CN111157391B - 一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，包括底座、刀具加载装置和岩箱，所述刀具加载装置与岩箱相对设置，所述刀具加载装置与所述底座活动连接，所述岩箱设置在底座上，所述底座上固设有右支板，所述岩箱设置在所述右支板靠近刀具加载装置的一侧，所述岩箱与所述右支板转动连接。本发明夹持的岩石块的被切削岩样面与真实工况下的掌子面相同，使得被切削的岩渣可在重力作用下掉落，避免了现有技术中采用立式结构的破岩试验台会产生岩渣干扰滚刀的破岩情况；本发明可分别使刀具和岩箱相对做直线运动和圆周运动，分别用于探究不同形式下的刀具的破岩及磨损机理，弥补了单一模式的缺失。

Description

一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体属于一种直线多旋转多运动模式的缩比滚刀试验台。

背景技术

盾构/TBM在地下空间工程项目中得到了广泛应用，其具有安全、快速、高效、对环境破坏小、不受气候影响等特点。盾构/TBM设备的需求也逐年升高。滚刀和切刀是盾构/TBM破岩的主要工具，属于易损易消耗的部件，其耗损和寿命直接影响着掘进的质量、效率和成本。

现有的对刀具破岩机理的试验研究主要是基于搭建的试验台，其中主要是以全尺寸刀具的试验为主，如科罗拉多矿业大学、中南大学、天津大学(杨帆.TBM盘形滚刀破岩试验装置的研制[D].天津大学,2017.)等的试验台，其设备尺寸大、载荷大、操作复杂、试验效率低、刀具检测分析不便，现有的试验台大多只能模拟刀具和岩样间的直线、圆周运动中的一种，类型单一。现有的试验台主要是立式结构，破碎后的岩渣堆积在压痕处，无法排出，影响实验数据。

湘潭大学的试验台虽为卧式结构，但其(公开号：CN 209416682U)结构复杂，特别是岩样部分，活动部件过多，会导致试验时振动较大。同时岩样尺寸较设备尺寸的占比较小(在岩样周围设置了传动装置会造成岩样的面积较小)，单块岩样试验时获得的数据有限，它仍无法同时安装多把刀具，研究多刀间的耦合作用，另外在真实工况下。

缩比刀具的试验台也有研制，如盾构及掘进技术国家重点实验室的磨蚀试验台(韩伟锋,陈馈,李凤远,张兵.滚刀复合磨蚀实验台研制[J].建筑机械化,2015,36(12):53-56.)，但它主要针对线性磨蚀试验，功能单一。

综上所述，上述刀具破岩试验台虽然可以模拟滚刀的直线切割破岩、开展刀具磨损实验等，但无法同时做到待切削岩体表面与真实掌子面平行、自动掉渣、施加回转切割试验等，且模拟盾构机真实工况的卧式直线破岩试验台尚不多见。

发明内容

针对现有技术中缺乏模拟盾构机真实工况的卧式直线破岩试验台的问题，本发明提供一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，其目的在于：提出一种模拟盾构机真实工况的卧式结构、采用便于试验和分析的多把缩比刀具、且能实现刀具岩石间直线圆周两种运动形式的一种试验台。

本发明采用的技术方案如下：

一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，包括底座、刀具加载装置和岩箱，所述刀具加载装置与岩箱相对设置，所述刀具加载装置与所述底座活动连接，所述岩箱设置在底座上，所述底座上固设有右支板，所述岩箱设置在所述右支板靠近刀具加载装置的一侧，所述岩箱与所述右支板转动连接。

