CN107356383B - 一种盾构机刀具磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑机械领域，具体涉及一种盾构机刀具磨损试验机。本发明的技术方案如下：一种盾构机刀具磨损试验机，包括模拟地层装置和模拟盾构机装置，模拟地层装置包括底座、支撑架、支架一、液压缸一、万向联轴器和试验土箱，模拟盾构机装置包括台座、滑台、液压缸二、模拟盘形滚刀、模拟刀盘、套筒、轮辐支撑、主轴、支架二、电机和减速器。本发明提供的盾构机刀具磨损试验机，能够实现半软半硬地层状态下，现有盾构机刀具的磨损检查，不会耽误施工的流畅性和施工的工期，降低了施工成本。

Description

一种盾构机刀具磨损试验机

技术领域

本发明属于建筑机械领域，具体涉及一种盾构机刀具磨损试验机。

背景技术

现阶段盾构机刀具的磨损检查主要采用停机开仓检查的方法。这种检测方法的主要缺陷是:耽误施工的流畅性和施工的工期，提高了施工成本，而且开仓检查过程中危险性较大，容易产生安全隐患。

半软半硬地层的出现，使得盾构机施工工况的复杂化，导致现阶段地铁盾构掘进施工技术发展到瓶颈。如何更好的判断盾构刀具在这种软硬地层中的磨损情况，更加准确地估计刀盘上刀具的使用寿命以达到缩短施工周期、降低施工成本已成为一个新的研究方向。

发明内容

本发明提供一种盾构机刀具磨损试验机，能够实现半软半硬地层状态下，现有盾构机刀具的磨损检查，不会耽误施工的流畅性和施工的工期，降低了施工成本。

本发明的技术方案如下：

一种盾构机刀具磨损试验机，包括模拟地层装置和模拟盾构机装置，模拟地层装置包括底座、支撑架、支架一、液压缸一、万向联轴器和试验土箱，模拟盾构机装置包括台座、滑台、液压缸二、模拟盘形滚刀、模拟刀盘、套筒、轮辐支撑、主轴、支架二、电机和减速器；所述支撑架和支架一固定设置在所述底座上，液压缸一固定安装在所述支撑架和支架一上，液压缸一通过所述万向联轴器与所述试验土箱连接；所述滑台与所述台座滑动连接，所述液压缸二固定安装在所述台座内，所述液压缸二与所述滑台连接在一起并驱动所述滑台与所述台座产生相对运动；所述套筒、支架二、电机和减速器固定设置在所述滑台上，所述主轴与所述支架二转动连接，所述模拟刀盘固定安装在所述主轴端部，所述模拟刀盘与所述套筒转动连接，所述模拟盘形滚刀安装在所述模拟刀盘上，所述主轴与所述套筒之间设有所述轮辐支撑，所述电机通过所述减速器与所述主轴相连并驱动其旋转；所述模拟刀盘与所述试验土箱位置相对。

所述的盾构机刀具磨损试验机，其优选方案为，所述液压缸一数量为四个。

所述的盾构机刀具磨损试验机，其优选方案为，所述模拟刀盘的背面均匀设有滚子。

所述的盾构机刀具磨损试验机，其优选方案为，所述试验土箱由五块铁板通过螺栓一连接形成一个箱体，里面装有模拟土体。

所述的盾构机刀具磨损试验机，其优选方案为，所述底座上设有T型槽，所述试验土箱通过螺栓二固定在所述T型槽处。

所述的盾构机刀具磨损试验机，其中所述模拟盘形滚刀和模拟刀盘依据盾构机真实刀具和真实刀盘等比例缩小制做。

本发明的有益效果为：

1、套筒、主轴、减速器和电机安装在滑台上，滑台下面的台座上安装液压缸二，液压缸二推动滑台前进，由此模拟盾构机刀盘掘进运动。

2、主轴与套筒内安装一个轮辐支撑，防止主轴弯曲变形过大。

3、根据现场实际掘进时的工况，在试验土箱后面的液压缸一推动试验土箱转动一个角度，使模拟盘形滚刀受到偏载力，真实的模拟半软半硬地层滚刀的受力情况，从而在推进力，转速，扭矩，掘进长度，刀具磨损度等方面采集有效的试验数据，给予实际施工的刀具改进提供数据支持。

4、试验机工作过程中，为了防止模拟刀盘受到偏载力发生过大变形，模拟刀盘背面安装有滚子，模拟刀盘发生一定的变形之后，滚子与套筒接触，将模拟刀盘的变形限制在可接受的范围内。

