CN111442917A - 盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，包括：基座；计算机，所述计算机与所述基座平行设置，所述计算机的第一端与PLC控制器电连接，所述计算机用于进行数据的实时记录与保存；电控柜，所述电控柜固定设置在所述基座的第一桥臂上，所述电控柜与所述计算机的第二端电连接。本发明可实现不同压力环境、不同预压缩量、不同材料和结构的盾构机储存舱闸门密封件的闸门密封性能测试试验，通过试验可以得到特定服役条件下盾构机储存舱闸门密封件疲劳寿命测试结果，为盾构机换刀机器人储存舱闸门不同位置盾构机储存舱闸门密封件材料和结构的可靠性设计提供依据。

Description

盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置

技术领域

本发明涉及隧道工程设备技术领域，特别涉及一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置。

背景技术

近年来，随着地下空间工程建设的迫切需要和工程技术水平的提高，泥水盾构广泛应用于隧道施工。由于盾构长距离掘进，不可避免地刀具磨损严重和消耗量大，人工换刀耗时长，风险性高，因此需要设计换刀机器人实现自动化换刀，有效提高换刀效率和安全性。储存舱用于储存换刀机器人和刀具管理，要进行换刀作业时，需要打开储存舱闸门，让换刀机器人伸出储存舱进入刀盘进行换刀作业，换刀作业完成时，需要将换刀机器人收缩回储存舱，关闭储存舱闸门，盾构正常掘进作业。闸门作为储存舱与外界常压空间进行压力隔离的装置，由于盾构机长时间在高压有水环境下工作，必须确保闸门密封装置的寿命，密封失效将导致隧道掌子面压力失衡、地面沉降、机器人无法顺利返回储存舱等问题，因此需要设计一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封性能测试试验台开展闸门密封机理和密封系统设计能有效提高换刀机器人在高压高湿盾构机内的适应性，实现闸门可靠密封。

通过对国内外相关文献及资料的检索发现，目前国内多所高校和研究机构都对密封件的疲劳性能开展了试验研究或理论研究。武汉理工大学发明专利CN109357960A，名称为：液压往复密封件的服役疲劳性能测试方法，提出并设计了一种用于液压往复密封件的服役疲劳性能测试方法及试验装置，对液压往复密封件在实际运行过程中的疲劳失效状态进行准确预测，并且通过试验得到了液压往复密封件在特定服役条件下的疲劳寿命数据；中国科学院等离子体物理研究所发明专利CN103323185B，名称为：法兰及盘筒类真空密封件的检漏测试平台及其检测方法，提出并设计了一种法兰及盘筒类真空密封件的检漏测试平台及其检测方法，被检零件一次装夹后便可进行正、反双面检漏，并能进行耐压及疲劳测试；北京工业大学发明专利CN103939421A，名称为：一种用于液压缸的疲劳测试方法及装置，提出并设计了一种用于液压缸的疲劳测试方法及装置，该装置将液压缸活塞固定，使用电液换向阀改变液压缸活塞两侧的油液压力来模拟液压缸在负载作用下的往复运动，进而得到液压缸的疲劳寿命；东莞市万科建筑技术研究有限公司发明专利CN105486599A，名称为：一种建筑密封胶抗疲劳性测试设备，提出并设计了一种通过动力装置带动调节板往复运动，结构简单，稳定可靠，可进行多种密封胶的抗疲劳测试的设备；青岛小海智能科技有限公司发明专利CN110031210A，名称为：一种履带密封圈的疲劳性能测试装置及使用方法，提出一种结构简单、测试数据准确且操作便捷的履带密封圈的疲劳性能测试设备及使用方法，用于模拟履带密封圈在复杂工况条件下的状态，长时间实时监测密封圈所受压力及扭矩变化，从而反映履带密封圈是否可以胜任实际使用工况。

以上国内研究机构已经对液压缸往复密封件、法兰盘密封件、建筑密封胶等密封件的疲劳性能开展研究，但目前还没有针对盾构机换刀机器人储存舱闸门密封件疲劳服役性能的相关研究。

