[實用新型]雙模式臥式TBM盤形滾刀磨損試驗裝置

有效

• 申請號: 202022793320.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN213875322U
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 莊肅坤;宋克志;張佳樂;黃騰;董傳真;江源;駱俊浩;孫亭帥;張家銘;劉廣磊;陳澤乾;龔文豪;韓鈺浩;趙杰;蘇華;王開霖
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 姜宏藝

本實用新型涉及一種雙模式臥式TBM盤形滾刀磨損試驗裝置，包括回轉巖盤結構、直線巖盤結構、刀盤及刀盤驅動系統以及數據采集與分析系統組成；回轉試驗可通過液壓油缸推動巖盤前進，刀盤回轉達到破巖目的，回轉試驗中刀盤可安裝五把破巖盤形滾刀；在直線破巖試驗中，直線巖盤在側向液壓油缸的往返作用和后方液壓油缸的推動下，刀盤固定不動，直線巖盤做往返運動達到破巖效果破巖；通過試驗中采集的圖像、掘進參數等，開展盤形滾刀破巖貫入度、最優刀間距等試驗研究，并且能夠實現不同掘進參數、不同巖石材料等因素對盤形滾刀磨損的影響研究，以指導TBM掘進換刀或盤形滾刀配置優化。

技術領域

本實用新型涉及地下巖土與地下工程試驗技術領域，具體地講是一種雙模式臥式TBM盤形滾刀磨損試驗裝置，是一種TBM（全斷面巖石掘進機）盤形滾刀磨損試驗平臺。

背景技術

全斷面巖石掘進機具有開挖速度快、自動化程度高、安全環保和施工經濟等特點，在交通、水利、城建等行業應用廣泛，由于全斷面巖石掘進機研發較晚，在施工數據和技術等方面的積累不足，并且實際施工中TBM盤形滾刀的工作狀態只能借助施工參數以及盤形滾刀磨損預警系統感知，無法直觀觀察，因此對盤形滾刀的監測量控無法做到精細化。

盤形滾刀易損壞的特點對整個施工造成極大影響。據統計，全斷面巖石掘進機在工作中更換盤形滾刀的花費約占整個隧道工程總花費的20%-25%，在部分工程中甚至超過30%，大大增加了施工成本；此外，盤形滾刀更換檢查的時間占掘進總時間的10%-30%，嚴重影響掘進效率，而更換盤形滾刀的主要原因是盤形滾刀磨損。盤形滾刀的磨損分為正常磨損和非正常磨損，在實際工作中正常磨損損壞的盤形滾刀約占80%-90%，因此研究盤形滾刀正常磨損不僅對于節省施工成本、加快施工進度具有重要意義，更有望為全斷面巖石掘進領域帶來新的突破。

有關巖機作用、破巖的試驗裝置，國內外已有研制，可用于破巖機理研究、TBM機型選擇、盤形滾刀布置研究、最優貫入度研究等，其試驗結果可靠，在掘進機的研制、改進方面有重要作用，并且對于實際施工也有指導作用；但已有的試驗臺功能單一，大多為僅能進行直線切割破巖或者回轉切割破巖的單一功能試驗臺，多為縮尺比例研制，并且采用豎向結構，對實際工況的模擬度較低，無法真實反映全斷面巖石掘進機滾刀破巖的實際施工情況。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種雙模式臥式TBM盤形滾刀磨損試驗裝置。

本實用新型提供的技術方案是：雙模式臥式TBM盤形滾刀磨損試驗裝置，其特殊之處在于，由回轉巖盤結構、直線巖盤結構、刀盤及刀盤驅動系統以及數據采集與分析系統組成；

所述回轉巖盤結構包括前支撐架，前支撐架有兩組，前支撐架上固定連接行進液壓油缸的后端；行進液壓油缸為四個，行進液壓油缸上設推力傳感器；所述的行進液壓油缸的活塞桿與巖盤固定連接，巖盤后方設位移傳感器，巖盤通過滑塊安裝在行進導軌上，巖盤在行進液壓油缸提供的推力作用下通過滑塊沿底部在行進導軌上行進，向刀盤移動，刀盤上安裝五把破巖盤形滾刀；

在回轉巖盤破巖試驗中通過行進液壓油缸推動巖盤前進，刀盤回轉達到破巖；

所述的直線巖盤結構，包括支撐架，支撐架與直線液壓油缸后端相接，直線液壓油缸的活塞桿與直線巖盤相接，直線巖盤沿直線巖盤行進導軌做垂直于刀盤的直線運動，直線巖盤行進導軌安裝在巖盤內，在巖盤內部設聲波發射器；

在直線巖盤破巖試驗中，直線巖盤在直線液壓油缸的推動下，刀盤固定不動，直線巖盤做往返運動達到破巖；