5、试验土箱转动设定的角度后，试验土箱用T型槽螺栓固定住，防止试验土箱再发生偏转。

附图说明

图1为模拟地层装置结构图；

图2为模拟盾构机装置结构图；

图3为模拟刀盘后视图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种盾构机刀具磨损试验机，包括模拟地层装置和模拟盾构机装置，模拟地层装置包括底座17、支撑架1、支架一3、液压缸一2、万向联轴器4和试验土箱5，模拟盾构机装置包括台座15、滑台14、液压缸二16、模拟盘形滚刀6、模拟刀盘7、套筒8、轮辐支撑9、主轴10、支架二11、电机13和减速器12；所述模拟盘形滚刀6和模拟刀盘7依据盾构机真实刀具和真实刀盘等比例缩小制做；所述支撑架1和支架一3固定设置在所述底座17上，液压缸一2固定安装在所述支撑架1和支架一3上，四个液压缸一2通过所述万向联轴器4与所述试验土箱5连接；所述滑台14与所述台座15滑动连接，所述液压缸二16固定安装在所述台座15内，所述液压缸二16与所述滑台14连接在一起并驱动所述滑台14与所述台座15产生相对运动；所述套筒8、支架二11、电机13和减速器12固定设置在所述滑台14上，所述主轴10与所述支架二11转动连接，所述模拟刀盘7固定安装在所述主轴10端部，所述模拟刀盘7与所述套筒8转动连接，所述模拟盘形滚刀6安装在所述模拟刀盘7上，所述模拟刀盘7的背面均匀设有滚子18，所述主轴10与所述套筒8之间设有所述轮辐支撑9，所述电机13通过所述减速器12与所述主轴10相连并驱动其旋转；所述模拟刀盘7与所述试验土箱5位置相对；所述试验土箱5由五块铁板通过螺栓一连接形成一个箱体，里面装有模拟土体，方便更换；所述底座17上设有T型槽，所述试验土箱5通过螺栓二固定在所述T型槽处。

上述盾构机刀具磨损试验机工作过程如下：

a、通过四个液压缸一2推动试验土箱5转动一个角度，模拟盾构机真实刀具受到偏载力的情况；试验土箱5用T型槽螺栓二固定住，防止试验土箱5再发生偏转；

b、液压缸二16推动滑台14前进，由此模拟盾构机真实刀盘掘进运动；模拟盘形滚刀6和模拟刀盘7伸入到试验土箱5内并朝向模拟土体方向布设；

c、电机13驱动减速器12带动模拟刀盘7获得转动功率，采集推进力、转速、扭矩、掘进长度及模拟盘形滚刀6磨损度等方面的试验数据，给予实际施工的盾构机真实刀具改进提供数据支持。

Claims (5)

1.一种盾构机刀具磨损试验机，其特征在于，包括模拟地层装置和模拟盾构机装置，模拟地层装置包括底座、支撑架、支架一、液压缸一、万向联轴器和试验土箱，模拟盾构机装置包括台座、滑台、液压缸二、模拟盘形滚刀、模拟刀盘、套筒、轮辐支撑、主轴、支架二、电机和减速器；所述支撑架和支架一固定设置在所述底座上，液压缸一固定安装在所述支撑架和支架一上，液压缸一通过所述万向联轴器与所述试验土箱连接；所述滑台与所述台座滑动连接，所述液压缸二固定安装在所述台座内，所述液压缸二与所述滑台连接在一起并驱动所述滑台与所述台座产生相对运动；所述套筒、支架二、电机和减速器固定设置在所述滑台上，所述主轴与所述支架二转动连接，所述模拟刀盘固定安装在所述主轴端部，所述模拟刀盘与所述套筒转动连接，所述模拟盘形滚刀安装在所述模拟刀盘上，所述模拟刀盘的背面均匀设有滚子，所述主轴与所述套筒之间设有所述轮辐支撑，所述电机通过所述减速器与所述主轴相连并驱动其旋转；所述模拟刀盘与所述试验土箱位置相对。

2.根据权利要求1所述的盾构机刀具磨损试验机，其特征在于，所述液压缸一数量为四个。

3.根据权利要求1所述的盾构机刀具磨损试验机，其特征在于，所述试验土箱由五块铁板通过螺栓一连接形成一个箱体，里面装有模拟土体。

4.根据权利要求1所述的盾构机刀具磨损试验机，其特征在于，所述底座上设有T型槽，所述试验土箱通过螺栓二固定在所述T型槽处。

5.根据权利要求1所述的盾构机刀具磨损试验机，其特征在于，所述模拟盘形滚刀和模拟刀盘依据盾构机真实刀具和真实刀盘等比例缩小制做。