发明内容

本发明提供了一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其目的是为了解决传统装置不能实现不同压力环境、不同预压缩量、不同材料和结构的盾构机储存舱闸门密封件的闸门密封性能测试试验的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，包括：

基座；

计算机，所述计算机与所述基座平行设置，所述计算机的第一端与PLC控制器电连接，所述计算机用于进行数据的实时记录与保存；

电控柜，所述电控柜固定设置在所述基座的第一桥臂上，所述电控柜与所述计算机的第二端电连接；

第一鞍式支座，所述第一鞍式支座设置在所述基座上，所述第一鞍式支座通过螺栓与所述基座固定连接；

闸门支座，所述闸门支座设置在所述基座上，所述闸门支座与所述第一鞍式支座平行设置，所述闸门支座通过螺栓与所述基座固定连接；

第二鞍式支座，所述第二鞍式支座设置在所述基座上，所述第二鞍式支座与所述闸门支座平行设置，所述第二鞍式支座通过螺栓与所述基座固定连接。

其中，还包括：

高压水舱，所述高压水舱设置在所述第一鞍式支座上，所述高压水舱与所述第一鞍式支座焊接，所述高压水舱的第一端通过水管与水压系统连接，所述水压系统设置有水箱、高压水泵和压力表，所述水压系统用于实现所述高压水舱的注水加压过程；

第一闸门连接筒，所述第一闸门连接筒的第一端通过法兰螺栓与所述高压水舱的第二端连接；

闸门装置，所述闸门装置设置在所述闸门支座上，所述闸门装置通过螺栓与所述闸门支座固定连接，所述闸门装置的第一端与所述第一闸门连接筒的第二端连接，所述闸门装置的第一端与所述第一闸门连接筒的第二端的连接处设置有第一沟槽；

液压站，所述液压站设置在所述基座的下方，所述液压站通过油管与所述闸门装置连接；

第二闸门连接筒，所述第二闸门连接筒的第一端与所述闸门装置的第二端连接，所述第二闸门连接筒的第一端与所述闸门装置的第二端的连接处设置有第二沟槽；

常压舱，所述常压舱设置在所述第二鞍式支座上，所述常压舱与所述第二鞍式支座焊接，所述常压舱的第一端通过法兰螺栓与所述第二闸门连接筒的第二端连接。

其中，所述高压水舱包括：

水压表，所述水压表设置在所述高压水舱的第一端上，所述水压表与所述高压水舱连接，所述水压表用于实时读取所述高压水舱内的水压值；

第一排水阀，所述第一排水阀设置在所述高压水舱的底部，所述第一排水阀与所述高压水舱固定连接；

进水阀，所述进水阀设置在所述高压水舱的顶部，所述进水阀与所述高压水舱固定连接；

排气阀，所述排气阀设置在所述高压水舱的顶部，所述排气阀与所述高压水舱固定连接。

其中，所述闸门装置包括：

第一闸门油缸盖板，所述第一闸门油缸盖板设置在所述闸门支座上，所述第一闸门油缸盖板的两侧通过螺栓与所述闸门支座固定连接，所述第一闸门油缸盖板上设置有第一伸缩油缸缸体；

第一伸缩油缸活塞杆，所述第一伸缩油缸活塞杆穿设在所述第一闸门油缸盖板内；

第二闸门油缸盖板，所述第二闸门油缸盖板与所述第一闸门油缸盖板相对设置，所述第二闸门油缸盖板上设置有第二伸缩油缸缸体；

第二伸缩油缸活塞杆，所述第二伸缩油缸活塞杆穿设在所述第二闸门油缸盖板内；

第一闸板连接板，所述第一闸板连接板的第一端与所述第一伸缩油缸活塞杆的第一端连接，所述第一闸板连接板的第二端与所述第二伸缩油缸活塞杆的第一端连接；

第二闸板连接板，所述第二闸板连接板与所述第一闸板连接板相对设置，所述第二闸板连接板的第一端与所述第一伸缩油缸活塞杆的第二端连接，所述第二闸板连接板的第二端与所述第二伸缩油缸活塞杆的第二端连接；

