[实用新型]一种切割岩样的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种切割岩样的试验装置。

背景技术

滚刀是盾构破碎硬岩的主要刀具，其破碎机理是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掘进参数下掘进时，刀具的受力情况和磨损失效有所不同，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。另外，工程实践表明，刀具的检查、更换与维修等作业的时间约占掘进施工总时间的三分之一，而刀具的费用约占掘进施工费用的三分之一，因此有必要采用切割试验装置对刀具的切削性能、受力状态以及破岩所需推力和扭矩的匹配关系进行研究，从而降低生产时间和生产成本。

滚刀有线性切割和回转切割两种切割方式，线性切割和回转切割的实验目的和解决问题不同，因此，现有技术中，通常采用回转切割试验装置和线性切割试验装置对刀具的性能进行研究。其中，回转切割试验装置多为小比尺模型，刀盘回转半径小，可模拟盾构不同类型刀具回转切削机理和刀盘中心滚刀的受力情况；而线性切割试验装置采用与工程实际相同尺寸的17英寸滚刀进行切割试验，实验数据更能反映真实情况，对于大回转半径的盾构，周边刀具的运动近似于线性运动，因此需用线速度较大的线性切割试验装置来模拟。但是，现有技术中的这些试验切割装置多为单一功能，单一工作模式，利用一种试验台，通常无法满足刀具破岩机理的试验需要。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种切割岩样的试验装置，其能够实现回转切割和线性切割两种工作模式。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种切割岩样的试验装置，所述架体的顶部设置有竖直液压缸，所述竖直液压缸的活塞杆朝向所述架体的底部设置，所述竖直液压缸的活塞杆上连接有用于切割岩样的刀具；所述架体的底部设置有回转切割岩样箱和线性切割岩样箱，所述回转切割岩样箱上连接有用于带动所述回转岩样箱转动的回转支承；所述线性切割岩样箱上连接有用于带动所述线性切割岩样箱的产生水平位移的水平液压缸。

进一步地，所述竖直液压缸的活塞杆的端部设置有刀座，所述刀具固定在所述刀座上。

进一步地，所述竖直液压缸的活塞杆与刀座采用球铰连接。

进一步地，所述架体在所述刀座的两侧设置有导向柱，所述刀座在所述导向柱相应的位置设置有导向套，所述导向套套设在所述导向柱上。

进一步地，所述刀座上设置有用于监测刀具的三向力传感器。

进一步地，所述回转支承的外齿圈与回转切割岩样箱连接，所述回转支承的内圈与所述架体连接。

进一步地，所述回转支承的外齿圈通过齿轮轴啮合连接驱动电机。

进一步地，所述驱动电机上还连接有转速扭矩传感器。

进一步地，所述架体的底部设置有两根滑轨，所述线性切割岩样箱的底部设置滑块，所述滑块上开设有与所述滑轨相适配的滑槽。

进一步地，所述竖直液压缸和所述水平液压缸上均连接有位移传感器。

本实用新型提供的切割岩样的试验装置结构简单紧凑，占用空间小，并且容易操作，该装置可以在回转切割和线性切割两种不同模式下进行岩石切割试验，为研究刀具破岩机理和刀具破岩所需推力和扭矩的匹配关系提供了依据。

附图说明

图1是本实用新型一种优选的切割岩样的试验装置示意图；

图2是图1所示的切割岩样的试验装置的回转切割效果图；

图3是图1所示的切割岩样的试验装置的线性切割效果图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个优选实施例进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，本实用新型提供了一种切割岩样的试验装置，包括架体1，所述架体1的顶部设置有竖直液压缸2，所述竖直液压缸2的活塞杆朝向所述架体1的底部设置，所述竖直液压缸2的活塞杆上连接有用于切割岩样的刀具3；所述架体1的底部设置有回转切割岩样箱4和线性切割岩样箱5，所述回转切割岩样箱4上连接有用于带动所述回转岩样箱4转动的回转支承；所述线性切割岩样箱5上连接有用于带动所述线性切割岩样箱5的产生水平位移的水平液压缸7。使用时，本实用可以采用双轴伸电机实现回转切割和线性切割的动力共用，所述双伸电机通过减速装置与所述回转支承连接，通过驱动液压泵站驱动所述水平液压缸7。