[實用新型]一種測定盾構刀具在越江海砂層中磨損系數的試驗裝置

有效

• 申請號: 202020222873.8
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN211904971U
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 袁大軍;吳俊;陳健;段懌欣;金大龍;李興高;王承震;許麗群;許亞樓;王旭陽;馬川
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;中鐵十四局集團有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本實用新型提供了一種測定盾構刀具在越江海砂層中磨損系數的試驗裝置。該裝置包括：試驗臺架、試驗材料箱、模型刀盤、模型刀具、轉速傳感器、扭矩傳感器、氣泵和PLC控制系統；試驗臺架由四根圓柱形立柱、上頂板、限位活動板、底板、液壓驅動馬達固定支架和底座組成，試驗材料箱內裝入模擬越江海砂層的試驗材料；模型刀具安裝在模型刀盤上，氣泵通過輸氣管連接在試驗材料箱上，對試驗材料箱進行加壓，轉速傳感器和扭矩傳感器分別通過數據線與PLC控制系統相連。本實用新型可以得到不同石英含量下刀具磨損系數平均值，通過不同石英含量的磨損系數平均值擬合出石英含量與刀具磨損系數的關系，可探究越江海砂層中石英含量對刀具磨損的影響。

技術領域

本實用新型涉及刀具檢測技術領域，尤其涉及一種測定盾構刀具在越江海砂層中磨損系數的試驗裝置。

背景技術

越江海隧道由于其獨特的不受氣候影響、通行能力穩定、抵抗戰爭破壞強以及不破壞航運等特點，日益成為城市、地區、甚至國家之間的重要連接手段和交通命脈。在越江海隧道盾構施工過程中，刀具嚴重磨損導致的開倉換刀問題難以避免，但水下開倉換刀風險極大，極大地增加了施工成本與工程風險，無法預期的開倉換刀時間以及開倉換刀帶來的風險成為了限制越江海盾構隧道發展的重要限制因素之一。作為越江海盾構隧道掘進過程中的最主要的技術難題之一，如何有效地預測刀具磨損，控制和減少刀具磨損，并人為地合理地選擇開倉換刀時機對越江海地層盾構施工至關重要。

砂層在越江海盾構穿越工程中十分常見，在砂層地層中，石英含量的多少一定程度上決定了刀具的磨損量的大小，但是目前還沒有關于石英含量與刀具磨損系數相關性的定量研究。同時，探究越江海砂層中盾構刀具的磨損系數與石英含量的關系，需要設計相應的試驗裝置及試驗方法對其進行探究。因此，為了對越江海砂層中盾構刀具的磨損進行預測，指導盾構適時的開倉換刀，保證在越江海砂層中盾構施工安全順利的進行，有必要研究一種可測定盾構刀具在越江海砂層中磨損系數的模型試驗裝置及試驗方法。

實用新型內容

本實用新型的實施例提供了一種測定盾構刀具在越江海砂層中磨損系數的試驗裝置和方法，以解決上述背景技術中的問題。

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。

一種測定盾構刀具在越江海砂層中磨損系數的試驗裝置，包括：試驗臺架、試驗材料箱、模型刀盤、模型刀具、轉速傳感器、扭矩傳感器、氣泵和PLC控制系統；

所述試驗臺架由四根圓柱形立柱、上頂板、限位活動板、底板、液壓驅動馬達固定支架和底座組成，其中，四根圓柱形立柱用于固定上頂板、限位活動板和底板；

所述試驗材料箱固定安裝在試驗臺架的底板上，箱內裝入模擬越江海砂層的試驗材料；所述模型刀具安裝在所述模型刀盤上，氣泵通過輸氣管連接在試驗材料箱上，對試驗材料箱進行加壓，所述轉速傳感器和所述扭矩傳感器分別通過數據線與PLC控制系統相連。

優選地，所述試驗臺架的立柱上端為階梯型，用于上頂板的安裝，上頂板中部留有一圓孔，為推進中心軸承的豎向運動提供空間，液壓驅動馬達固定支架焊接于限位活動板上，底板用于固定試驗材料箱。

優選地，所述模型刀盤由中心圓板、刀盤輻條、刀盤環架和可裝卸面板組成，其中，中心圓板與刀盤環架通過四根刀盤輻條焊接在一起，四根刀盤輻條成十字形布置，可裝卸面板通過螺栓與中心圓板和刀盤環架連接。

優選地，所述中心圓板背面焊接刀盤連接座，該刀盤連接座與推進中心軸承栓接，正面預留螺栓孔，在該螺栓孔上安裝刀座，模型刀具安裝于刀座上。

優選地，所述刀盤輻條兩側沿其長邊布置兩貫穿的螺栓孔，在該螺栓孔上安裝模型切刀。