闸门，所述闸门设置有第一闸板和第二闸板，所述第一闸板安装在第一方形安装架内，所述第一闸板的第一端通过螺栓与所述第一闸板连接板固定连接，所述第一闸板的第二端内设置有第三沟槽，所述第二闸板安装在第二方形安装架内，所述第二闸板的第一端通过螺栓与所述第二闸板连接板固定连接，所述第二闸板的第二端内设置有第四沟槽。

其中，所述常压舱包括：

气压表，所述气压表设置在所述常压舱的顶部，所述气压表与所述常压舱固定连接，所述气压表用于实时读取所述常压舱内的气压值；

玻璃板，所述玻璃板安装在所述常压舱的第二端，所述玻璃板用于实时观察所述闸门装置是否存在泄漏；

第二排水阀，所述第二排水阀设置在所述常压舱的底部，所述第二排水阀与所述常压舱固定连接，所述第二排水阀用于排出所述常压舱内的水。

其中，所述闸门装置还包括：

计数器，所述计数器设置在所述第二闸门油缸盖板上，所述计数器通过螺栓与所述第二闸门油缸盖板固定连接，所述计数器的第一端与所述计算机的第三端电连接；

行程开关，所述行程开关设置在所述第二闸门油缸盖板上，所述行程开关通过螺栓与所述第二闸门油缸盖板固定连接，所述行程开关与所述计数器的第二端电连接。

其中，所述闸门装置还包括：

第一闸门密封件，所述第一闸门密封件设置有两个，所述第一闸门密封件分别安装在所述第一沟槽和所述第二沟槽中；

第二闸门密封件，所述第二闸门密封件设置有两个，所述第二闸门密封件分别安装在所述第三沟槽和所述第四沟槽中，所述第二闸门密封件通过螺钉分别与所述第一闸板的第二端和所述第二闸板的第二端可拆卸连接；

第三闸门密封件，所述第三闸门密封件设置为U型，所述第三闸门密封件设置有两个，所述第三闸门密封件分别安装在所述第一闸板和所述第二闸板的上下两端；

第四闸门密封件，所述第四闸门密封件设置有两个，所述第四闸门密封件分别围绕安装在所述第一闸板和所述第二闸板的侧壁上。

其中，所述闸门装置还包括：

位移传感器，所述位移传感器设置在所述第二伸缩油缸活塞杆上，所述位移传感器与所述第二伸缩油缸活塞杆连接，所述位移传感器用于实时测量所述闸门的位移。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，可以根据实际服役条件下的压力通过高压水舱为闸门提供不同的水压，通过控制水压的变化来模拟盾构机储存舱闸门密封件在不同工况下的服役条件，通过试验测试盾构机储存舱闸门密封件在特定服役过程条件下的疲劳性能，可用于盾构机储存舱闸门密封件的疲劳性能分析和可靠性设计，能够克服现有试验装置和方法不能对盾构机储存舱闸门密封件在服役过程中的疲劳失效进行准确预测和评价的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的闸门装置结构示意图。

【附图标记说明】

1-基座；2-计算机；3-电控柜；4-第一鞍式支座；5-闸门支座；6-第二鞍式支座；7-高压水舱；8-第一闸门连接筒；9-闸门装置；10-液压站；11-第二闸门连接筒；12-常压舱；13-水压表；14-第一排水阀；15-进水阀；16-排气阀；17-第一闸门油缸盖板；18-第一伸缩油缸缸体；19-第一伸缩油缸活塞杆；20-第二闸门油缸盖板；21-第二伸缩油缸缸体；22-第二伸缩油缸活塞杆；23-第一闸板连接板；24-第二闸板连接板；25-第一闸板；26-第一方形安装架；27-第二闸板；28-第二方形安装架；29-玻璃板；30-第二排水阀；31-计数器；32-行程开关；33-第一闸门密封件；34-第二闸门密封件；35-第三闸门密封件；36-第四闸门密封件。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的装置不能实现不同压力环境、不同预压缩量、不同材料和结构的盾构机储存舱闸门密封件的闸门密封性能测试试验的问题，提供了一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置。

