【技术实现步骤摘要】
测定盾构刀具在越江海砂层中磨损系数的试验装置和方法
本专利技术涉及刀具检测
，尤其涉及一种测定盾构刀具在越江海砂层中磨损系数的试验装置和方法。
技术介绍
越江海隧道由于其独特的不受气候影响、通行能力稳定、抵抗战争破坏强以及不破坏航运等特点，日益成为城市、地区、甚至国家之间的重要连接手段和交通命脉。在越江海隧道盾构施工过程中，刀具严重磨损导致的开仓换刀问题难以避免，但水下开仓换刀风险极大，极大地增加了施工成本与工程风险，无法预期的开仓换刀时间以及开仓换刀带来的风险成为了限制越江海盾构隧道发展的重要限制因素之一。作为越江海盾构隧道掘进过程中的最主要的技术难题之一，如何有效地预测刀具磨损，控制和减少刀具磨损，并人为地合理地选择开仓换刀时机对越江海地层盾构施工至关重要。砂层在越江海盾构穿越工程中十分常见，在砂层地层中，石英含量的多少一定程度上决定了刀具的磨损量的大小，但是目前还没有关于石英含量与刀具磨损系数相关性的定量研究。同时，探究越江海砂层中盾构刀具的磨损系数与石英含量的关系，需要设计相应的试验装置及试验方法对其进...
【技术保护点】
1.一种测定盾构刀具在越江海砂层中磨损系数的试验装置，其特征在于，包括：试验台架、试验材料箱、模型刀盘、模型刀具、转速传感器、扭矩传感器、气泵和PLC控制系统；/n所述试验台架由四根圆柱形立柱、上顶板、限位活动板、底板、液压驱动马达固定支架和底座组成，其中，四根圆柱形立柱用于固定上顶板、限位活动板和底板；/n所述试验材料箱固定安装在试验台架的底板上，箱内装入模拟越江海砂层的试验材料；所述模型刀具安装在所述模型刀盘上，气泵通过输气管连接在试验材料箱上，对试验材料箱进行加压，所述转速传感器和所述扭矩传感器分别通过数据线与PLC控制系统相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种测定盾构刀具在越江海砂层中磨损系数的试验装置，其特征在于，包括：试验台架、试验材料箱、模型刀盘、模型刀具、转速传感器、扭矩传感器、气泵和PLC控制系统；
所述试验台架由四根圆柱形立柱、上顶板、限位活动板、底板、液压驱动马达固定支架和底座组成，其中，四根圆柱形立柱用于固定上顶板、限位活动板和底板；
所述试验材料箱固定安装在试验台架的底板上，箱内装入模拟越江海砂层的试验材料；所述模型刀具安装在所述模型刀盘上，气泵通过输气管连接在试验材料箱上，对试验材料箱进行加压，所述转速传感器和所述扭矩传感器分别通过数据线与PLC控制系统相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试验台架的立柱上端为阶梯型，用于上顶板的安装，上顶板中部留有一圆孔，为推进中心轴承的竖向运动提供空间，液压驱动马达固定支架焊接于限位活动板上，底板用于固定试验材料箱。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模型刀盘由中心圆板、刀盘辐条、刀盘环架和可装卸面板组成，其中，中心圆板与刀盘环架通过四根刀盘辐条焊接在一起，四根刀盘辐条成十字形布置，可装卸面板通过螺栓与中心圆板和刀盘环架连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述中心圆板背面焊接刀盘连接座，该刀盘连接座与推进中心轴承栓接，正面预留螺栓孔，在该螺栓孔上安装刀座，模型刀具安装于刀座上。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述刀盘辐条两侧沿其长边布置两贯穿的螺栓孔，在该螺栓孔上安装模型切刀。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述刀盘面板能够根据需要同时模拟盾构刀盘上不同位置的刀具，并改变刀间距，所述模型刀具能够根据试验需求改变模型刀具的倒角、刃角、刃宽形状参数及模型刀具的硬度。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转速传感器安装在液压驱动马达固定支架侧面，通过转速传感器监测中心轴承的转速与圈数，扭矩传感器安装在液压驱动马达与推进中心轴承之间，监测模型刀盘的扭矩，位移传感器监测模型刀具的推进速度，液压油缸的压力传感器监测模型刀具的推力，转速传感器、扭矩传感器、位移传感器和液压油缸的压力传感器分别通过数据线与数据采集仪相连，数据采集仪通过数据线与...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁大军，吴俊，陈健，段怿欣，金大龙，李兴高，王承震，许丽群，许亚楼，王旭阳，马川，
申请(专利权)人：北京交通大学，中铁十四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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