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[實(shí)用新型]一種模擬盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的試驗(yàn)裝置有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201820202950.6 申請(qǐng)日: 2018-02-05
公開(公告)號(hào): CN208254983U 公開(公告)日: 2018-12-18
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 李興高;蘇偉林;袁大軍;金大龍;沈翔;吳俊;王將;毛家驊 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 北京交通大學(xué)
主分類號(hào): G01N3/56 分類號(hào): G01N3/56
代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255 代理人: 黃曉軍
地址: 100044 北*** 國(guó)省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 土體 切削 切削刀具裝置 本實(shí)用新型 模擬盾構(gòu)機(jī) 傳力系統(tǒng) 刀具磨損 盾構(gòu)刀具 量測(cè)系統(tǒng) 試驗(yàn)裝置 刀座 土箱 伺服液壓系統(tǒng) 盾構(gòu)機(jī)刀具 數(shù)據(jù)采集儀 位移傳感器 溫度傳感器 液壓千斤頂 工程現(xiàn)場(chǎng) 固結(jié)處理 切削刀具 液壓系統(tǒng) 影響因素 真實(shí)環(huán)境 反力架 磨損量 壓力盒 原位土 傳感 鋼制 土壓 箱壁 磨損 計(jì)算機(jī) 預(yù)測(cè) 支撐
【說(shuō)明書】:

實(shí)用新型提供了一種模擬盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的試驗(yàn)裝置。該裝置包括鋼制反力架、土箱、切削刀具裝置、液壓系統(tǒng)、動(dòng)力及傳力系統(tǒng)和傳感量測(cè)系統(tǒng);土箱中裝有經(jīng)固結(jié)處理的工程原位土,并通過一組曲面箱壁與伺服液壓系統(tǒng)來(lái)模擬土壓環(huán)境;切削刀具裝置包括切削刀具、刀座及支撐刀座的液壓千斤頂,通過動(dòng)力及傳力系統(tǒng)往復(fù)切削土體;量測(cè)系統(tǒng)包括位移傳感器、溫度傳感器、壓力盒、數(shù)據(jù)采集儀和計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型模擬了盾構(gòu)刀具切削土體真實(shí)環(huán)境,通過直接切削工程現(xiàn)場(chǎng)土體,探究盾構(gòu)刀具磨損的影響因素,可以為不同土體環(huán)境中盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)刀具試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種模擬盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

盾構(gòu)刀具的磨耗與損壞,不僅會(huì)導(dǎo)致隧道掘進(jìn)緩慢,直接影響盾構(gòu)機(jī)的開挖效果與工作效率,還會(huì)造成臨近刀具的負(fù)荷增大而加速磨損,甚至導(dǎo)致刀盤磨損,此時(shí)若是開倉(cāng)換刀還可能由于壓力失衡導(dǎo)致開挖面失穩(wěn)并危及換刀人員的人身安全,從而對(duì)盾構(gòu)隧道的工程質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益與施工安全造成重大負(fù)面影響。因此,迫切需要開展盾構(gòu)刀具的室內(nèi)磨損試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)刀具配置的合理優(yōu)化與磨損量的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

但是,目前現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)盾構(gòu)施工中刀具的磨損預(yù)測(cè)方法有限,特別是室內(nèi)磨損試驗(yàn)方法很不成熟。首先,盾構(gòu)刀具只有長(zhǎng)行程切削土體才會(huì)產(chǎn)生較為明顯的磨損,這與實(shí)驗(yàn)室中有限的空間相矛盾;其次,切削后的土體性質(zhì)與切削前差異很大,不適宜循環(huán)切削,因而需要保證刀具不斷切削新土體;最后,目前所采用的刀具磨損室內(nèi)試驗(yàn)裝置多為模擬盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的相似材料試驗(yàn)裝置,而相似材料不僅難以獲得完全合理的相似比,而且與實(shí)際土體在成分、級(jí)配、含水率等方面存在著很大差異。

因此,開發(fā)一種有效的模擬盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的試驗(yàn)裝置是一個(gè)亟待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種模擬盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的試驗(yàn)裝置,以實(shí)現(xiàn)有效地模擬實(shí)驗(yàn)盾構(gòu)機(jī)刀具的磨損情況。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。

一種模擬盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的試驗(yàn)裝置,包括:鋼制反力架(1)、土箱(2)、切削刀具裝置(4)、液壓系統(tǒng)(3)、動(dòng)力及傳力系統(tǒng)(5)、滑軌(6)和傳感量測(cè)系統(tǒng),所述切削刀具裝置(4)中包括刀具(14);

所述鋼制反力架(1)包括橫梁、立柱和底座,所述橫梁用于固定所述切削刀具裝置(4)、滑軌(6)和動(dòng)力與傳力系統(tǒng)(5),所述底座用于固定所述土箱(2)和所述液壓系統(tǒng)(3),所述液壓系統(tǒng)(3)中包括液壓千斤頂(9);

所述土箱(2)內(nèi)裝有經(jīng)固結(jié)處理的工程土體,所述工程土體的上表面與土箱(2)的開口邊緣平齊,所述刀具(14)安裝在刀座(12)上,所述刀座(12)安裝在液壓千斤頂(9)的柱塞端部;

所述動(dòng)力及傳力系統(tǒng)(5)包括電動(dòng)機(jī)、變速箱和齒條(10)構(gòu)成的傳力機(jī)構(gòu),所述動(dòng)力及傳力系統(tǒng)5通過滑軌(6)與所述切削刀具裝置(4)電路連接,通過所述液壓系統(tǒng)(3)將所述刀具(14)下降到所述工程土體的上表面,所述動(dòng)力及傳力系統(tǒng)(5)通過電信號(hào)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具(14)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制,所述刀具(14)對(duì)所述工程土體進(jìn)行往復(fù)式切削;

所述傳感量測(cè)系統(tǒng)測(cè)量所述刀具(14)對(duì)所述工程土體的切削過程中產(chǎn)生的位移、溫度和/或壓力數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地,在所述土箱(2)的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面分別設(shè)置一個(gè)曲面箱壁(7),其中一個(gè)曲面箱壁(7)為活動(dòng)壁,連接有一組液壓裝置(3),另一個(gè)曲面箱壁(7)通過4根彈簧連接在土箱(2)的主體上。

進(jìn)一步地,在所述土箱(2)的另外兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面分別設(shè)置一個(gè)鋼格柵箱壁(8),所述鋼格柵箱壁(8)的底部密封、上部敞開,所述鋼格柵箱壁(8)與土箱(2)采用螺栓連接。

進(jìn)一步地,所述液壓系統(tǒng)(3)包括兩臺(tái)液壓千斤頂(9),油缸固定在鋼制反力架(1)上,柱塞與曲面箱壁(7)的活動(dòng)壁剛性連接。

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