在上述方案中，刀具加载装置与底座活动连接，岩箱设置在底座上，刀具加载装置可以通过滑动的方式实现刀具的三个方向的调节，从而调节缩比刀具与岩箱的相对位置，即而实现模拟滚刀的直线切割运动，在底座上设置右支板，岩箱与右支板转动连接，可以实现岩箱的转动，从而实现模拟滚刀的圆周运动，本发明避免了现有技术中通过调节岩箱的位置才能实现滚刀和岩箱相对位置改变的这一情况，避免了调节岩样时需要使用过多的能量和使用更复杂的传动系统；本发明通过调节刀具加载装置相对于岩样的位置，实现刀具与岩箱的相对位置改变，这一调节方式相对于现有技术更接近真实的工况，使得本发明最终测得的数据更具有真实性；本发明夹持的岩石块的被切削岩样面与真实工况下的掌子面相同(与横向掘进方式相互垂直)，使得被切削的岩渣可在重力作用下掉落，避免了现有技术中采用立式结构的破岩试验台会产生岩渣干扰滚刀的破岩情况；本发明可分别使刀具和岩箱相对做直线运动(线切割试验)和圆周运动(回转切割试验)，分别用于探究不同形式下的刀具的破岩及磨损机理，弥补了单一模式的缺失；本发明避免了现有技术中通过调节岩样的位置才能实现滚刀和岩箱相对位置改变的这一情况，从而使得岩箱周围的传动系统较少，即而可以设置较大的岩箱，故可以设置多把缩比刀具用于研究多刀间的耦合作用，避免了现有技术中在岩箱周围设置复杂的传动系统，使得岩箱的较小，没有足够的岩石用于多把刀具的切割。

优选的，所述岩箱与所述右支板之间设置有旋转平台和回转支承，所述旋转平台的一侧与所述岩箱连接，所述回转支承设置在所述旋转平台和右支板之间，所述回转支承的一侧与所述旋转平台连接，另一侧与所述右支板固定连接，所述回转支承包括外圈和内圈，所述回转支承的内圈设置有齿圈，所述右支板上固设有齿轮轴，所述齿轮轴与所述齿圈配合，所述齿轮轴远离齿圈的一侧连接有减速电机，所述齿轮轴与所述减速电机之间设置法兰盘，所述齿轮轴的一端穿过法兰盘与所述减速电机连接，所述法兰盘的一侧固定在所述右支板上，所述减速电机固设在所述底座上。

采用该优选的方案，减速电机通过电机支座固定在底座上，回转支承和法兰盘通过螺栓和右支板连接，岩箱安装在回转平台上，回转平台通过螺栓安装在回转支承上，回转支承与减速电机间通过齿轮轴传动，齿轮轴固定于法兰盘的轴承中，减速电机可以带动齿轮轴使回转支承及安装在回转支承上的回转平台、岩箱转动，从而使刀具和岩样相对做圆周运动，从而模拟回转切割试验。

优选的，所述底座上设置有左支板，所述左支板的一侧与所述右支板设置有岩箱的一侧相对设置，所述左支板和右支板之间通过数个导柱连接，所述刀具加载装置设置在所述导柱上，所述导柱的一端固设在左支板的一侧，另一端穿过刀具加载装置与所述右支板连接，所述刀具加载装置与所述导柱之间的连接为活动连接，所述刀具加载装置与所述左支板之间设置液压伸缩装置。采用该优选的方案，在左支板和右支板之间设置数个导柱，导柱穿过刀具装置，刀具加载装置可以在导杆上相对滑动，导杆做导向作用，使用液压伸缩装置可以推动刀具加载装置在导杆上滑动，从而实现刀具加载装置与底座之间的活动连接，故通过液压伸缩装置可以调节刀具和岩箱的横向相对位置。

优选的，所述液压伸缩装置包括伺服液压缸和伸缩杆，所述伺服液压缸固设在左支板上，所述伸缩杆的一端与所述伺服液压缸连接，另一端与所述刀具加载装置通过球铰连接。采用该优选的方案，伺服液压缸的伸缩杆末端通过球铰与移动板上的耳板相连，可使移动板在承受编载力时不会影响到伺服液压缸，使得设备的可靠性更好。

优选的，所述左支板与所述底座之间设置有左支撑板，所述右支板与所述底座之间设置有右支撑板。采用该优选的方案，设置左支撑板和右支撑板分别支撑左支板和右支板，用于增加本发明的结构稳定性。