如图1至图2所示，本发明的实施例提供了一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，包括：基座1；计算机2，所述计算机2与所述基座1平行设置，所述计算机2的第一端与PLC控制器电连接，所述计算机2用于进行数据的实时记录与保存；电控柜3，所述电控柜3固定设置在所述基座1的第一桥臂上，所述电控柜3与所述计算机2的第二端电连接；第一鞍式支座4，所述第一鞍式支座4设置在所述基座1上，所述第一鞍式支座4通过螺栓与所述基座1固定连接；闸门支座5，所述闸门支座5设置在所述基座1上，所述闸门支座5与所述第一鞍式支座4平行设置，所述闸门支座5通过螺栓与所述基座1固定连接；第二鞍式支座6，所述第二鞍式支座6设置在所述基座1上，所述第二鞍式支座6与所述闸门支座5平行设置，所述第二鞍式支座6通过螺栓与所述基座1固定连接。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，根据所述计算机2内设定的参数进行所述闸门装置9往复速度控制和位置控制，通过调节所述高压水舱7压力值的大小来模拟盾构机储存舱闸门密封件的特定服役条件，研究盾构机储存舱闸门密封件的疲劳性能，并且通过测试得到盾构机储存舱闸门密封件在特定服役条件下的疲劳寿命。

其中，还包括：高压水舱7，所述高压水舱7设置在所述第一鞍式支座4上，所述高压水舱7与所述第一鞍式支座4焊接，所述高压水舱7的第一端通过水管与水压系统连接，所述水压系统设置有水箱、高压水泵和压力表，所述水压系统用于实现所述高压水舱7的注水加压过程；第一闸门连接筒8，所述第一闸门连接筒8的第一端通过法兰螺栓与所述高压水舱7的第二端连接；闸门装置9，所述闸门装置9设置在所述闸门支座5上，所述闸门装置9通过螺栓与所述闸门支座5固定连接，所述闸门装置9的第一端与所述第一闸门连接筒8的第二端连接，所述闸门装置9的第一端与所述第一闸门连接筒8的第二端的连接处设置有第一沟槽；液压站10，所述液压站10设置在所述基座1的下方，所述液压站10通过油管与所述闸门装置9连接；第二闸门连接筒11，所述第二闸门连接筒11的第一端与所述闸门装置9的第二端连接，所述第二闸门连接筒11的第一端与所述闸门装置9的第二端的连接处设置有第二沟槽；常压舱12，所述常压舱12设置在所述第二鞍式支座6上，所述常压舱12与所述第二鞍式支座6焊接，所述常压舱12的第一端通过法兰螺栓与所述第二闸门连接筒11的第二端连接。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，通过所述高压水舱7和所述常压舱12来模拟盾构机环境，所述高压水舱7的第一端通过水管与所述水压系统连接，所述水压系统设置有水箱、高压水泵和压力表，所述水压系统为所述高压水舱7提供水压，所述水压系统用于实现所述高压水舱7的注水加压过程，通过所述液压站10对所述第一伸缩油缸活塞杆19和所述第二伸缩油缸活塞杆22位移的控制，实现对盾构机储存舱闸门密封件不同预压缩量的控制。

其中，所述高压水舱7包括：水压表13，所述水压表13设置在所述高压水舱7的第一端上，所述水压表13与所述高压水舱7连接，所述水压表13用于实时读取所述高压水舱7内的水压值；第一排水阀14，所述第一排水阀14设置在所述高压水舱7的底部，所述第一排水阀14与所述高压水舱7固定连接；进水阀15，所述进水阀15设置在所述高压水舱7的顶部，所述进水阀15与所述高压水舱7固定连接；排气阀16，所述排气阀16设置在所述高压水舱7的顶部，所述排气阀16与所述高压水舱7固定连接。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，所述高压水舱7上设有所述进水阀15、所述第一排水阀14、所述排气阀16和所述水压表13，通过所述水压表13可实时读取所述高压水舱7内的水压值，一旦水压值发生变化，表明有盾构机储存舱闸门密封件失效，通过所述计数器31记录密封时间，即为所述闸门装置9的寿命，可以加载不同的压力值来模拟盾构换刀机器人储存舱内部工况。

