[發(fā)明專利]一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010312626.1
• 申請(qǐng)日: 2020-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN111624087B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌;張波;朱洪濤;胡蒙蒙;李彪;王漢鵬;林春金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00;G01N3/02;G01M99/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：包括臥式基座，所述臥式基座的一端設(shè)置有多模式刀盤，所述多模式刀盤上設(shè)置有射流-機(jī)械聯(lián)合刀具，所述臥式基座的另一端設(shè)置有用于承載巖樣的圍巖應(yīng)力模擬倉(cāng)；

所述多模式刀盤與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述多模式刀盤被配置為在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，沿所述臥式基座水平推進(jìn)并旋轉(zhuǎn)，使得射流-機(jī)械聯(lián)合刀具能夠作用于所述巖樣；

所述多模式刀盤包括刀盤基座、高壓旋轉(zhuǎn)接頭、分流器、射流-機(jī)械聯(lián)合刀具和管路，所述刀盤基座一側(cè)設(shè)置所述射流-機(jī)械聯(lián)合刀具，所述刀盤基座的另一側(cè)設(shè)置有高壓旋轉(zhuǎn)接頭，所述高壓旋轉(zhuǎn)接頭與分流器連接，所述分流器與各射流-機(jī)械聯(lián)合刀具中的射流噴頭通過管路連接；

所述射流-機(jī)械聯(lián)合刀具包括測(cè)量組件，所述測(cè)量組件包括測(cè)距傳感器，所述測(cè)距傳感器設(shè)置于刀架上，用于監(jiān)測(cè)滾刀距離目標(biāo)物體的距離。

2.如權(quán)利要求1所述的一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：所述射流-機(jī)械聯(lián)合刀具包括刀座，刀座上可拆卸設(shè)置有機(jī)械刀具模塊和射流刀具模塊，且所述射流刀具模塊與機(jī)械刀具模塊的相對(duì)位置可調(diào)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：各刀座安裝在刀盤的安裝機(jī)構(gòu)上，各刀座之間的距離通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整，且各刀座上設(shè)置有鎖緊機(jī)構(gòu)；刀座上設(shè)置有滑軌，滑軌上可活動(dòng)連接有滑塊，所述滑塊上設(shè)置射流刀具模塊，所述刀座中間設(shè)置機(jī)械刀具模塊。

4.如權(quán)利要求1所述的一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：所述射流刀具模塊包括設(shè)置于滑塊上的可調(diào)節(jié)支架，所述可調(diào)節(jié)支架上可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有機(jī)械臂，機(jī)械臂上設(shè)置有射流噴嘴，所述射流噴嘴能夠與和射流液體供給機(jī)構(gòu)相連的軟管連接。

5.如權(quán)利要求1所述的一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：所述測(cè)量組件還包括三向力傳感器和壓力監(jiān)測(cè)傳感器，三向力傳感器置于刀座上，用于監(jiān)測(cè)破碎目標(biāo)物體過程中破巖刀具的受力，壓力傳感器置于射流噴嘴與射流液體供給機(jī)構(gòu)之間，用于監(jiān)測(cè)射流輸出壓力值。

6.如權(quán)利要求1所述的一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：所述臥式基座包括反力架，所述反力架包括橫梁、前反力板、后反力板、底座、推進(jìn)導(dǎo)向軌和巖倉(cāng)導(dǎo)向軌，其中，所述橫梁和底座平行布設(shè)，前反力板、后反力板的上下側(cè)分別連接橫梁和底座的兩端，形成框架結(jié)構(gòu)，所述橫梁和底座上均設(shè)置有推進(jìn)導(dǎo)向軌，以引導(dǎo)多模式刀盤水平移動(dòng)，巖倉(cāng)導(dǎo)向軌設(shè)于底座上，并與圍巖應(yīng)力模擬倉(cāng)滑動(dòng)連接。

7.如權(quán)利要求1所述的一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：所述圍巖狀態(tài)模擬倉(cāng)包括倉(cāng)體外框、加壓油缸與墊板，所述倉(cāng)體外框?yàn)榧訅河透滋峁┓戳Γ訅河透自趥}(cāng)體外框三個(gè)方向布設(shè)，對(duì)墊板施加壓力并傳遞給巖樣，實(shí)現(xiàn)巖樣三向受力狀態(tài)模擬。

8.如權(quán)利要求1所述的一種臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置，其特征是：所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括推進(jìn)油缸、傳力板、傳力筒、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、變速箱和軸承，所述推進(jìn)油缸為多個(gè)，安裝在臥式基座的后反力板上，推進(jìn)油缸的活塞桿與傳力板鉸接，傳力板的端部與推進(jìn)導(dǎo)向軌滑動(dòng)連接，傳力板與傳力筒固接，傳力筒上固定所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和軸承的外圈，軸承內(nèi)圈與多模式刀盤連接，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過變速箱連接軸承內(nèi)圈。

9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的臥式射流-機(jī)械聯(lián)合破巖試驗(yàn)裝置的工作方法，其特征是：調(diào)整射流-機(jī)械聯(lián)合刀具的射流噴嘴與機(jī)械刀具的相對(duì)位置和數(shù)量、射流的靶距或/和噴射角度，形成射流與機(jī)械刀具的基本加載組合；調(diào)整加載組合相同/不同的多個(gè)聯(lián)合刀具在多模式刀盤上的安裝位置，形成具有特定的加載模式和加載組合的刀盤；驅(qū)動(dòng)多模式刀盤沿所述臥式基座水平運(yùn)動(dòng)并旋轉(zhuǎn)，使得射流-機(jī)械聯(lián)合刀具能夠作用于圍巖應(yīng)力模擬倉(cāng)內(nèi)的巖樣，進(jìn)行掘進(jìn)試驗(yàn)。