优选的，所述刀具加载装置包括移动板、刀具调节平台和第一导轨，所述移动板与所述底座活动连接，所述移动板和右支板相对设置，所述刀具调节平台设置在所述移动板靠近右支板的一侧，所述刀具调节平台与所述移动板之间通过两个第一导轨连接，所述刀具调节平台靠近右支板的一侧设置有所述缩比刀具，所述刀具调节平台与所述移动板之间设置有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆与所述刀具调节平台之间通过螺母座连接，所述滚珠丝杆的两端与所述移动板之间通过轴承座连接，所述滚珠丝杆的一端连接有伺服电机，所述滚珠丝杆与所述伺服电机之间通过联轴器连接。采用该优选的方案，刀具调节平台与移动板之间通过第一导轨连接，刀具调节平台就可以在移动板上相对滑动，设置滚珠丝杆用于刀具调节平台在移动板上的滑动，滚珠丝杆可以实现刀具调节平台在竖直方向上的精确调节，故通过第一导轨和刀具调节平台可以调节刀具和岩箱的竖向相对位置。

优选的，所述刀具调节平台上设置有数个均匀分布的T型槽，所述相邻的T型槽之间设置有滑轨，所述滑轨上设置有数个刀具固定座，所述刀具固定座与T型槽之间通过T型螺栓连接，所述刀具固定座上设置有所述缩比刀具。采用该优选的方案，在刀具调节平台上设置数个均匀分布的T型槽，相邻的T型槽之间具有滑轨，刀具固定座设置在滑轨上，刀具固定座的两边与T型槽通过T型螺栓连接,T型螺栓的头部位于T型槽中，其具有螺纹的一端依次穿过T型槽、刀具固定座与螺帽连接，从而使得刀具固定座不能在滑轨上滑动，拧松T型螺栓的螺帽，可以使刀具固定座可以在滑轨上滑动，缩比刀具设置在刀具固定座上，故可以通过T型槽、T型螺栓、滑轨和刀具固定调节缩比刀具和岩箱的纵向相对位置，也可以调节缩比刀具与其他缩比刀具之间的相对位置，探究刀间距对刀具破岩效率等性能的影响。

优选的，所述第一导轨的一侧设置有限位开关和计数器。采用该优选的方案，第一导轨的一侧设置限位开关可以在竖向直线运动的行程内任意调节刀具的运动区间，并使用计数器记录刀具运动的次数，提高岩样的利用率。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明的刀具加载装置与底座活动连接，岩箱设置在底座上，刀具加载装置可以通过滑动的方式实现刀具的三个方向的调节，从而调节缩比刀具与岩箱的相对位置，即而实现模拟滚刀的直线切割运动，在底座上设置右支板，岩箱与右支板转动连接，可以实现岩箱的转动，从而实现模拟滚刀的圆周运动，本发明避免了现有技术中通过调节岩箱的位置才能实现滚刀和岩箱相对位置改变的这一情况，避免了调节岩样时需要使用过多的能量和使用更复杂的传动系统；本发明通过调节刀具加载装置相对于岩样的位置，实现刀具与岩箱的相对位置改变，这一调节方式相对于现有技术更接近真实的工况，使得本发明最终测得的数据更具有真实性；本发明夹持的岩石块的被切削岩样面与真实工况下的掌子面相同(与横向掘进方式相互垂直)，使得被切削的岩渣可在重力作用下掉落，避免了现有技术中采用立式结构的破岩试验台会产生岩渣干扰滚刀的破岩情况；本发明可分别使刀具和岩箱相对做直线运动(线切割试验)和圆周运动(回转切割试验)，分别用于探究不同形式下的刀具的破岩及磨损机理，弥补了单一模式的缺失；本发明避免了现有技术中通过调节岩样的位置才能实现滚刀和岩箱相对位置改变的这一情况，从而使得岩箱周围的传动系统较少，即而可以设置较大的岩箱，故可以设置多把缩比刀具用于研究多刀间的耦合作用，避免了现有技术中在岩箱周围设置复杂的传动系统，使得岩箱的较小，没有足够的岩箱用于多把刀具的切割。

2.减速电机通过电机支座固定在底座上，回转支承和法兰盘通过螺栓和右支板连接，岩箱安装在回转平台上，回转平台通过螺栓安装在回转支承上，回转支承与减速电机间通过齿轮轴传动，齿轮轴固定于法兰盘的轴承中，减速电机可以带动齿轮轴使回转支承及安装在回转支承上的回转平台、岩箱转动，从而使刀具和岩样相对做圆周运动，从而模拟回转切割试验。

