[發明專利]一種TBM掘進機模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 202010113498.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111366387B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉辛軍;徐尤南;徐濟宇;章登超;張靜;高文海;余昌鑫
• 申請（專利權）人: 清華大學;華東交通大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京華專卓海知識產權代理事務所(普通合伙) 11664
• 代理人: 張繼鑫

1.一種TBM掘進機模擬試驗裝置，其特征在于：

包括：

支承導軌；

模擬圍巖，中心鏤空結構，固定于所述支承導軌上，包括：模擬掘進面、前模擬支撐面和后模擬支撐面；

所述模擬掘進面具有前座板、后座板和筒形的第一圍巖面；所述前座板形成為在中心具有與所述第一圍巖面的外徑相配合的開口的形狀，所述后座板中心開孔并與所述第一圍巖面形成為一體；

所述前模擬支撐面具有支承座板和第二圍巖面，所述支承座板中心形成開孔，所述第二圍巖面呈圓筒形嵌入所述開孔內；所述第二圍巖面由將圓筒形利用通過中心軸的多個分割面分割的多段拼合成圓筒形；

加載裝置，豎直支承于所述支承導軌上，設于所述模擬圍巖內部，包括：

固定基座，其設置在所述加載裝置的一端；

活動基座，其設置在所述加載裝置的另一端；和

設置在所述固定基座和活動基座之間的加載機構，

所述加載機構包含6個加載缸，各所述加載缸的一端與所述固定基座側軸支承連接，另一端與所述活動基座側軸支承連接；

所述加載缸具有無桿腔和有桿腔；各所述加載缸設有第一重構閥；

所述第一重構閥在將所述無桿腔和有桿腔分別與各自的壓力源相連接的第一狀態和將所述無桿腔、有桿腔與第一壓力源相連接的第二狀態之間切換；

模擬TBM掘進機，設于所述模擬圍巖內，與所述加載裝置連接；

內力平衡器，包括雙頭螺紋拉桿和撐桿；所述雙頭螺紋拉桿設于所述固定基座與所述模擬圍巖之間；所述撐桿設于所述固定基座與所述模擬圍巖之間以及各所述模擬圍巖之間，限定所述固定基座與各所述模擬圍巖彼此之間的距離。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述6個加載缸每兩個一組分為3組，各組加載缸圍繞所述固定基座和所述活動基座的中心軸在周向上均勻分布，

各組所述各加載缸內的兩個所述加載缸的一端在所述固定基座側的軸支承連接支點之間的彼此間距，與另一端在所述活動基座側的軸支承連接支點之間的彼此間距不同。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于：

所述的軸支承連接支點為球鉸鏈連接或萬向鉸鏈連接。

4. 如權利要求1或2 所述的裝置，其特征在于：

所述加載缸具有無桿腔和有桿腔，

在任意兩個所述加載缸之間設有第二重構閥在連通相應的兩個所述加載缸的無桿腔的狀態和使該相應的兩個所述加載缸的無桿腔斷開的狀態之間切換。

5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于：

所述第二重構閥設置于各組的所述加載缸之間。

6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于：

具有15個所述第二重構閥，分別設置于各所述加載缸之間。

7.一種如權利要求1所述的裝置的控制方法，其特征在于：

設定各所述第一重構閥處于第一狀態，

以規定的壓力和流量向各所述加載缸的無桿腔供給加載流體，并使駐留在各所述加載缸的有桿腔內的加載流體流出，而進行主動加載；或者

以規定的壓力和流量向各所述加載缸的有桿腔供給加載流體，并使駐留在各所述加載缸的無桿腔內的加載流體流出，而進行被動加載。

8.一種如權利要求1所述的裝置的控制方法，其特征在于：

設定一部分的所述第一重構閥處于第一狀態，向相應的所述加載缸的無桿腔和/或有桿腔的加載流體施以規定的壓力，而使相應的所述加載缸具有第一剛度；

設定另一部分的所述第一重構閥處于第二狀態，向相應的所述加載缸的加載流體施以規定的壓力，而使相應的所述加載缸具有第二剛度。

9.一種如權利要求4所述的裝置的控制方法，其特征在于：

設定任意的所述第二重構閥為使相應的兩個所述加載缸的無桿腔為連通或斷開狀態，以使相應的兩個加載缸呈并聯加載狀態。