CN106197993A - 盾构机铰接机构密封性能试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机铰接机构密封性能试验装置及试验方法。该试验装置包括固定在安装架上的外筒和同轴套设在外筒内部的铰接密封环，铰接密封环的后端为用于套设待测弹性密封圈的台阶部，中部为用于套设待测气囊密封圈的环形凹槽；外筒内部被第一挡板和第二挡板隔离成密封腔，且设置用于使铰接密封环不会轴向移动的传力架，以及带动铰接密封环摆动的液压油缸。通过向密封腔中灌注带压介质，并对外筒和铰接密封环之间的间隙注入润滑脂，模拟真实的工况，测试弹性密封圈和气囊密封圈的密封性能，试验测得的结果反馈到新设备的研发中，在新设备上采取性能最优的密封方案，增强设备的可靠性，降低设备施工风险，降低维修成本。

Description

盾构机铰接机构密封性能试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及盾构机的前盾、中盾、尾盾之间铰接机构的密封技术领域，特别涉及一种盾构机铰接机构密封性能试验装置及试验方法。

背景技术

盾构机是一种进行隧洞施工的大型工程机械，在挖掘隧洞过程中，有时会遇到需要转弯的情形，盾构机必须能够通过转弯区域。因此，盾构机通常包括前盾、中盾、尾盾等几个部分，前盾、中盾和尾盾之间通过铰接机构连接，在转弯时，前盾和中盾或中盾和尾盾之间会呈一定角度，来满足盾构机的转弯需求。

在挖掘隧道时，盾构机的内部与外部存在压力差，铰接位置也必需承受一定的压力，铰接密封外部压力可以达到300兆帕以上，铰接密封的作用是保证盾构机外部泥水或渣土在这么大压力下不通过铰接机构渗透到盾构机内部而影响施工。

目前，工程中通常在铰接处设置密封圈，通过密封圈贴近盾壳，从而防止外界泥水或渣土进入盾构机的内部。以下四个因素会影响密封圈的密封性能和寿命，一是弹性密封圈和气囊密封圈的结构形式不同会导致其可靠性、工况适应性、工艺性等不同；二是盾构机的内部与外部之间的压力差、弹性密封圈和气囊密封圈与盾体的润滑效果等会影响密封性能；三是在盾构机掘进过程中，前盾、中盾和尾盾之间的铰接角度不断变化，会导致安装密封圈的环形空间不断发生变化，密封圈的密封性能和寿命面临考验；四是隧洞内在铰接处的压力会影响铰接机构的密封性能和密封圈的寿命，以及铰接机构是否能够承受外部的压力都需要进行试验。当前，还没有一种能够对盾构机铰接机构的密封性能进行试验的装置。

基于上述原因，有必要提供一种盾构机铰接机构密封性能试验装置及试验方法，采用该试验装置和该试验方法进行试验，模拟隧道掘进真实的工况参数来测试盾构机铰接机构的密封性能，判断铰接机构密封的可靠性，然后应用到真实的施工环境中，降低施工风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种盾构机铰接机构密封性能试验装置，该试验装置能够模拟盾构机铰接机构的工况条件，且该试验装置可以对盾构机铰接机构中的弹性密封圈和气囊密封圈的密封性能进行测试。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种盾构机铰接机构密封性能试验方法。

针对本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置来说，采用的一个技术方案是：提供一种盾构机铰接机构密封性能试验装置，该试验装置包括：安装架和固定在该安装架上的外筒，该外筒内部的后端设置支撑横梁；同轴套设在该外筒内部的前端的铰接密封环，该铰接密封环的后端的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测弹性密封圈的台阶部，该铰接密封环的中部的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测气囊密封圈的环形凹槽，在该环形凹槽的底面开设径向的气嘴孔，用于容纳该待测气囊密封圈的气嘴，该台阶部与该环形凹槽之间设置有隔环；设置在该外筒前端的端面上的第一挡板，以及设置在该铰接密封环前端的端面上的第二挡板，该第一挡板和第二挡板在该外筒内部隔离成密封腔；该第一挡板上设置用于注入带压介质的灌注孔；传力架，该传力架的后端固定在该支撑横梁上，该传力架的前端与该第二挡板的中心铰接；液压油缸，该液压油缸的缸筒的后座铰接在该支撑横梁上，该液压油缸的活塞杆的前端铰接在该第二挡板上，该液压油缸用于带动该第二挡板和该铰接密封环在该外筒的内部摆动。

