[發明專利]一種小型滾刀磨損測試機、測試方法及評價方法

在審

• 申請號: 202011531938.8
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112697626A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 袁超;邱琪;李樹忱;王修偉;馮現大;趙一民;周慧穎;萬澤恩;劉祥坤;韓勇
• 申請（專利權）人: 山東大學;濟南大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種小型滾刀磨損測試機、測試方法及評價方法，解決了現有技術中破巖試驗平臺測量結果具有滯后性的問題，具有可有效模擬實際工況，能夠有效指導實際工程的有益效果，具體方案如下：一種小型滾刀磨損測試機，包括用于放置巖樣的巖樣器，巖樣器的上方設置若干滾刀刀具，滾刀刀具可作用于巖樣器內巖樣表面，滾刀刀具的尺寸小于TBM滾刀實際尺寸，滾刀刀具通過旋轉機構固定于支撐架，升降機構可通過支撐架的頂部向滾刀刀具施加法向力。

技術領域

本發明涉及巖土工程領域，尤其是一種小型滾刀磨損測試機、測試方法及評價方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

盾構/TBM作為地下工程的重要施工裝備，在隧道建設方面發揮著越來越重要的作用，其具有施工效率高、機械化程度高、作業安全性強等諸多優點被廣泛應用于隧道開挖。TBM在掘進的過程中，通過刀盤旋轉帶動滾刀切割巖體，滾刀刀具的破巖性能決定在掘進過程的施工效率。破巖過程中滾刀刀圈需要不斷與巖石相互接觸，巖石的強磨蝕性，會給滾刀刀圈在切割過程中帶來嚴重磨損，進而嚴重制約滾刀使用壽命和破巖效率，而不同巖石的力學特性不盡相同，對滾刀的磨損性有明顯差異。因此既有必要掌握不同特性巖石對于滾刀磨損性的影響。

目前我國滾刀磨損測試的主要技術有：1.檢測與識別滾刀磨損程度類技術，例如申請號為CN201420622106.0，名為一種測量TBM滾刀磨損量用電渦流傳感器的自動標定裝置，公開了一種將電渦流傳感器輸出信號和位移傳感器輸出信號相結合以模擬計算滾刀磨損的電子測量裝置；2.滾刀破巖實驗平臺，申請號201721266368.8滾刀磨損測試實驗平臺，提出了一種滾刀中切割磨料的磨損量的實驗平臺；3滾刀破巖實驗平臺,申請號201110170070.8用于隧道掘進刀具破巖機理模態研究的試驗平臺，公開了一種隧道掘進機刀具破巖模態的試驗平臺。

發明人發現現有技術中，存在如下的不足之處：

1.現有技術多應用于對已磨損滾刀的測量，測量結果存在滯后性；

2.破巖實驗平臺不能恒定推力，與實際情況不符；

3.沒有一套專用于評價巖石磨蝕的實驗平臺。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種小型滾刀磨損測試機，解決了現有實驗平臺測量結果實際相差誤差過大、不能夠根據巖石參數指導工程等問題。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種小型滾刀磨損測試機，包括用于放置巖樣的巖樣器，巖樣器的上方設置若干滾刀刀具，滾刀刀具可作用于巖樣器內巖樣表面，滾刀刀具的尺寸小于TBM滾刀實際尺寸，滾刀刀具通過旋轉機構固定于支撐架，升降機構可通過支撐架的頂部向滾刀刀具施加法向力。

上述的磨損測試機，巖樣器用于設置巖樣，滾刀刀具可作用于巖樣，旋轉機構帶動滾刀刀具相對于巖樣旋轉，并由升降機構向滾刀刀具提供作用力，實現實際滾刀刀具以恒定推力作用于巖樣的模擬，并可實現多破巖過程的模擬，有利于進行多滾刀破巖過程磨損影響的研究。

如上所述的一種小型滾刀磨損測試機，所述支撐架的一側設置制泡機，制泡機設置管路，管路的出口端朝向巖樣器設置的巖樣設置，制泡機可向巖樣表面噴射泡沫，用于驗證在注射泡沫的條件下滾刀刀具的磨損率。

如上所述的一種小型滾刀磨損測試機，所述旋轉機構固定于支撐架，旋轉機構的轉動軸穿過支撐架與刀具架連接，刀具架設置所述的滾刀刀具。

如上所述的一種小型滾刀磨損測試機，所述刀具架包括與所述轉動軸連接的連軸，連軸底端設置支撐板，支撐板相對于連軸的一側可設置多個安裝部，實現多個滾刀刀具安裝，且滾刀刀具相對于刀具架的位置可調，進行不同滾刀刀具位置和不同滾刀刀具數量對巖石破巖過程的模擬。