3.在左支板和右支板之间设置数个导柱，导柱穿过刀具装置，刀具加载装置可以在导杆上相对滑动，导杆做导向作用，使用液压伸缩装置可以推动刀具加载装置在导杆上滑动，从而实现刀具加载装置与底座之间的活动连接，故通过液压伸缩装置可以调节刀具和岩箱的横向相对位置。

4.伺服液压缸的伸缩杆末端通过球铰与移动板上的耳板相连，可使移动板在承受编载力时不会影响到伺服液压缸，使得设备的可靠性更好；刀具调节平台与移动板之间通过第一导轨连接，刀具调节平台就可以在移动板上相对滑动，设置滚珠丝杆用于刀具调节平台在移动板上的滑动，滚珠丝杆可以实现刀具调节平台在竖直方向上的精确调节，故通过第一导轨和刀具调节平台可以调节刀具和岩箱的竖向相对位置。

5.在刀具调节平台上设置数个均匀分布的T型槽，相邻的T型槽之间具有滑轨，刀具固定座设置在滑轨上，刀具固定座的两边与T型槽通过T型螺栓连接,T型螺栓的头部位于T型槽中，其具有螺纹的一端依次穿过T型槽、刀具固定座与螺帽连接，从而使得刀具固定座不能在滑轨上滑动，拧松T型螺栓的螺帽，可以使刀具固定座可以在滑轨上滑动，缩比刀具设置在刀具固定座上，故可以通过T型槽、T型螺栓、滑轨和刀具固定调节缩比刀具和岩箱的纵向相对位置，也可以调节缩比刀具与其他缩比刀具之间的相对位置，探究刀间距对刀具破岩效率等性能的影响。

6.设置左支撑板和右支撑板分别支撑左支板和右支板，用于增加本发明的结构稳定性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是：本发明的一种具体实施方式的示意图。

图2是：本发明的底座的一种具体实施方式的示意图。

图3是：本发明的液压伸缩装置的一种具体实施方式的示意图。

图4是：本发明的刀具加载装置的一种具体实施方式的示意图。

图5是：本发明的岩箱的一种具体实施方式的示意图。

图6是：图5的一种具体实施方式的爆炸示意图。

图7是：本发明的刀具调节平台的一种具体实施方式的示意图。

附图标记：1-底座；2-刀具加载装置；3-岩箱；4-右支板；5-旋转平台；6-回转支承；7-齿圈；8-齿轮轴；9-法兰盘；10-减速电机；11-左支板；12-导柱；13-伺服液压缸；14-伸缩杆；15-球铰；16-移动板；17-刀具调节平台；18-第一导轨；19-刀具；20-滚珠丝杆；21-轴承座；22-伺服电机；23-联轴器；24-T型槽；25-左支撑板；26-右支撑板。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1-7对本发明作详细说明。

一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，包括底座1、刀具加载装置2和岩箱3，所述刀具加载装置2与岩箱3相对设置，所述刀具加载装置2与所述底座1活动连接，所述岩箱3设置在底座1上，所述底座1上固设有右支板4，所述岩箱3设置在所述右支板4靠近刀具加载装置2的一侧，所述岩箱3与所述右支板4转动连接，所述刀具加载装置上设置有数个缩比刀具19。

在上述方案中，如图1所示，在底座1上焊接右支板4，右支板4的一侧设置有岩箱3，岩箱3中装有岩样，右支板4与岩箱3之间的连接为转动连接，即岩箱3可以绕右支板4转动，岩箱3的相对一侧设置刀具加载装置2，刀具加载装置2上设置有缩比刀具19，刀具加载装置2用于缩比刀具19的横向、竖向和纵向三个方向的调节，刀具加载装置2与底座1之间活动连接，该活动连接用于调节缩比刀具19和岩箱3(岩样)的相对位置，即刀具加载装置2可以实现缩比刀具19的三个方向位置调节，可以模拟滚刀(刀具)在岩样上的直线切割运动，岩箱3(岩样)与右支板4转动连接，可以模拟滚刀(刀具)在岩样上的圆周切割运动，即回转实验；另外缩比刀具19为圆盘滚刀其安装方式与现有技术相同，滚刀(刀具)的自转原理也属于现有技术这里不在具体阐述，本发明可以在刀具加载装置2安装多把刀具用于探究不同刀具之间的耦合作用，因为本发明的岩箱3(岩样)只具有转动连接，没有其他的运动结构，故可以将岩箱3设计的稍大些，这样就可以安装多把刀具用于切割岩样，综合考虑选择本发明的缩比刀具19与真实刀具的比例为1：5。