在本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置的另一个实施例中，该铰接密封环的后端设置用于调节设置在该台阶部的弹性密封圈沿径向膨胀程度的调整组件，该调整组件包括与该弹性密封圈的后端相接触的档条、固定在该铰接密封环的后端的压块，以及设置在该压块上用于推动该档条轴向移动的调节螺钉。

在本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置的另一个实施例中，在该铰接密封环的隔环处的周壁上设置沿径向贯通的至少一个第一安装通孔；在该铰接密封环的周壁上靠近该环形凹槽的前端设置沿径向贯通的至少一个第二安装通孔。

在本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置的另一个实施例中，在该传力架和该第二挡板之间设置角度传感器支架，该角度传感器支架上设置用于测量该第二挡板摆动角度的角度传感器。

在本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置的另一个实施例中，该第一挡板上设置安装接口，该安装接口用于连接检测仪表、检测传感器和/或安全阀，该检测仪表包括压力表、温度表，该检测传感器包括压力传感器、温度传感器，在该外筒的前端位于该密封腔的底部的筒壁上设置排放接口。

在本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置的另一个实施例中，该支撑横梁沿径向水平设置在该外筒内部的后端，该液压油缸为两个，且沿该外筒的轴线水平对称设置。

在本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置的另一个实施例中，该试验装置还包括储压罐，该储压罐中存储液体带压介质，该储压罐通过管道和该第一挡板上的灌注孔与该密封腔连通，该管道上设置阀门。

本发明还提供了一种盾构机铰接机构密封性能试验方法，包括如下步骤：

第一步，安装待测弹性密封圈和/或待测气囊密封圈；

第二步，在该第一挡板上的安装接口分别安装检测仪表、检测传感器和/或安全阀，并封堵未使用的安装接口；

第三步，在该第一安装通孔和/或第二安装通孔处连接传感器和/或用于注入润滑脂的油嘴；

第四步，封堵该排放接口，该储压罐通过该管道连接该第一挡板上的灌注孔向该密封腔中填充带压介质；

第五步，该液压油缸带动该第二挡板摆动开始进行试验，并记录试验结果；

第六步，完成试验，通过该排放接口排放该密封腔中的带压介质，拆卸该弹性密封圈和/或气囊密封圈。

在本发明一种盾构机铰接机构密封性能试验方法的另一个实施例中，该第一步中安装的待测弹性密封圈包括鞍型弹性密封圈、百叶型弹性密封圈、Y型弹性密封圈或指型弹性密封圈。

在本发明一种盾构机铰接机构密封性能试验方法的另一个实施例中，该第一步中安装的待测弹性密封圈是鞍型弹性密封圈；该第二步中在该第一挡板上的安装接口分别安装压力传感器、温度传感器和安全阀；该第三步中该第一安装通孔分别连接第一油嘴、压力传感器和温度传感器，由该第一油嘴向该间隙中安装鞍型弹性密封圈处注入润滑脂；该第五步中记录的试验结果包括：记录带压介质是否渗过该弹性密封圈；通过该角度传感器测量该第二挡板的摆动角度值，并记录该第二挡板的摆动次数；通过该第一挡板上安装的压力传感器记录该密封腔内的液体带压介质的压力值；通过该第一挡板上的温度传感器记录该密封腔内液体带压介质的温度值；通过该第一安装通孔安装的压力传感器记录该间隙中鞍型弹性密封圈处润滑脂的压力值；通过该第一安装通孔安装的温度传感器记录该间隙中鞍型弹性密封圈处润滑脂的温度值。

