本发明专利技术公开了一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置及其调节方法，包括：底板，所述底板上设置有数条均匀分布的T型槽，所述相邻的T型槽之间设置有滑轨，所述每一滑轨上设置有数个刀具固定座，刀具固定座与所述滑轨之间设置有中间板，刀具固定座上设置有数个沿圆周方向均匀的圆弧槽口，中间板上设置有与所述圆弧槽口配合的第一通孔，所述中间板上还设置有数个第二通孔，所述第二通孔与所述T型槽之间通过短T型螺栓连接；本发明专利技术在底板上设置不同安装半径的缩比滚刀，同时适用线性滚压试验和回转滚压试验，本发明专利技术可布置多把缩比滚刀，刀与刀之间的间距可以实现无级调节，使得本发明专利技术可探究多刀耦合作用、刀间距以及刀具布局等对破岩效率的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置及其调节方法
本专利技术属于隧道工程
，具体属于一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置及其调节方法。
技术介绍
刀盘上刀具的合理布置能够使TBM具有良好的掘进性能，合理的布置刀具能够节约施工成本并提高施工效率，所以刀具布置规律以及刀间距的研究一直是盾构机设计的重点。目前对TBM刀具的相关研究主要是通过TBM试验台，现有的TBM试验台主要分为两种：线性滚压试验台(刀具做直线运动)和回转滚压试验台(刀具做圆周运动)；线性滚压试验台适用于模拟滚刀安装半径(旋转半径)较大的工况，回转滚压试验台适用于模拟滚刀安装半径(旋转半径)较小的工况。目前的线性滚压试验台通常安装一把刀具，只能进行单刀滚压试验，无法研究刀具间的耦合作用及刀间距对破岩的影响。如中南大学(欧阳涛.盘形滚刀切削性能试验台研制及其应用[D].中南大学,2014.)、北京工业大学(龚秋明,张浩,李真,杜修力,何冠文,王起新.机械破岩试验平台研制[J].现代隧道技术,2016,53(02):17-25.)的试验台；回转滚压试验台能安装两至三把刀具，数量仍然有限，而且每把刀具间隔角度较大(圆周均布安装，三把刀具的间隔角度达到120度)，与真实刀具的间隔角度相差过大。如中铁隧道集团有限公司的一种TBM破岩试验机滚刀刀座调整结构(公开号CN202221392U)，其刀座固定座设计好后便无法更改，只能在预定位置内调节，调节范围小，且刀具间隔角度较大。其余的回转滚压试验台则大多受制于设备尺寸以及滚刀较大的载荷，滚刀的位置通常固定于一处，或通过改变刀座在刀盘上的安装孔位，在几处不同的位置安装，其换刀过程繁琐，如天津大学的一种滚刀径向位置可调的TBM刀盘(公开号CN109973108A)；此外采用缩比滚刀的试验台也有研究，但都是针对滚刀的磨蚀试验，并未用于刀具间耦合作用以及刀间距的研究，因此也未采取多刀布置，且刀具无法发生偏转，无法模拟真实刀具在切割时受到的侧向力，只能进行单刀试验，如中铁隧道集团有限公司的滚刀复合磨蚀实验仪(公开号CN105181503B)。
技术实现思路
针对现有技术中的试验台在线切割试验或回转滚压试验中无法研究刀具布置规律、多刀耦合作用以及刀间距参数对破岩机理的影响问题，本专利技术提供一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置以及方法，其目的在于：提供一种调整装置以及使用方法，更真实的模拟盾构机实际工况、能够实现多把滚刀的安装、并能够调节刀间距、模拟多刀耦合作用，从而系统地研究刀具布局，刀间距等参数对破岩效率的影响，并且同时适用于线性滚压试验和回转滚压试验。