝置固裝在移動支架上，所述移動支架插裝在固定支架內(nèi)，且能夠沿所述固定支架的軸向移動，所述固定支架與所述支座轉(zhuǎn)動連接。

優(yōu)選地，所述動力傳動裝置包括驅(qū)動馬達和設(shè)于驅(qū)動箱內(nèi)的齒輪和主軸承；所述驅(qū)動馬達通過減速機與所述齒輪傳動連接，所述齒輪與所述主軸承嚙合，所述刀盤與所述主軸承固定連接；所述驅(qū)動箱與所述移動支架的內(nèi)壁固定連接。

優(yōu)選地，所述主軸承為三排滾柱軸承。

優(yōu)選地，所述刀盤上設(shè)有具有滑槽的刀梁，安裝滾刀的刀箱與所述刀梁的滑槽滑動配合，所述刀箱和所述刀梁之間設(shè)有可拆卸的定位件。

優(yōu)選地，所述滾刀為雙刃滾刀和單刃滾刀，所述雙刃滾刀設(shè)置在所述刀盤的中心，所述單刃滾刀設(shè)置在所述雙刃滾刀的周圍。

優(yōu)選地，所述移動支架上設(shè)有導(dǎo)向鍵，所述固定支架上設(shè)有與所述導(dǎo)向鍵配合的鍵槽。

優(yōu)選地，所述固定支架通過銷軸支撐在所述支座上，所述固定支架和所述支座之間設(shè)有翻轉(zhuǎn)油缸。

優(yōu)選地，所述移動支架通過推動油缸與所述固定支架移動連接。

優(yōu)選地，所述試驗臺主機的下方設(shè)有皮帶機，以便所述試驗臺主機處于水平狀態(tài)時清理巖石渣。

相對上述背景技術(shù)，本發(fā)明所提供的盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺包括試驗臺主機和對稱布置的支座，所述試驗臺主機與所述支座轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動角度至少為90°，以便所述試驗臺主機能夠在垂直狀態(tài)和水平狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。由于試驗臺主機與所述支座轉(zhuǎn)動連接，且至少可以轉(zhuǎn)動90°，所以試驗臺主機能夠在垂直狀態(tài)或水平狀態(tài)下模擬滾刀的實際運動情況，從而對不同工作狀態(tài)下滾刀的切削特性進行研究，并在此基礎(chǔ)上對滾刀進行改進，以便延長滾刀的使用壽命。

在一種優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明所提供的盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺通過動力傳動裝置驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，從而帶動安裝在刀盤上的多把滾刀做回轉(zhuǎn)運動，與盾構(gòu)及TBM刀盤上滾刀破巖的實際工況接近，為研究滾刀的破巖效率和磨損機理提供依據(jù)。

在另一種優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明所提供的盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺的刀箱能夠沿刀盤的刀梁滑動，即可以實現(xiàn)滾刀刀間距的調(diào)整，為研究不同刀間距對滾刀破巖性能的影響提供依據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺垂直狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中H部位的局部放大圖；

圖3為本發(fā)明所提供盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺水平狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供盾構(gòu)及TBM滾刀試驗臺切削裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4所示切削裝置的A-A向示意圖；