在本申请中，“后端”是指与液压油缸后缩一端相同的一端，“前端”指与液压油缸前伸一端相同的一端。

通过上述方案，本发明的有益效果是：本发明提供的盾构机铰接机构密封性能试验装置包括，安装架和固定在安装架上的外筒，外筒内部的后端设置支撑横梁；还包括同轴套设在外筒内部的前端的铰接密封环，铰接密封环的外壁与外筒的内壁之间形成间隙，该间隙构成铰接密封环相对外筒的转弯空间；铰接密封环的后端的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测弹性密封圈的台阶部，铰接密封环的中部的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测气囊密封圈的环形凹槽，台阶部与环形凹槽之间设置有隔环；设置在外筒前端的端面上的第一挡板，以及设置在铰接密封环前端的端面上的第二挡板，第一挡板和第二挡板在外筒内部隔离成密封腔；第一挡板上设置用于注入带压介质的灌注孔；传力架，该传力架的后端固定在所述支撑横梁上，传力架的前端与第一挡板的中心铰接；液压油缸，该液压油缸的缸筒的后座铰接在支撑横梁上，液压油缸的活塞杆的前端铰接在第二挡板上，液压油缸用于带动第二挡板和铰接密封环在外筒的内部摆动。

通过向密封腔中灌注液体带压介质，模拟盾构机铰接机构的工况，在铰接密封环处安装不同的弹性密封圈，来测试弹性密封圈的密封性能和使用寿命等，也可测试气囊密封圈圈在紧急情况下(比如弹性密封圈失效)的密封效果，还可以测试在润滑脂不同压力下时，弹性密封圈的压力承载能力；由液压油缸带动第二挡板和铰接密封环摆动，模拟真实工况下盾构机的铰接处转弯，观察弹性密封圈的压力承载能力和磨损情况。

总之，通过改变试验条件来进行不同的测试，并通过一系列的传感器等仪器监测工况条件，测试铰接机构的不同类型的弹性密封圈和气囊密封圈在不同工况下的密封性能，试验测得的数据应用到新设备的研发上，在新设备上采取性能最优的密封方案，使设备运行更稳定安全，降低设备施工风险。

附图说明

图1是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例1的纵剖视图；

图2是图1中的A部放大图；

图3是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例2的纵剖视图；

图4是图3中的B部放大图；

图5是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例2的横剖视图；

图6是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例2中储压罐及第一挡板上各安装接口的结构示意图；

图7是本发明盾构机铰接机构密封性能试验方法中采用的待测弹性密封圈的横截面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的各实施例进行详细说明。

实施例1

请一并参阅图1和图2，图1是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例1的纵剖视图，图2是图1中的A部放大图。

本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置包括：外筒1和安装架2，外筒1固定在安装架2上，外筒1内部的后端设置支撑横梁3；还包括铰接密封环4，铰接密封环4同轴套设在外筒1内部的前端，铰接密封环4的外壁与外筒1的内壁之间形成间隙5，该间隙5构成铰接密封环4相对外筒1的转弯空间。铰接密封环4的前端是锥形，该锥形前端由前向后的截面的直径逐渐扩大，所以间隙5的前端为楔形，这样可以在一定程度上阻止外界的泥水、渣土等进入间隙5中。

铰接密封环4的后端的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测弹性密封圈的台阶部401，铰接密封环4的中部的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测气囊密封圈的环形凹槽402(如图2所示)，在环形凹槽402的底面开设径向的气嘴孔403，用于容纳待测气囊密封圈的气嘴406，当弹性密封圈的密封性能下降时，通过气嘴406向气囊密封圈405内充气达到临时密封的作用，台阶部401与环形凹槽402之间设置有隔环404，如此在铰接密封环的外壁面上形成两道密封，即一道是由在台阶部401套设的弹性密封圈形成的密封，另一道是由在环形凹槽402套设的气囊密封圈形成的密封。