其中，所述闸门装置9包括：第一闸门油缸盖板17，所述第一闸门油缸盖板17设置在所述闸门支座5上，所述第一闸门油缸盖板17的两侧通过螺栓与所述闸门支座5固定连接，所述第一闸门油缸盖板17上设置有第一伸缩油缸缸体18；第一伸缩油缸活塞杆19，所述第一伸缩油缸活塞杆19穿设在所述第一闸门油缸盖板17内；第二闸门油缸盖板20，所述第二闸门油缸盖板20与所述第一闸门油缸盖板17相对设置，所述第二闸门油缸盖板20上设置有第二伸缩油缸缸体21；第二伸缩油缸活塞杆22，所述第二伸缩油缸活塞杆22穿设在所述第二闸门油缸盖板20内；第一闸板连接板23，所述第一闸板连接板23的第一端与所述第一伸缩油缸活塞杆19的第一端连接，所述第一闸板连接板23的第二端与所述第二伸缩油缸活塞杆22的第一端连接；第二闸板连接板24，所述第二闸板连接板24与所述第一闸板连接板23相对设置，所述第二闸板连接板24的第一端与所述第一伸缩油缸活塞杆19的第二端连接，所述第二闸板连接板24的第二端与所述第二伸缩油缸活塞杆22的第二端连接；闸门，所述闸门设置有第一闸板25和第二闸板27，所述第一闸板25安装在第一方形安装架26内，所述第一闸板25的第一端通过螺栓与所述第一闸板连接板23固定连接，所述第一闸板25的第二端内设置有第三沟槽，所述第二闸板27安装在第二方形安装架28内，所述第二闸板27的第一端通过螺栓与所述第二闸板连接板24固定连接，所述第二闸板27的第二端内设置有第四沟槽。

其中，所述常压舱12包括：气压表，所述气压表设置在所述常压舱12的顶部，所述气压表与所述常压舱12固定连接，所述气压表用于实时读取所述常压舱12内的气压值；玻璃板29，所述玻璃板29安装在所述常压舱12的第二端，所述玻璃板29用于实时观察所述闸门装置9是否存在泄漏；第二排水阀30，所述第二排水阀30设置在所述常压舱12的底部，所述第二排水阀30与所述常压舱12固定连接，所述第二排水阀30用于排出所述常压舱12内的水。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，可以实时监测盾构机储存舱闸门密封件的疲劳状态，较为准确的得到盾构机储存舱闸门密封件的服役疲劳寿命，利用设置在所述高压水舱7上的所述水压表13，可以实时读取所述高压水舱7内的水压力值，利用设置在所述常压舱12顶部的所述气压表，可以实时读取所述常压舱12内的气压值，通过对所述水压表13和所述气压表数据的变化对盾构机储存舱闸门密封件的疲劳失效状态进行分析和判断，当观察到所述水压表13和所述气压表数据发生变化时，通过PLC控制器发出指令，停止所述闸门运转，通过所述计数器31可以得到盾构机储存舱闸门密封件的疲劳寿命，利用所述水压表13和所述气压表可以实时读取盾构机储存舱闸门密封件的疲劳状态，分析研究不同材料类型、不同结构和不同工况条件下盾构机储存舱闸门密封件的疲劳性能，所述常压舱12的第二端安装有透明的所述玻璃板29，可实时观察所述闸门装置9是否存在泄漏，且判断泄漏位置，所述常压舱12的底部与所述第二排水阀30连接，当所述闸门装置9发生泄漏时，所述常压舱12中的水可通过所述第二排水阀30排出。