以下实施例都是在上述方案的基础上优选得到的。

在另一实施例中,所述岩箱3与所述右支板4之间设置有旋转平台5和回转支承6，所述旋转平台的一侧5与所述岩箱3连接，所述回转支承6设置在所述旋转平台5和右支板4之间，所述回转支承6的一侧与所述旋转平台5连接，另一侧与所述右支板4固定连接，所述回转支承6包括外圈和内圈，所述回转支承6的内圈设置有齿圈7，所述右支板4上固设有齿轮轴8，所述齿轮轴8与所述齿圈7配合，所述齿轮轴8远离齿圈7的一侧连接有减速电机9，所述齿轮轴8与所述减速电机9之间设置法兰盘9，所述齿轮轴8的一端穿过法兰盘9与所述减速电机10连接，所述法兰盘9的一侧固定在所述右支板4上，所述减速电机10固设在所述底座1上。

采用该优选的方案，可以实现岩箱3与右支板4之间的转动连接，如图1、图5、图6所示，回转支承6包括外圈和内圈，内圈为齿圈7，回转支承6的外圈与右支板4通过螺栓连接，外圈的表面上设置有数个通孔，右支板4上也具有通孔，这样就可以通过外圈将回转支承6安装在右支板4上，右支板4安装回转支承6的一侧设置有凹陷部，该凹陷部和回转支承6配合，回转支承6就可以装在该凹陷部，右支板4上与回转支承6的外圈配合的通孔是设置在凹陷部的表面上的，回转支承6的内圈表面也设置有通孔，该通孔用于和回转支承和旋转平台5之间的螺栓连接，岩箱3与回转平台之间的连接通过卡槽和销定位，回转平台上设置有螺孔，用于岩箱3与回转平台之间的固定；右支板4的凹陷部上设置有用于安装齿轮轴8的圆柱凸起，齿轮轴8可以从右支板4远离回转支承6的一侧穿过，穿出该圆柱凸起，齿轮轴8上的齿轮刚好与回转支承6的外圈配合，齿轮轴8的轴未穿出右支板4，该轴的端部连接有法兰盘9，通过法兰盘9可以连接减速电机10，这样可以使减速电机10转动，从而依次带动法兰盘9、齿轮轴8、回转支承6的齿圈7、回转平台和岩箱3转动，从而实现本发明的回转切割试验。

在另一实施例中，所述底座1上设置有左支板11，所述左支板11的一侧与所述右支板4设置有岩箱3的一侧相对设置，所述左支板11和右支板4之间通过数个导柱12连接，所述刀具加载装置2设置在所述导柱12上，所述导柱12的一端固设在左支板11的一侧，另一端穿过刀具加载装置2与所述右支板4连接，所述刀具加载装置2与所述导柱12之间的连接为活动连接，所述刀具加载装置2与所述左支板11之间设置液压伸缩装置。

所述液压伸缩装置包括伺服液压缸13和伸缩杆14，所述伺服液压缸13固设在左支板11上，所述伸缩杆14的一端与所述伺服液压缸13连接，另一端与所述刀具加载装置2通过球铰15连接。

所述左支板11与所述底座之间设置有左支撑板25，所述右支板4与所述底座1之间设置有右支撑板26。

采用该优选的方案，可以使刀具加载装置2在底座1上横向直线移动，从而实现刀具加载装置2与岩箱3的横向线切割试验，如图1、图2所示，在底座1上固设左支板11，左支板11和右支板4相对设置，刀具加载装置2设置在左支板11和右支板4之间，刀具加载专制和底座1之间没有接触，导柱12的一端固定在左支板11上，另一端穿过刀具加载装置2与右支板4固定连接，刀具加载装置2与导柱12之间为活动连接，这样使得刀具加载装置2可以在导柱12进行滑动，刀具加载装置2的另一侧连接伺服液压缸13，刀具加载装置2与伺服液压缸13之间通过球铰15连接，刀具加载装置2上设置有与该球铰15配合的耳板，球绞固定在伸缩杆14的一端，伸缩杆14的另一端连接伺服液压缸13，伺服液压缸13固定在左支板11上，这样就可以通过伺服液压缸13的作用，使得伸缩杆14伸长，从而可以在导柱12上滑动或推动刀具加载装置2了，这样就可以调节刀具的横向直线运动，从而实现滚刀(刀具)与岩箱3(岩样)的横向切割试验；在底座1和左支板11之间设置左支撑板25用于支撑左支板11，同理也在右支板4和底座1之间设置右支撑板26用于支撑右支板4；

