[實用新型]一種滾刀破巖機理試驗用試件夾緊裝置

有效

• 申請號: 201721017339.8
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN207007617U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 王賀;李亮;孫健;吳玉厚;趙德宏;孫紅
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01M13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 胡曉男

技術領域

本實用新型涉及全斷面硬巖掘進機刀具關鍵技術及巖石破碎機理研究技術領域，具體是一種滾刀破巖機理試驗用試件夾緊裝置。

背景技術

全斷面硬巖掘進機廣泛應用于水利、電力、交通等大型隧道工程建設，與傳統的鉆爆法相比，具有掘進速度快、自動化程度高、一次成型、安全經濟等優點。在隧道挖掘過程中，掘進機刀盤上的滾刀與巖石直接接觸，巖石受到滾刀的擠壓、剪切和拉裂的綜合作用，對于巖石裂紋的產生、擴展以及破碎形式。滾刀破巖機理是掘進機刀盤設計時重要的依據，目前滾刀設計還是依據經驗為主，用于滾刀設計的試驗臺不多，而且多數在刀具數量及滾壓速度方面與真實情況還有差距。其中重要的一個因素就是圍巖壓力在現有的試驗臺上沒有考慮。圍巖壓力直接影響刀具破巖的力、巖石破碎機理、破碎后形式等，因此研制具有可以施加圍巖壓力的試驗臺是掘進機生產、研究等領域急需的設備。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種滾刀破巖機理試驗用試件夾緊裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種滾刀破巖機理試驗用試件夾緊裝置，包括基體、多個液壓缸、鋼板；

基體的四周均勻分布設有圓孔，安裝在滾刀綜合試驗機的滑道上，由滾刀綜合試驗機的液壓系統推動基體做直線往復運動；

試件四周放置鋼板且置于基體內，各個液壓缸的活塞伸入基體四周的圓孔頂住鋼板，使得鋼板夾緊試件，液壓缸通過鋼板將壓力傳至巖石試件表面形成圍巖壓力。

所述的基體采用金屬材料，基體為長方體料槽。

所述的基體的長度和寬度方向分別開有12個圓形孔和10個圓形孔。

所述的試件為長方體巖石件，試件放在基體的中心，且試件的上表面高于基體的上表面，以便實現滾壓試驗。

所述的試件選用的巖石材料為花崗巖、大理巖、石灰巖、砂巖或片麻巖。

所述的試件是上表面經磨平處理的長方體巖石件。

所述的液壓缸內置壓力傳感器，通過壓力傳感器將壓力信號作為伸縮量的反饋信號輸出至控制系統，通過控制系統調節液壓缸的伸縮量以實現圍巖壓力的施加。

所述的試件的形狀與基體一樣，尺寸小于基體。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型采用金屬材料作為裝置基體，使該裝置便于制造和加工，具有穩定性抗振性。

2、巖石材料多為硬脆性，受力不均易崩裂，本實用新型裝置采用液壓缸頂緊鋼板，鋼板夾緊試件，四周鋼板夾緊能夠保證試件受力均勻。

3、本實用新型裝置液壓缸可輸出指定壓力，模擬不同圍巖壓力工況，使滾刀破巖實驗更貼近實際，提高試驗數據的準確性。

4、本實用新型裝置是在科研過程中根據實際需要，為了模擬巖石天然條件下所受不同圍巖壓力狀態而設計的，可以滿足科研與實際的要求，提供更好的實驗條件。

附圖說明

圖1是本實用新型具體實施方式滾刀破巖機理試驗用試件夾緊裝置外觀圖；

圖2是本實用新型具體實施方式滾刀破巖機理試驗用試件夾緊裝置裝配示意圖；其中， (a)是俯視圖，(b)是主視圖，(c)是左視圖；

圖3是本實用新型具體實施方式的基體結構俯視圖；

圖4是本實用新型具體實施方式的巖石試件圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。

本實施方式提供一種如圖1、圖2(a)～(c)所示的滾刀破巖機理試驗用試件夾緊裝置，包括基體1、多個液壓缸2、鋼板3；

如圖3所示的基體1采用金屬材料，具體選用鑄鐵材料。基體1為長方體料槽，基體1 的四周均勻分布設有圓孔，安裝在滾刀綜合試驗機的滑道上，由滾刀綜合試驗機的液壓系統推動基體1做直線往復運動；基體1的長度和寬度方向分別開有12個圓形孔和10個圓形孔，試件4為長方體巖石件，試件4放在基體1的中心，且試件4的上表面高于基體1的上表面，以便實現滾壓試驗。

圖4所示的試件4四周放置鋼板3且置于基體1內，各個液壓缸2的活塞伸入基體1四周的圓孔頂住鋼板3，使得鋼板3夾緊試件4，試件4選用花崗巖、大理巖、石灰巖、砂巖、片麻巖等巖石材料，其中試件4的上表面需磨平處理，將表面加工完后進行滾壓試驗。試件 4的加工及檢測均對上表面進行。

試件4的夾緊通過液壓缸2的調節來實現，同時液壓缸2通過鋼板3將壓力傳至巖石試件表面形成圍巖壓力，液壓缸2內置壓力傳感器，通過壓力傳感器將壓力信號作為伸縮量的反饋信號輸出至控制系統，通過控制系統調節液壓缸2的伸縮量以實現圍巖壓力的施加。巖石試件的形狀與基體1一樣，尺寸略小于基體1。本裝置能保證巖石試件試驗時的位置固定，還可以在巖石試件的四周施加壓力以模擬實際工程中的圍巖壓力，使滾刀破巖過程更貼近于實際施工，獲得準確的滾壓試驗數據。