在外筒1前端的端面上设置第一挡板6，第一挡板6通过螺栓601连接在外筒1上，并在第一挡板6与外筒1之间的接触面之间设置O型圈防漏，在铰接密封环4前端的端面上设置第二挡板7，第二挡板7与铰接密封环4前端的端面的连接方式与第一挡板6与外筒1的连接方式相同，不再赘述。第一挡板6和第二挡板7在外筒1内部隔离成密封腔8，第一挡板6上设置用于注入带压介质的灌注孔，实验时，密封腔8中填充带压介质以模拟盾构机铰接机构的真实工况。密封腔8中填充的带压介质可为水、泥、砂、混凝土、玻璃水、泡沫、空气、膨润土或其中几种的混合物等。在外筒1内壁上设置有灯泡102，用于打开观察试验时，所述铰接密封环处是否泄漏带压介质。

传力架9的后端固定在支撑横梁3上，传力架9的前端与第二挡板7的中心铰接，传力架9是用来使铰接密封环4在外筒1内部不产生轴向移动，在第二挡板的后端的端面上设置第一销轴支座901，第一销轴支座901和传力架9的前端通过销轴902铰接。

设置用于连接支撑横梁3和第二挡板7的液压油缸10，在支撑横梁3上固定设置第二销轴支座1001，液压油缸10的缸筒的后座通过销轴铰接在支撑横梁3的第二销轴支座1001上，液压油缸10的活塞杆的前端优选铰接在远离第二挡板7的圆心的位置，液压油缸10的伸缩来带动第二挡板7和铰接密封环4在外筒1的内部摆动，这样模拟盾构机前盾相对于中盾或中盾相对于尾盾转弯。

实施例2

请一并参阅图3至图6，图3是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例2的纵剖视图，图4是图3中的B部放大图，图5是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例2的横剖视图，图6是本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置实施例2中储压罐及第一挡板上各接口结构示意图。

实施例2是对实施例1的进一步改进，实施例2中，铰接密封环4的后端设置用于调节设置在台阶部401的待测弹性密封圈沿径向膨胀的程度的调整组件(如图4所示)，调整组件包括与待测弹性密封圈的后端相接触的档条11、固定在铰接密封环的后端的压块12，以及设置在压块12上用于推动档条轴向移动的调节螺钉13，压块12是圆环状，在该压块12的周向均布多个调节螺钉13，以使得在调整时，待测弹性密封圈在调节螺钉13的挤压下沿径向均匀膨胀。

在传力架9和第二挡板7之间设置角度传感器支架14，角度传感器支架14上设置用于测量第二挡板7摆动角度的角度传感器1401，第二挡板7摆动角度即盾构机转弯的角度，该角度的大小和频率会影响弹性密封圈的寿命，所以有必要测试第二挡板7摆动的角度。

安装辅助指针与量角尺或测量外筒1与铰接密封环4之间的间隙进行推算等方法也可测量第二挡板7摆动的角度值。

在铰接密封环4的隔环404处的周壁上设置沿径向贯通的多个个第一安装通孔407(如图4所示)，第一安装通孔407分别用于连接第一油嘴、压力传感器和温度传感器。其中，第一油嘴在周向均匀布设多个，便于润滑脂充分填充到间隙5中待测弹性密封圈的前端，从而使待测弹性密封圈处于充分润滑的工作环境中；对间隙中待测弹性密封圈的前端的润滑脂加压，一方面可阻止密封腔处带压介质的进入，另一方面使润滑脂充分填充到间隙5中；由于铰接密封环4在第二挡板的带动下左右摆动会使待测弹性密封圈处于不断摩擦的状态下，所以待测弹性密封圈前端的润滑脂的温度会变化，通过温度传感器测量润滑脂的温度值，从而监测铰接密封环4的摆动对弹性密封圈磨损情况的影响。

在铰接密封环4的周壁上靠近环形凹槽402的前端设置沿径向贯通的多个第二安装通孔408，第二安装通孔408分别用于连接第二油嘴，压力传感器和温度传感器，其中，第二油嘴在周向均匀布设多个，便于润滑脂充分填充到间隙5中待测气囊密封圈的前端。