本专利技术采用的技术方案如下：综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置，包括：底板，所述底板上设置有数条均匀分布的T型槽，所述相邻的T型槽之间设置有滑轨，所述每一滑轨上设置有数个刀具固定座，所述刀具固定座上设置有缩比滚刀，所述刀具固定座与所述滑轨之间设置有中间板，所述刀具固定座上设置有数个沿圆周方向均匀分布的圆弧槽口，所述中间板上设置有与所述圆弧槽口配合的第一通孔，所述中间板上还设置有数个第二通孔，所述第二通孔均匀分布在所述中间板的两侧边缘，所述第二通孔与所述T型槽之间通过短T型螺栓连接，所述短T型螺栓的头部设置在所述T型槽内。本专利技术在刀具固定座上设置缩比滚刀，在不同的滑轨上设置刀具固定座可以实现刀具固定座的竖向调节，通过短T型螺栓和T型槽可以使中间板在滑轨上进行横向滑动，从而带动设置在中间板上的刀具固定座进行横向滑动，通过调节圆弧槽口与第一通孔配合的角度，从而改变缩比滚刀的偏转角度，由此本专利技术可以在底板上设置不同安装半径的缩比滚刀，可通过缩比滚刀偏转角的调整同时适用线性滚压试验和回转滚压试验，且本专利技术可布置多把缩比滚刀，刀与刀之间的间距可以实现无级调节，使得本专利技术可探究多刀耦合作用、刀间距、刀具布局以及刀具偏转角度等对破岩效率及磨损情况的影响；当缩比滚刀在做线性滚压试验时，本专利技术可以通过调节圆弧槽口和第一通孔配合的角度改变刀具的偏转角度，在一定程度上模拟真实刀具做圆周运动受到的侧向力，探究偏转角度对刀具磨损机理的影响；当缩比滚刀在做回转滚压试验时，本专利技术可以通过调节圆弧槽口和第一通孔配合的角度改变缩比滚刀的偏转角度，使得缩比滚刀的安装半径(旋转半径)方向垂直于缩比滚刀的切线方向即缩比滚刀的轴向方向和缩比滚刀的旋转半径方向共线，从而可以减少滚刀在旋转运动时受到的多余侧向力，探究偏转角度对刀具磨损机理的影响。优选的，所述第一通孔包括四个第三通孔和四个螺纹孔，所述第三通孔与所述T型槽之间通过长T型螺栓连接，所述长T型螺栓的头部设置在所述T型槽内，所述长T型螺栓具有螺纹的一端依次穿过T型槽、第三通孔、圆弧槽口连接有第一螺帽，所述螺纹孔与所述圆弧槽口之间通过短螺栓连接。采用该优选的方案，设置长T型螺栓连接T型槽、中间板和刀具固定座增加本专利技术的连接强度，使其结构更稳定，四个长T型螺栓和四个螺纹孔分别与圆弧槽口配合，可以实现刀具的偏转角度调节，四个长T型螺栓先与短螺栓连接可以起到预定位的效果。优选的，所述相邻的滑轨之间的间距大于所述刀具固定座的直径。采用该优选的方案，防止相邻滑轨上的两刀具之间发生干涉。优选的，所述每一圆弧槽口的弧度为10度。采用该优选的方案，通过改变圆弧槽口与第一通孔之间配合的角度，实现刀具偏角的调节，实现刀具偏角在10度范围内的无级调节。一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置的方法，包括以下步骤：步骤一：将底座安装在试验台的相应位置，根据试验需求，选择缩比滚刀数量，使用计量秤测量缩比滚刀的重量，在不同的滑轨上设置缩比滚刀，确定缩比滚刀在滑轨上的位置，将短T型螺栓的头部设置在T型槽中，将中间板安装在滑轨上，短T型螺栓穿过中间板的第二通孔并拧紧螺帽；步骤二：确定缩比滚刀的偏转角度，将缩比滚刀固定座安装在中间板上，根据试验需求，确定圆弧槽口与第一通孔配合的位置和角度，并通过螺栓连接，确定安装无误后，分别进行线切割试验或回转滚压试验；步骤三：使用三向力传感器等测量缩比滚刀分别做线切割试验和回转滚压试验受到的轴向力、径向力和滚动阻力；步骤四：取下缩比滚刀，使用计量秤测量缩比滚刀的重量；步骤五：试验完成后，根据试验需求，调整缩比滚刀的数量，重复步骤一可以