其中，所述闸门装置9还包括：计数器31，所述计数器31设置在所述第二闸门油缸盖板20上，所述计数器31通过螺栓与所述第二闸门油缸盖板20固定连接，所述计数器31的第一端与所述计算机2的第三端电连接；行程开关32，所述行程开关32设置在所述第二闸门油缸盖板20上，所述行程开关32通过螺栓与所述第二闸门油缸盖板20固定连接，所述行程开关32与所述计数器31的第二端电连接。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，所述计数器31的第二端与所述行程开关32电连接，所述计数器31可以记录所述闸门的开合次数，并记录所述闸门的密封时间，来测试盾构机储存舱闸门密封件的疲劳寿命。

其中，所述闸门装置9还包括：第一闸门密封件33，所述第一闸门密封件33设置有两个，所述第一闸门密封件33分别安装在所述第一沟槽和所述第二沟槽中；第二闸门密封件34，所述第二闸门密封件34设置有两个，所述第二闸门密封件34分别安装在所述第三沟槽和所述第四沟槽中，所述第二闸门密封件34通过螺钉分别与所述第一闸板25的第二端和所述第二闸板27的第二端可拆卸连接；第三闸门密封件35，所述第三闸门密封件35设置为U型，所述第三闸门密封件35设置有两个，所述第三闸门密封件35分别安装在所述第一闸板25和所述第二闸板27的上下两端；第四闸门密封件36，所述第四闸门密封件36设置有两个，所述第四闸门密封件36分别围绕安装在所述第一闸板25和所述第二闸板27的侧壁上。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，所述第一闸门密封件33、所述第二闸门密封件34、所述第三闸门密封件35和所述第四闸门密封件36为橡胶密封件。

其中，所述闸门装置9还包括：位移传感器，所述位移传感器设置在所述第二伸缩油缸活塞杆22上，所述位移传感器与所述第二伸缩油缸活塞杆22连接，所述位移传感器用于实时测量所述闸门的位移。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，通过所述第一伸缩油缸活塞杆19和所述第二伸缩油缸活塞杆22同时往所述闸门中心方向收缩，实现所述第一闸板25和所述第二闸板27关闭，所述位移传感器将测得的所述第一伸缩油缸活塞杆19和所述第二伸缩油缸活塞杆22的位移信号传送到数据采集卡，在到达设定的闸门位移值时，所述第一闸板25和所述第二闸板27速度降低，当闸门位移值达到盾构机储存舱闸门密封件的预压缩量设定值时，所述第一闸板25和所述第二闸板27停止运动，根据设定的时间值保持此状态；所述第一伸缩油缸活塞杆19和所述第二伸缩油缸活塞杆22同时向两侧伸出，实现所述闸门的开启，当所述闸门到达设定位置时，停止运动，重复所述闸门的开合动作，所述闸门开合一定次数后，关闭所述闸门，关闭所述常压舱12的所述第二排水阀30，关闭所述高压水舱7的所述第一排水阀14，打开所述排气阀16和所述进水阀15，向所述高压水舱7中注入水，当所述高压水舱7装满水时，将所述高压水舱7中的多余气体通过所述排气阀16排出，关闭所述排气阀16，向所述高压水舱7加压，所述水压表13实时记录高压水舱7的水压值，将水压增加至一定值时，停止加压，实时观测所述高压水舱7的水压值，当水压值发生变化时，表明所述闸门装置9开始泄漏，所述计数器31记录所述闸门的密封时间，即为闸门密封系统持续耐压密封时间，通过所述玻璃板29观测所述闸门装置9是否存在泄漏，并确定泄漏的位置，即可判断失效的盾构机储存舱闸门密封件，实验完成后打开所述高压水舱7的所述第一排水阀14和所述常压舱12的所述第二排水阀30，将所述高压水舱7和所述常压舱12中的水排出。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，利用设置在所述第二油缸活塞杆上的所述位移传感器，实时测量所述闸门装置9的位移，所述位移传感器通过数据采集卡将信号传输到所述计算机2，所述计算机2将偏差信号传输给PLC控制器，由PLC控制器实现对所述闸门位置的精确控制，利用所述计算机2进行数据的实时记录与保存，通过观测所述高压水舱7的水压值变化，实现对盾构机储存舱闸门密封件疲劳失效状态的分析和判断，并且通过不断开合所述闸门，所述计数器31记录所述闸门的开合次数和所述闸门的密封时间，通过分析所述闸门的开合次数和密封时间，来得到盾构机储存舱闸门密封件在特定服役条件下的疲劳寿命，指导不同盾构机的闸门密封系统设计，以提高闸门密封系统的可靠性，保证盾构内施工安全。