如图6所示，第一挡板上设置安装接口，这些安装接口包括用于连接检测仪表的第一安装接口602、用于连接检测传感器的第二安装接口603、用于连接安全阀的第三安装接口604以及两个备用安装接口605。其中，检测仪表为压力表或温度表，检测传感器为压力传感器或温度传感器，通过压力表或压力传感器检测密封腔中填充的带压介质的压力的大小，通过温度表或温度传感器检测密封腔中填充的带压介质的温度的大小，设置的备用安装接口605是为了防止其他安装接口堵塞而不能使用或者用于连接溢流阀等阀体。

在外筒1的前端位于密封腔8的底端的筒壁上设置用于排放带压介质的排放接口101，方便试验结束后排放密封腔8中的带压介质。

本试验通常在密封腔8中填充液体带压介质，比如，泥水、水、玻璃水等，一是因为液体带压介质更接近真实工况，二是因为液体带压介质的危险系数小，同时，通过温度表或温度传感器监测密封腔中液体带压介质的温度，当试验过程中液体带压介质由于温度升高而膨胀，则设置的安全阀用于防止密封腔中压力过大而产生危险。

实施例2中，该试验装置还包括储压罐15，储压罐15中存储带压泥水，储压罐15的内腔下部为泥水，上部充满压缩空气，储压罐15通过管道1501和第一挡板6上的灌注孔606与密封腔8连通，管道1501上设置阀门1502，当由压力表或压力传感器监测到密封腔中的压力达到试验预定值后，关闭阀门1502。在外筒1前端的顶部和第一挡板6上还设置有备用灌注孔607，可同时通过备用灌注孔607向密封腔内填充泥水。

支撑横梁3沿径向水平设置在外筒1内部的后端，液压油缸10为两个，且沿外筒1的轴线水平对称设置(如图5所示)，由两个液压油缸10共同控制第二挡板7的摆动角度。

通过本发明盾构机铰接机构密封性能试验装置进行试验的方法包括以下步骤：

第一步，安装待测弹性密封圈和/或待测气囊密封圈；

第二步，在第一挡板上的安装接口分别安装检测仪表、检测传感器和/或安全阀，并封堵未使用的安装接口

第三步，在所述第一安装通孔和/或第二安装通孔处连接传感器和/或用于注入润滑脂的油嘴。若仅试验弹性密封圈的密封性能和磨损情况，则由所述第一安装通孔处连接传感器和/或用于注入润滑脂的油嘴；若仅试验气囊密封圈(气囊密封圈在紧急情况下才使用，比如弹性密封圈损坏时)的密封性能，则由所述第二安装通孔处连接传感器和/或用于注入润滑脂的油嘴；若试验弹性密封圈和气囊密封圈组合的密封性能，则同时由第一安装通孔和第二安装通孔处连接传感器和/或用于注入润滑脂的油嘴。

第四步，封堵排放接口，储压罐通过管道连接第一挡板上的灌注孔向密封腔中填充带压介质，这样进行模拟盾构机铰接处在隧道内受到的压力。

第五步，液压油缸带动第二挡板摆动开始进行试验，并记录试验结果，第二挡板的摆动相当于盾构机的转弯。

第六步，完成试验，通过排放接口排放密封腔中的带压介质，拆卸弹性密封圈和/或气囊密封圈。

上述试验方法步骤一中安装的待测弹性密封圈包括：鞍型弹性密封圈、百叶型弹性密封圈、Y型弹性密封圈或指型弹性密封圈。

为了测试在铰接密封环不断摆动时鞍型弹性密封圈的密封性能以及磨损情况，进行试验的方法如下：

该第一步中安装的待测弹性密封圈是鞍型弹性密封圈；

该第二步中在该第一挡板上的安装接口分别安装压力传感器、温度传感器和安全阀；

该第三步中该第一安装通孔分别连接第一油嘴、压力传感器和温度传感器，由该第一油嘴向该间隙中安装鞍型弹性密封圈前端注入润滑脂；

该第五步中记录的试验结果包括：通过该角度传感器测量该第二挡板的摆动角度值，并记录该第二挡板的摆动次数；通过该第一挡板上安装的压力传感器记录该密封腔内的液体带压介质的压力值；通过该第一挡板上的温度传感器记录该密封腔内液体带压介质的温度值；通过该第一安装通孔安装的压力传感器记录该间隙中鞍型弹性密封圈处润滑脂的压力值；通过该第一安装通孔安装的温度传感器记录该间隙中鞍型弹性密封圈处润滑脂的温度值。

