[發明專利]一種用于測定盾構機刀具磨損的模型試驗裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201811540830.8
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109342107A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張軍偉;張翼沖
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04;G01N3/56;G01N35/10
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林秋雅

本發明公開了一種用于測定盾構機刀具磨損的模型試驗裝置及使用方法，模型試驗裝置包括土樣輸送裝置、電源裝置、刀具鋼樣、喂料器、土樣收集裝置和鋼樣固定裝置，喂料器的出口與土樣輸送裝置相連接，鋼樣固定裝置與刀具鋼樣可拆卸式連接，鋼樣固定裝置將刀具鋼樣固定在土樣輸送裝置上，土樣輸送裝置再與土樣收集裝置相連接，電源裝置分別與土樣輸送裝置、喂料器相連接；使用方法包括在鋼樣固定裝置上安裝刀具鋼樣；接通電源裝置；往喂料器放入待測土樣；通過土樣收集裝置回收待測土樣；記錄試驗時間，并測定刀具鋼樣的磨損量，計算得到磨損速率；根據盾構機刀具最大磨損量的要求，預估達到最大磨損量的時間，該時間即需要更換刀具的時間。

技術領域

本發明涉及盾構法施工技術領域，特別涉及一種用于測定盾構機刀具磨損的模型試驗裝置及使用方法。

背景技術

盾構機因其開挖安全高效、自動化作業，施工勞動強度低、不影響地面交通與設施等優點，在城市地鐵施工中使用非常廣泛。在施工過程中，盾構機刀具的磨損是一個不可避免的問題，往往需要開倉檢查刀具的磨損程度，確保盾構機能保持高效率切削狀態。現在，檢查刀具和判斷是否需要換刀的時間點，往往由施工人員根據經驗進行判斷，主觀判斷的準確性較低，且判斷是否需要換刀往往需要經過多次停機檢查，給施工進度帶來了不利影響。因此，如何對刀具磨損進行準確測定，確定刀具的更換時間，對于保證施工正常、高效進行具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的盾構機刀具的磨損難以準確測定，刀具的更換時間無法事先預估的不足，提供一種用于測定盾構機刀具磨損的模型試驗裝置及使用方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種用于測定盾構機刀具磨損的模型試驗裝置，包括土樣輸送裝置、電源裝置、刀具鋼樣、喂料器、土樣收集裝置和鋼樣固定裝置，所述喂料器的出口與所述土樣輸送裝置相連接，所述鋼樣固定裝置與刀具鋼樣可拆卸式連接，所述鋼樣固定裝置將刀具鋼樣固定在所述土樣輸送裝置的上方，所述土樣輸送裝置再與所述土樣收集裝置相連接，所述電源裝置分別與所述土樣輸送裝置、喂料器相連接。

本發明所述的刀具鋼樣取樣于盾構機上不同種類的刀具，因此，刀具鋼樣包括多種不同的材質，可根據需求，更換不同材質的刀具鋼樣，例如，需要測定滾刀和切削刀的刀具磨損時，可以通過更換相應的刀具鋼樣來反映。本發明的土樣輸送裝置上輸送的待測土樣則取材于施工中需要下穿的地層，用于模擬現場施工的地層環境，同時取得的土樣應具有代表性，以保證模擬試驗的真實性。本發明的電源裝置包括電源箱，電源箱與220V交流電源相連接，電源箱將交流電轉換為試驗所需的直流電。土樣輸送裝置、喂料器上分別設有電動機，電源箱與電動機相連接，為電動機提供電源，電動機則為土樣輸送裝置和喂料器的運動提供穩定動力，保證試驗模型各組件的正常工作。

試驗時，打開的電源裝置開關，土樣輸送裝置和喂料器開始運轉，接著將待測土樣通過喂料器勻速加入土樣輸送裝置中，土樣輸送裝置運輸待測土樣，待測土樣通過刀具鋼樣下方時，與所述刀具鋼樣發生接觸摩擦，繼而對刀具鋼樣產生磨損，最后待測土樣運輸至土樣收集裝置處，并進行回收利用。

本發明通過土樣輸送裝置、電源裝置、刀具鋼樣、喂料器、土樣收集裝置和鋼樣固定裝置的組裝，得到了一種簡易的模型試驗裝置，模擬了盾構機刀具在工作時受磨損的過程，可用于預估盾構機刀具的磨損量和刀具更換的時間。本裝置的使用，克服了以往根據經驗判定刀具的磨損程度的不足，將經驗判斷變為定量判斷，可較為準確的預估刀具的定期更換時間，節省了現場刀具拆裝檢查的時間，大大縮短了停工次數和停工時間，使隧道盾構施工中刀具時刻保持高效率切削狀態，達到提高施工效率、保證施工質量的目的。

優選的，所述喂料器的來料入口處還連接有漏斗，可通過漏斗來向喂料器加入待測土樣，使得加入待測土樣的速度更加均勻。優選的，所述漏斗包括有多個，彼此的管口徑大小不相同，通過選擇不同管口徑大小的漏斗，可以控制加入待測土樣的速度，原理等同于沙漏。