本发明的上述实施例所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，可以模拟盾构机储存舱闸门密封件在不同工况下的服役条件，通过试验测试盾构机储存舱闸门密封件在特定服役过程条件下的疲劳寿命，用于盾构机储存舱闸门密封件的疲劳性能分析和可靠性设计，可以根据实际工况下的压力通过所述高压水舱7为所述闸门提供不同的水压，通过对所述闸门位移的控制来实现测量盾构机储存舱闸门密封件不同预压缩量下的疲劳性能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其特征在于，包括：

基座；

计算机，所述计算机与所述基座平行设置，所述计算机的第一端与PLC控制器电连接，所述计算机用于进行数据的实时记录与保存；

电控柜，所述电控柜固定设置在所述基座的第一桥臂上，所述电控柜与所述计算机的第二端电连接；

第一鞍式支座，所述第一鞍式支座设置在所述基座上，所述第一鞍式支座通过螺栓与所述基座固定连接；

闸门支座，所述闸门支座设置在所述基座上，所述闸门支座与所述第一鞍式支座平行设置，所述闸门支座通过螺栓与所述基座固定连接；

第二鞍式支座，所述第二鞍式支座设置在所述基座上，所述第二鞍式支座与所述闸门支座平行设置，所述第二鞍式支座通过螺栓与所述基座固定连接。

2.根据权利要求1所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其特征在于，还包括：

高压水舱，所述高压水舱设置在所述第一鞍式支座上，所述高压水舱与所述第一鞍式支座焊接，所述高压水舱的第一端通过水管与水压系统连接，所述水压系统设置有水箱、高压水泵和压力表，所述水压系统用于实现所述高压水舱的注水加压过程；

第一闸门连接筒，所述第一闸门连接筒的第一端通过法兰螺栓与所述高压水舱的第二端连接；

闸门装置，所述闸门装置设置在所述闸门支座上，所述闸门装置通过螺栓与所述闸门支座固定连接，所述闸门装置的第一端与所述第一闸门连接筒的第二端连接，所述闸门装置的第一端与所述第一闸门连接筒的第二端的连接处设置有第一沟槽；

液压站，所述液压站设置在所述基座的下方，所述液压站通过油管与所述闸门装置连接；

第二闸门连接筒，所述第二闸门连接筒的第一端与所述闸门装置的第二端连接，所述第二闸门连接筒的第一端与所述闸门装置的第二端的连接处设置有第二沟槽；

常压舱，所述常压舱设置在所述第二鞍式支座上，所述常压舱与所述第二鞍式支座焊接，所述常压舱的第一端通过法兰螺栓与所述第二闸门连接筒的第二端连接。

3.根据权利要求2所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其特征在于，所述高压水舱包括：

水压表，所述水压表设置在所述高压水舱的第一端上，所述水压表与所述高压水舱连接，所述水压表用于实时读取所述高压水舱内的水压值；

第一排水阀，所述第一排水阀设置在所述高压水舱的底部，所述第一排水阀与所述高压水舱固定连接；

进水阀，所述进水阀设置在所述高压水舱的顶部，所述进水阀与所述高压水舱固定连接；

排气阀，所述排气阀设置在所述高压水舱的顶部，所述排气阀与所述高压水舱固定连接。

4.根据权利要求3所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其特征在于，所述闸门装置包括：

第一闸门油缸盖板，所述第一闸门油缸盖板设置在所述闸门支座上，所述第一闸门油缸盖板的两侧通过螺栓与所述闸门支座固定连接，所述第一闸门油缸盖板上设置有第一伸缩油缸缸体；