对于气囊密封圈的试验，可以仅在铰接密封环处设置气囊密封圈，而铰接密封环的台阶部不设置弹性密封圈，此时，不需液压油缸带动铰接密封环摆动，对气囊密封圈充气观察其静态时的密封性。

基于以上实施例，本发明提供的盾构机铰接机构密封性能试验装置包括：外筒和安装架，外筒固定在安装架上，外筒内部的后端设置支撑横梁；还包括同轴套设在外筒内部的前端的铰接密封环，铰接密封环的外壁与外筒的内壁之间形成间隙，该间隙构成铰接密封环相对外筒的转弯空间；铰接密封环的后端的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测弹性密封圈的台阶部，铰接密封环的中部的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测气囊密封圈的环形凹槽，台阶部与环形凹槽之间设置有隔环；设置在外筒前端的端面上的第一挡板，以及设置在铰接密封环前端的端面上的第二挡板，第一挡板和第二挡板在外筒内部隔离成密封腔；第一挡板上设置用于注入带压介质的灌注孔；传力架，该传力架的后端固定在所述支撑横梁上，传力架的前端与第一挡板的中心铰接；液压油缸，该液压油缸的缸筒的后座铰接在支撑横梁上，液压油缸的活塞杆的前端铰接在第二挡板上，液压油缸用于带动第二挡板和铰接密封环在外筒的内部摆动。

通过向密封腔中灌注带压介质，模拟盾构机铰接机构的工况，在铰接密封环处安装不同的弹性密封圈，来测试弹性密封圈的密封性能和使用寿命等，也可测试气囊密封圈在紧急情况下(比如弹性密封圈失效)的密封效果，还可以测试间隙中注入的润滑脂在不同压力下时，弹性密封圈的压力承载能力；由液压油缸带动第二挡板和铰接密封环摆动，模拟真实工况下盾构机的铰接处转弯，观察弹性密封圈的压力承载能力和磨损情况。

总之，通过改变试验条件来进行不同的测试，并通过一系列的传感器等仪器监测工况条件，该试验装置测试铰接机构安装的不同类型的弹性密封圈在不同工况下的密封性能，试验测得的数据应用到新设备的研发中，在新研发的设备上采取性能最优的密封方案，降低设备施工风险，降低维修成本，使盾构机的曲线掘进、管片拼装、混凝土浇筑等一系列施工过程更加稳定，隧道施工时施工人员的安全更有保障。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种盾构机铰接机构密封性能试验装置，其特征在于，包括：

安装架和固定在所述安装架上的外筒，所述外筒内部的后端设置支撑横梁；

同轴套设在所述外筒内部的前端的铰接密封环，所述铰接密封环的后端的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测弹性密封圈的台阶部，所述铰接密封环的中部的外周壁沿径向向内缩小形成用于套设待测气囊密封圈的环形凹槽，在所述环形凹槽的底面开设径向的气嘴孔，用于容纳所述待测气囊密封圈的气嘴，所述台阶部与所述环形凹槽之间设置有隔环；

设置在所述外筒前端的端面上的第一挡板，以及设置在所述铰接密封环前端的端面上的第二挡板，所述第一挡板和第二挡板在所述外筒内部隔离成密封腔；所述第一挡板上设置用于注入带压介质的灌注孔；

传力架，所述传力架的后端固定在所述支撑横梁上，所述传力架的前端与所述第二挡板的中心铰接；

液压油缸，所述液压油缸的缸筒的后座铰接在所述支撑横梁上，所述液压油缸的活塞杆的前端铰接在所述第二挡板上，所述液压油缸用于带动所述第二挡板和所述铰接密封环在所述外筒的内部摆动。

