CN109057814A - 一种盘形滚刀测力结构 - Google Patents

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洪开荣
陈馈
杨延栋
孙振川
李凤远
刘俊成
周建军
张兵
贺飞
赵海雷
宋法亮
马亮
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China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
China State Railway Group Co Ltd
State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology
China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology
China Railway Corp
China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/11—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators

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Abstract

一种盘形滚刀测力结构，包括刀盘（10）、刀座（7）、盘形滚刀（4）、荷重传感器（6），通过滚刀刀轴（5）与荷重传感器（6）的接触面，传递给荷重传感器（6），滚刀刀轴（5）两端荷重传感器（6）读数之和即为单把滚刀破岩的垂直力。本发明的盘形滚刀测力结构通过两个荷重传感器（6）可以测量单把滚刀破岩的垂直力，简单稳定，安装拆卸方便。

Description

一种盘形滚刀测力结构
技术领域
本发明涉及隧道掘进设备技术领域，具体涉及一种盘形滚刀测力结构。
背景技术
全断面隧道掘进机（TBM）是隧道开挖的先进工程装备，盘形滚刀是全断面隧道掘进机开挖岩石地层的重要工具。然而，全断面岩石掘进机工作时刀盘上的多把滚刀同时受力，多把滚刀在整个刀盘上受力的分布情况不明，单把滚刀的受力情况不明，严重制约了滚刀的正常使用和全断面隧道掘进机的载荷控制。现有全断面隧道掘进机仅能获取整个刀盘的受力，无法获取刀盘上每把滚刀的受力。因此，需要对单把滚刀的受力状况进行采样分析以获得准确的滚刀破岩参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于岩石掘进机结构简单、安装方便且稳定耐用的单把盘形滚刀测力结构。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种盘形滚刀测力结构，包括荷重传感器、刀座、盘形滚刀、滚刀刀轴、锁紧压块、紧固螺栓、限位顶丝、刀盘。
所述盘形滚刀通过滚刀刀轴安装固定，刀座通过刀盘紧固螺栓安装固定在刀盘内，所述的刀座两侧对称开有可用于荷重传感器安装的凹槽，两个荷重传感器分别安装固定在刀座两侧板凹槽内，使荷重传感器的一个受力面与滚刀刀座接触；滚刀刀轴与两个荷重传感器的另一面接触，在荷重传感器上部设置有锁紧压块，设置紧固螺栓穿过所述的锁紧压块将荷重传感器固定在所述刀座两侧的凹槽内，由于测力过程中的振动会使得荷重传感器松动，因此当测力结束后可以通过紧固螺栓紧固荷重传感器，同时也可以压紧滚刀刀轴。在刀座底部通过刀座紧固螺栓穿过操作底部用于紧固荷重传感器的下部。刀座的凹槽上部为凸台，在凸台两端装有两端定位顶丝，锁紧压块安装到位后，拧紧两端定位顶丝，限制锁紧压块前后位移，进而约束住滚刀刀轴的前后移动。
本发明的一种盘形滚刀测力结构的测力方法如下：
盘形滚刀转动并向前推进，开始切割岩石，盘形滚刀所受的破岩阻力通过刀刃传递到滚刀刀轴上，然后通过滚刀刀轴与荷重传感器的接触面，传递给荷重传感器，滚刀刀轴两端荷重传感器读数之和即为单把滚刀破岩的垂直力。滚刀刀座整体通过紧固螺栓固定在刀盘上，为传感器的另一受力面提供反力。
本发明技术效果：
本发明技术方案利用滚刀刀轴两端荷重传感器的重量读数测量出单把滚刀破岩的垂直力，结构简单，安装和拆卸方便，测力稳定。
附图说明
图1是本发明一种盘形滚刀测力结构示意图；
图2是刀座三维模型示意图。
1定位顶丝，2锁紧压块紧固螺栓，3 锁紧压块，4 盘形滚刀，5 滚刀刀轴，6 荷重传感器，7 刀座，8刀盘紧固螺栓，9刀座紧固螺栓，10刀盘，11 凹槽，12 凸台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
如图1所示，所述盘形滚刀（4）通过滚刀刀轴（5）安装固定，刀座（7）通过刀盘紧固螺栓（8）安装固定在刀盘（10）内，所述的刀座（7）两侧对称开有可用于荷重传感器（6）安装的凹槽（11），两个荷重传感器（6）分别通过安装固定在刀座（7）两侧凹槽（11）内，使荷重传感器（6）的一个受力面与滚刀刀座（7）接触；滚刀刀轴（5）与两个荷重传感器（6）的另一面接触，在荷重传感器（6）上部设置有锁紧压块（3），设置锁紧压块紧固螺栓（2）穿过所述的锁紧压块（3）将荷重传感器（6）固定在所述刀座（7）两侧的凹槽（11）内，由于测力过程中的振动会使得荷重传感器（6）松动，因此当测力结束后可以通过锁紧压块紧固螺栓（2）紧固荷重传感器（6），同时也可以压紧滚刀刀轴（5）。在刀座（7）底部通过刀座紧固螺栓（9）穿过操作底部用于紧固荷重传感器（6）的下部。刀座（7）的凹槽（11）上部为凸台（12），在凸台(12)两端装有两端定位顶丝（1），锁紧压块（3）安装到位后，拧紧两端定位顶丝（1），限制锁紧压块（3）前后位移，进而约束住滚刀刀轴（5）的前后移动。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种盘形滚刀测力结构，包括刀盘（10）、刀座（7）、盘形滚刀（4）、荷重传感器（6），其特征在于，盘形滚刀（4）通过滚刀刀轴（5）安装固定，刀座（7）通过刀盘紧固螺栓（8）安装固定在刀盘（10）内，所述的刀座（7）两侧对称开有可用于荷重传感器（6）安装的凹槽（11），两个荷重传感器（6）分别通过安装固定在刀座（7）两侧凹槽（11）内，在荷重传感器（6）上部设置有锁紧压块（3），设置锁紧压块紧固螺栓（2）穿过所述的锁紧压块（3）将荷重传感器（6）固定在所述刀座（7）两侧的凹槽（11）内。
2.如权利要求1所述的一种盘形滚刀测力结构，其特征在于，在刀座（7）底部通过刀座紧固螺栓（9）穿过刀座（7）底部用于紧固荷重传感器（6）的下部。
3.如权利要求1所述的一种盘形滚刀测力结构，其特征在于，刀座（7）的凹槽（11）上部为凸台（12），在凸台(12)两端装有两端定位顶丝（1）。
4.如权利要求1所述的一种盘形滚刀测力结构，其特征在于，荷重传感器（6）的一个受力面与滚刀刀座（7）接触；滚刀刀轴（5）与两个荷重传感器（6）的另一面接触。
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