在另一实施例中，所述刀具加载装置2包括移动板16、刀具调节平台17和第一导轨18，所述移动板16与所述底座1活动连接，所述移动板16和右支板4相对设置，所述刀具调节平台17设置在所述移动板16靠近右支板4的一侧，所述刀具调节平台17与所述移动板16之间通过两个第一导轨18连接，所述刀具调节平台17靠近右支板4的一侧设置有所述缩比刀具19，所述刀具调节平台17与所述移动板16之间设置有滚珠丝杆20，所述滚珠丝杆20与所述刀具调节平台17之间通过螺母座连接，所述滚珠丝杆20的两端与所述移动板16之间通过轴承座21连接，所述滚珠丝杆20的一端连接有伺服电机22，所述滚珠丝杆20与所述伺服电机22之间通过联轴器23连接。

所述刀具调节平台17上设置有数个均匀分布的T型槽24，所述相邻的T型槽24之间设置有滑轨，所述滑轨上设置有数个刀具固定座，所述刀具固定座与T型槽之间通过T型螺栓27连接，所述刀具固定座上设置有所述缩比刀具19。

所述第一导轨18的一侧设置有限位开关和计数器。

采用该优选的方案，可以实现缩比刀具19的竖向运动和纵向运动，从而实现刀具与岩箱的竖向线切割试验和纵向线切割试验；如图4所示，可以实现刀具的竖向移动，移动板16与底座1活动连接，移动板16相对右支板4的一侧设置刀具调节平台17，刀具调节平台17与移动板16之间通过两个第一导轨18连接，第一导轨18固设移动板16上，刀具调节平台17安装在第一导轨18上实现滑动连接，两个第一导轨18之间设置有滚珠丝杆20，滚珠丝杆20用于刀具调节平台17在第一导轨18上的滑动，滚珠丝杆20通过两个轴承座21安装在移动板16上，两个轴承座21分别设置在滚珠丝杆20的两端部，滚珠丝杆20和刀具调节平台17之间通过螺母座连接，滚珠丝杆20的一端设置伺服电机22，伺服电机22与滚珠丝杆20的连接需要通过联轴器23来实现，这样就可以通过伺服电机22的作用，使得刀具调节平台17沿第一导轨18做竖向直线运动，刀具调节平台17上设置有缩比刀具19，如此实现刀具与岩样的竖向线切割试验；在第一导轨18的一侧设置限位开关，限位开关是一种常用的小电流主令电器，它可以使刀具调节平台17按一定的位置或行程自动停住、反向运动或自动往返运动等，计数器可以记录刀具的运动次数；

如图7所示，可以实现缩比刀具19的纵向运动，刀具调节平台17上设置有数个均匀分布的T型槽24，T型槽24的宽度和T型螺栓27的头部配合，T型螺栓27的头部可以在T型槽24里面任意滑动，T型螺栓27依次穿过T型槽、刀具固定座与螺帽连接；缩比刀具19固定在刀具固定座上，刀具固定座上具有通孔，T型螺栓27头部位于T型槽内，其具有螺纹的一端依次穿过T型槽24、刀具固定座上的通孔与螺帽连接，当需要滑动缩比刀具19时，需要将T型螺栓27的螺帽拧松，当需要固定缩比刀具19的位置时，拧紧T型螺栓27的螺帽，靠T型螺栓27拧紧后与T型槽24之间的摩擦力使刀具固定座保持不动。

