[发明专利]盾构及TBM滚刀试验台

说明书

技术领域

本发明涉及滚刀试验台，特别是涉及一种盾构及TBM滚刀试验台。

背景技术

滚刀是盾构（盾构隧道掘进机）或TBM（Tunnel Boring Machine，隧道掘进机）上切削破碎岩石的主要刀具，其破岩机理为跃进时冲击压碎岩石以及压下后剪切碾碎破岩。在不同的地质条件和不同的工作参数下掘进时，滚刀的磨损失效情况各不相同。由于刀具的失效，在掘进过程中需要更换刀具，但更换刀具不仅工作量大而且存在危险，所以有必要对滚刀，特别是多把滚刀组合切割破碎岩土时刀具的载荷特性及岩土的破碎效果进行分析，以便对滚刀的结构及工作参数进行相应改进，延长滚刀的使用寿命。

需要指出的是盾构和TBM均指隧道掘进机，一般来说盾构是指适用于软岩的隧道掘进机，TBM是指适用于硬岩的隧道掘进机。

目前，国内外已有的滚刀试验台，基本采用单把滚刀直线切割系统；也有的滚刀试验台可以安装多把滚刀，模拟盾构及TBM滚刀的回转运动。但是在实际作业中，滚刀根据需要可能存在垂直作业或水平作业的状况，目前的滚刀试验台均模拟的是垂直状态下滚刀的运动情况，无法对水平状态下滚刀的切削特性进行研究。

因此，如何设计出一种滚刀试验台，能够模拟盾构及TBM滚刀在不同工作状态下切削岩土的状况，从而研究滚刀的破岩效率和磨损机理，以提高滚刀的使用寿命，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构及TBM滚刀试验台，该滚刀试验台能够模拟不同工作状态下滚刀切削岩土的状况，从而研究滚刀的破岩效率和磨损机理，进而延长滚刀的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种盾构及TBM滚刀试验台，包括试验台主机和对称布置的支座，所述试验台主机与所述支座转动连接，转动角度至少为90°，以便所述试验台主机能够在垂直状态和水平状态之间转换。

优选地，所述试验台主机包括动力传动装置和与所述动力传动装置连接的刀盘；所述动力传动装置固装在移动支架上，所述移动支架插装在固定支架内，且能够沿所述固定支架的轴向移动，所述固定支架与所述支座转动连接。

优选地，所述动力传动装置包括驱动马达和设于驱动箱内的齿轮和主轴承；所述驱动马达通过减速机与所述齿轮传动连接，所述齿轮与所述主轴承啮合，所述刀盘与所述主轴承固定连接；所述驱动箱与所述移动支架的内壁固定连接。

优选地，所述主轴承为三排滚柱轴承。

优选地，所述刀盘上设有具有滑槽的刀梁，安装滚刀的刀箱与所述刀梁的滑槽滑动配合，所述刀箱和所述刀梁之间设有可拆卸的定位件。

优选地，所述滚刀为双刃滚刀和单刃滚刀，所述双刃滚刀设置在所述刀盘的中心，所述单刃滚刀设置在所述双刃滚刀的周围。

优选地，所述移动支架上设有导向键，所述固定支架上设有与所述导向键配合的键槽。

优选地，所述固定支架通过销轴支撑在所述支座上，所述固定支架和所述支座之间设有翻转油缸。

优选地，所述移动支架通过推动油缸与所述固定支架移动连接。

优选地，所述试验台主机的下方设有皮带机，以便所述试验台主机处于水平状态时清理岩石渣。

相对上述背景技术，本发明所提供的盾构及TBM滚刀试验台包括试验台主机和对称布置的支座，所述试验台主机与所述支座转动连接，转动角度至少为90°，以便所述试验台主机能够在垂直状态和水平状态之间转换。由于试验台主机与所述支座转动连接，且至少可以转动90°，所以试验台主机能够在垂直状态或水平状态下模拟滚刀的实际运动情况，从而对不同工作状态下滚刀的切削特性进行研究，并在此基础上对滚刀进行改进，以便延长滚刀的使用寿命。

在一种优选的实施方式中，本发明所提供的盾构及TBM滚刀试验台通过动力传动装置驱动刀盘旋转，从而带动安装在刀盘上的多把滚刀做回转运动，与盾构及TBM刀盘上滚刀破岩的实际工况接近，为研究滚刀的破岩效率和磨损机理提供依据。

在另一种优选的实施方式中，本发明所提供的盾构及TBM滚刀试验台的刀箱能够沿刀盘的刀梁滑动，即可以实现滚刀刀间距的调整，为研究不同刀间距对滚刀破岩性能的影响提供依据。

附图说明

图1为本发明所提供盾构及TBM滚刀试验台垂直状态时的结构示意图；

图2为图1中H部位的局部放大图；

图3为本发明所提供盾构及TBM滚刀试验台水平状态时的结构示意图；

图4为本发明所提供盾构及TBM滚刀试验台切削装置的结构示意图；

图5为图4所示切削装置的A-A向示意图；