[實用新型]一種切割巖樣的試驗裝置

有效

• 申請號: 201320860185.4
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN203672739U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 管會生;楊延棟;崔安義;牛云鵬
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;神華新街能源有限責任公司;西南交通大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;張相升

技術領域

本實用新型涉及一種試驗裝置，尤其涉及一種切割巖樣的試驗裝置。

背景技術

滾刀是盾構破碎硬巖的主要刀具，其破碎機理是躍進時沖擊壓碎巖石以及壓下后剪切碾碎破巖。在不同的地質條件和掘進參數下掘進時，刀具的受力情況和磨損失效有所不同，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。另外，工程實踐表明，刀具的檢查、更換與維修等作業的時間約占掘進施工總時間的三分之一，而刀具的費用約占掘進施工費用的三分之一，因此有必要采用切割試驗裝置對刀具的切削性能、受力狀態以及破巖所需推力和扭矩的匹配關系進行研究，從而降低生產時間和生產成本。

滾刀有線性切割和回轉切割兩種切割方式，線性切割和回轉切割的實驗目的和解決問題不同，因此，現有技術中，通常采用回轉切割試驗裝置和線性切割試驗裝置對刀具的性能進行研究。其中，回轉切割試驗裝置多為小比尺模型，刀盤回轉半徑小，可模擬盾構不同類型刀具回轉切削機理和刀盤中心滾刀的受力情況；而線性切割試驗裝置采用與工程實際相同尺寸的17英寸滾刀進行切割試驗，實驗數據更能反映真實情況，對于大回轉半徑的盾構，周邊刀具的運動近似于線性運動，因此需用線速度較大的線性切割試驗裝置來模擬。但是，現有技術中的這些試驗切割裝置多為單一功能，單一工作模式，利用一種試驗臺，通常無法滿足刀具破巖機理的試驗需要。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型的目的是提供一種切割巖樣的試驗裝置，其能夠實現回轉切割和線性切割兩種工作模式。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種切割巖樣的試驗裝置，所述架體的頂部設置有豎直液壓缸，所述豎直液壓缸的活塞桿朝向所述架體的底部設置，所述豎直液壓缸的活塞桿上連接有用于切割巖樣的刀具；所述架體的底部設置有回轉切割巖樣箱和線性切割巖樣箱，所述回轉切割巖樣箱上連接有用于帶動所述回轉巖樣箱轉動的回轉支承；所述線性切割巖樣箱上連接有用于帶動所述線性切割巖樣箱的產生水平位移的水平液壓缸。

進一步地，所述豎直液壓缸的活塞桿的端部設置有刀座，所述刀具固定在所述刀座上。

進一步地，所述豎直液壓缸的活塞桿與刀座采用球鉸連接。

進一步地，所述架體在所述刀座的兩側設置有導向柱，所述刀座在所述導向柱相應的位置設置有導向套，所述導向套套設在所述導向柱上。

進一步地，所述刀座上設置有用于監測刀具的三向力傳感器。

進一步地，所述回轉支承的外齒圈與回轉切割巖樣箱連接，所述回轉支承的內圈與所述架體連接。

進一步地，所述回轉支承的外齒圈通過齒輪軸嚙合連接驅動電機。

進一步地，所述驅動電機上還連接有轉速扭矩傳感器。

進一步地，所述架體的底部設置有兩根滑軌，所述線性切割巖樣箱的底部設置滑塊，所述滑塊上開設有與所述滑軌相適配的滑槽。

進一步地，所述豎直液壓缸和所述水平液壓缸上均連接有位移傳感器。

本實用新型提供的切割巖樣的試驗裝置結構簡單緊湊，占用空間小，并且容易操作，該裝置可以在回轉切割和線性切割兩種不同模式下進行巖石切割試驗，為研究刀具破巖機理和刀具破巖所需推力和扭矩的匹配關系提供了依據。

附圖說明

圖1是本實用新型一種優選的切割巖樣的試驗裝置示意圖；

圖2是圖1所示的切割巖樣的試驗裝置的回轉切割效果圖；

圖3是圖1所示的切割巖樣的試驗裝置的線性切割效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型的一個優選實施例進行詳細描述。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。

如圖1所示，本實用新型提供了一種切割巖樣的試驗裝置，包括架體1，所述架體1的頂部設置有豎直液壓缸2，所述豎直液壓缸2的活塞桿朝向所述架體1的底部設置，所述豎直液壓缸2的活塞桿上連接有用于切割巖樣的刀具3；所述架體1的底部設置有回轉切割巖樣箱4和線性切割巖樣箱5，所述回轉切割巖樣箱4上連接有用于帶動所述回轉巖樣箱4轉動的回轉支承；所述線性切割巖樣箱5上連接有用于帶動所述線性切割巖樣箱5的產生水平位移的水平液壓缸7。使用時，本實用可以采用雙軸伸電機實現回轉切割和線性切割的動力共用，所述雙伸電機通過減速裝置與所述回轉支承連接，通過驅動液壓泵站驅動所述水平液壓缸7。