本发明在使用时，需要在刀具上连接三向力传感器用于测量刀具所受到的轴向力、切向力和摩擦力，除了三向力传感器以外本发明还设置了其他的测试装置如工况机、数据采集卡、压力流量速度传感器、高速摄像机等对切削岩样的过程进行测试，这些测试装置以及测试系统为现有技术，这里不再阐述。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，包括底座(1)、刀具加载装置(2)和岩箱(3)，所述刀具加载装置(2)与岩箱(3)相对设置，其特征在于：所述刀具加载装置(2)与所述底座(1)活动连接，所述岩箱(3)设置在底座(1)上，所述底座(1)上固设有右支板(4)，所述岩箱(3)设置在所述右支板(4)靠近刀具加载装置(2)的一侧，所述岩箱(3)与所述右支板(4)转动连接，所述刀具加载装置上设置有数个缩比刀具(19)，所述刀具加载装置(2)包括移动板(16)、刀具调节平台(17)和第一导轨(18)，所述移动板(16)与所述底座(1)活动连接，所述移动板(16)和右支板(4)相对设置，所述刀具调节平台(17)设置在所述移动板(16)靠近右支板(4)的一侧，所述刀具调节平台(17)与所述移动板(16)之间通过两个第一导轨(18)连接，所述刀具调节平台(17)靠近右支板(4)的一侧设置有所述缩比刀具(19)，所述刀具调节平台(17)与所述移动板(16)之间设置有滚珠丝杆(20)，所述滚珠丝杆(20)与所述刀具调节平台(17)之间通过螺母座连接，所述滚珠丝杆(20)的两端与所述移动板(16)之间通过轴承座(21)连接，所述滚珠丝杆(20)的一端连接有伺服电机(22)，所述滚珠丝杆(20)与所述伺服电机(22)之间通过联轴器(23)连接，所述刀具调节平台(17)上设置有数个均匀分布的T型槽(24)，所述T型槽(24)之间设置有滑轨，所述滑轨上设置有数个刀具固定座，所述刀具固定座与T型槽之间通过T型螺栓(27)连接，所述刀具固定座上设置有所述缩比刀具(19)，所述岩箱(3)与所述右支板(4)之间设置有旋转平台(5)和回转支承(6)，所述旋转平台(5) 的一侧与所述岩箱(3)连接，所述回转支承(6)设置在所述旋转平台(5)和右支板(4)之间，所述回转支承(6)的一侧与所述旋转平台(5)连接，另一侧与所述右支板(4)固定连接，所述回转支承(6)包括外圈和内圈，所述回转支承(6)的内圈设置有齿圈(7)，所述右支板(4)上固设有齿轮轴(8)，所述齿轮轴(8)与所述齿圈(7)配合，所述齿轮轴(8)远离齿圈(7)的一侧连接有减速电机(10)，所述齿轮轴(8)与所述减速电机(10)之间设置法兰盘(9)，所述齿轮轴(8)的一端穿过法兰盘(9)与所述减速电机(10)连接，所述法兰盘(9)的一侧固定在所述右支板(4)上，所述减速电机(10)固设在所述底座(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，其特征在于：所述底座(1)上设置有左支板(11)，所述左支板(11)的一侧与所述右支板(4)设置有岩箱(3)的一侧相对设置，所述左支板(11)和右支板(4)之间通过数个导柱(12)连接，所述刀具加载装置(2)设置在所述导柱(12)上，所述导柱(12)的一端固设在左支板(11)的一侧，另一端穿过刀具加载装置(2)与所述右支板(4)连接，所述刀具加载装置(2)与所述导柱(12)之间的连接为活动连接，所述刀具加载装置(2)与所述左支板(11)之间设置液压伸缩装置。

3.根据权利要求2所述的一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，其特征在于：所述液压伸缩装置包括伺服液压缸(13)和伸缩杆(14)，所述伺服液压缸(13)固设在左支板(11)上，所述伸缩杆(14)的一端与所述伺服液压缸(13)连接，另一端与所述刀具加载装置(2)通过球铰(15)连接。

4.根据权利要求2所述的一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，其特征在于：所述左支板(11)与所述底座之间设置有左支撑板(25)，所述右支板(4)与所述底座(1)之间设置有右支撑板(26)。

5.根据权利要求1所述的一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，其特征在于：所述第一导轨(18)的一侧设置有限位开关和计数器。

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