增加缩比滚刀的数量或拧松螺帽取下短T型螺栓和中间板，可以减少缩比滚刀的数量；步骤六：拧松螺帽，调整中间板在滑轨上的位置后拧紧螺帽，拧松圆弧槽口与第一通孔之间的螺栓，调整缩比滚刀的偏转角度后拧紧螺栓，确定安装无误后，再次进行线切割试验和回转滚压试验；步骤七：重复步骤三到步骤六，多次试验；步骤八：分析不同偏转角度下、不同刀间距和多刀耦合作用下缩比滚刀分别受到的轴向力、径向力、滚动阻力和缩比滚刀实验前后重量的变化，得到不同偏转角度下、不同刀具距和多刀耦合作用下对缩比滚刀受到的轴向力、径向力、滚刀阻力和缩比滚刀磨损的影响。综上所述，由于采用了上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置，其特征在于，包括：底板(1)，所述底板(1)上设置有数条均匀分布的T型槽(2)，所述相邻的T型槽(2)之间设置有滑轨(3)，所述每一滑轨(3)上设置有数个刀具固定座(4)，所述刀具固定座(4)上设置有缩比滚刀(14)，所述刀具固定座(4)与所述滑轨(3)之间设置有中间板(5)，所述刀具固定座(4)上设置有数个沿圆周方向均匀分布的圆弧槽口(6)，所述中间板(5)上设置有与所述圆弧槽口(6)配合的第一通孔，所述中间板(5)上还设置有数个第二通孔(8)，所述第二通孔(8)均匀分布在所述中间板(5)的两侧边缘，所述第二通孔(8)与所述T型槽(2)之间通过短T型螺栓(9)连接，所述短T型螺栓(9)的头部设置在所述T型槽(2)内。/n
【技术特征摘要】
1.一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置，其特征在于，包括：底板(1)，所述底板(1)上设置有数条均匀分布的T型槽(2)，所述相邻的T型槽(2)之间设置有滑轨(3)，所述每一滑轨(3)上设置有数个刀具固定座(4)，所述刀具固定座(4)上设置有缩比滚刀(14)，所述刀具固定座(4)与所述滑轨(3)之间设置有中间板(5)，所述刀具固定座(4)上设置有数个沿圆周方向均匀分布的圆弧槽口(6)，所述中间板(5)上设置有与所述圆弧槽口(6)配合的第一通孔，所述中间板(5)上还设置有数个第二通孔(8)，所述第二通孔(8)均匀分布在所述中间板(5)的两侧边缘，所述第二通孔(8)与所述T型槽(2)之间通过短T型螺栓(9)连接，所述短T型螺栓(9)的头部设置在所述T型槽(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置，其特征在于：所述第一通孔包括四个第三通孔(7)和四个螺纹孔(10)，所述第三通孔(7)与所述T型槽(2)之间通过长T型螺栓(11)连接，所述长T型螺栓(11)的头部设置在所述T型槽(2)内，所述长T型螺栓(11)具有螺纹的一端依次穿过T型槽(2)、第三通孔(7)、圆弧槽口(6)连接有第一螺帽(12)，所述螺纹孔(10)与所述圆弧槽口(6)之间通过短螺栓(13)连接。
3.根据权利要求1所述的一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置，其特征在于：所述相邻的滑轨(3)之间的间距大于所述刀具固定座(4)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置，其特征在于：所述每一...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫继良，龙腾，章龙管，段文军，王好平，孙瑞雪，李贞，范志勇，周仲荣，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。