2.根据权利要求1所述的盾构机铰接机构密封性能试验装置，其特征在于，所述铰接密封环的后端设置用于调节设置在所述台阶部的弹性密封圈沿径向膨胀程度的调整组件，所述调整组件包括与所述弹性密封圈的后端相接触的档条、固定在所述铰接密封环的后端的压块，以及设置在所述压块上用于推动所述档条轴向移动的调节螺钉。

3.根据权利要求2所述的盾构机铰接机构密封性能试验装置，其特征在于，在所述铰接密封环的隔环处的周壁上设置沿径向贯通的至少一个第一安装通孔；在所述铰接密封环的周壁上靠近所述环形凹槽的前端设置沿径向贯通的至少一个第二安装通孔。

4.根据权利要求3所述的盾构机铰接机构密封性能试验装置，其特征在于，在所述传力架和所述第二挡板之间设置角度传感器支架，所述角度传感器支架上设置用于测量所述第二挡板摆动角度的角度传感器。

5.根据权利要求4所述的盾构机铰接机构密封性能试验装置，其特征在于，所述第一挡板上设置安装接口，所述安装接口用于连接检测仪表、检测传感器和/或安全阀，所述检测仪表包括压力表、温度表，所述检测传感器包括压力传感器、温度传感器，在所述外筒的前端位于所述密封腔的底部的筒壁上设置排放接口。

6.根据权利要求5所述的盾构机铰接机构密封性能试验装置，其特征在于，所述支撑横梁沿径向水平设置在所述外筒内部的后端，所述液压油缸为两个，且沿所述外筒的轴线水平对称设置。

7.根据权利要求6所述的盾构机铰接机构密封性能试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括储压罐，所述储压罐中存储液体带压介质，所述储压罐通过管道和所述第一挡板上的灌注孔与所述密封腔连通，所述管道上设置阀门。

8.一种盾构机铰接机构密封性能试验方法，通过权利要求7所述的盾构机铰接机构密封性能试验装置进行试验，其特征在于，所述方法包括：

第一步，安装待测弹性密封圈和/或待测气囊密封圈；

第二步，在所述第一挡板上的安装接口分别安装检测仪表、检测传感器和/或安全阀，并封堵未使用的安装接口；

第三步，在所述第一安装通孔和/或第二安装通孔处连接传感器和/或用于注入润滑脂的油嘴；

第四步，封堵所述排放接口，所述储压罐通过所述管道连接所述第一挡板上的灌注孔向所述密封腔中填充带压介质；

第五步，所述液压油缸带动所述第二挡板摆动开始进行试验，并记录试验结果；

第六步，完成试验，通过所述排放接口排放所述密封腔中的带压介质，拆卸所述弹性密封圈和/或气囊密封圈。

9.根据权利要求8所述的盾构机铰接机构密封性能试验方法，其特征在于，第一步中安装的待测弹性密封圈包括鞍型弹性密封圈、百叶型弹性密封圈、Y型弹性密封圈或指型弹性密封圈。

10.根据权利要求9所述的盾构机铰接机构密封性能试验方法，其特征在于：

所述第一步中安装的待测弹性密封圈是鞍型弹性密封圈；

所述第二步中在所述第一挡板上的安装接口分别安装压力传感器、温度传感器和安全阀；

所述第三步中所述第一安装通孔分别连接第一油嘴、压力传感器和温度传感器，由所述第一油嘴向所述间隙中安装鞍型弹性密封圈处注入润滑脂；

所述第五步中记录的试验结果包括：记录带压介质是否渗过所述弹性密封圈；通过所述角度传感器测量所述第二挡板的摆动角度值，并记录所述第二挡板的摆动次数；通过所述第一挡板上安装的压力传感器记录所述密封腔内的液体带压介质的压力值；通过所述第一挡板上的温度传感器记录所述密封腔内液体带压介质的温度值；通过所述第一安装通孔安装的压力传感器记录所述间隙中鞍型弹性密封圈处润滑脂的压力值；通过所述第一安装通孔安装的温度传感器记录所述间隙中鞍型弹性密封圈处润滑脂的温度值。