第一伸缩油缸活塞杆，所述第一伸缩油缸活塞杆穿设在所述第一闸门油缸盖板内；

第二闸门油缸盖板，所述第二闸门油缸盖板与所述第一闸门油缸盖板相对设置，所述第二闸门油缸盖板上设置有第二伸缩油缸缸体；

第二伸缩油缸活塞杆，所述第二伸缩油缸活塞杆穿设在所述第二闸门油缸盖板内；

第一闸板连接板，所述第一闸板连接板的第一端与所述第一伸缩油缸活塞杆的第一端连接，所述第一闸板连接板的第二端与所述第二伸缩油缸活塞杆的第一端连接；

第二闸板连接板，所述第二闸板连接板与所述第一闸板连接板相对设置，所述第二闸板连接板的第一端与所述第一伸缩油缸活塞杆的第二端连接，所述第二闸板连接板的第二端与所述第二伸缩油缸活塞杆的第二端连接；

闸门，所述闸门设置有第一闸板和第二闸板，所述第一闸板安装在第一方形安装架内，所述第一闸板的第一端通过螺栓与所述第一闸板连接板固定连接，所述第一闸板的第二端内设置有第三沟槽，所述第二闸板安装在第二方形安装架内，所述第二闸板的第一端通过螺栓与所述第二闸板连接板固定连接，所述第二闸板的第二端内设置有第四沟槽。

5.根据权利要求4所述的盾构换刀机器人储存结构闸门耐压密封性能测试装置，其特征在于，所述常压舱包括：

气压表，所述气压表设置在所述常压舱的顶部，所述气压表与所述常压舱固定连接，所述气压表用于实时读取所述常压舱内的气压值；

玻璃板，所述玻璃板安装在所述常压舱的第二端，所述玻璃板用于实时观察所述闸门装置是否存在泄漏；

第二排水阀，所述第二排水阀设置在所述常压舱的底部，所述第二排水阀与所述常压舱固定连接，所述第二排水阀用于排出所述常压舱内的水。

6.根据权利要求5所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其特征在于，所述闸门装置还包括：

计数器，所述计数器设置在所述第二闸门油缸盖板上，所述计数器通过螺栓与所述第二闸门油缸盖板固定连接，所述计数器的第一端与所述计算机的第三端电连接；

行程开关，所述行程开关设置在所述第二闸门油缸盖板上，所述行程开关通过螺栓与所述第二闸门油缸盖板固定连接，所述行程开关与所述计数器的第二端电连接。

7.根据权利要求6所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其特征在于，所述闸门装置还包括：

第一闸门密封件，所述第一闸门密封件设置有两个，所述第一闸门密封件分别安装在所述第一沟槽和所述第二沟槽中；

第二闸门密封件，所述第二闸门密封件设置有两个，所述第二闸门密封件分别安装在所述第三沟槽和所述第四沟槽中，所述第二闸门密封件通过螺钉分别与所述第一闸板的第二端和所述第二闸板的第二端可拆卸连接；

第三闸门密封件，所述第三闸门密封件设置为U型，所述第三闸门密封件设置有两个，所述第三闸门密封件分别安装在所述第一闸板和所述第二闸板的上下两端；

第四闸门密封件，所述第四闸门密封件设置有两个，所述第四闸门密封件分别围绕安装在所述第一闸板和所述第二闸板的侧壁上。

8.根据权利要求7所述的盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，其特征在于，所述闸门装置还包括：

位移传感器，所述位移传感器设置在所述第二伸缩油缸活塞杆上，所述位移传感器与所述第二伸缩油缸活塞杆连接，所述位移传感器用于实时测量所述闸门的位移。

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