TBM掘进机模拟试验装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种TBM掘进机模拟试验装置及其试验方法，其特征在于，包括：加载器，其设置在模拟TBM掘进机的轴向前端，向模拟TBM掘进机施加荷载，具有，底座、设置在底座后侧的多个加载缸以及设置在多个加载缸末端，支承多个加载缸的载荷传递器；至少两组的模拟围岩，其具有座板和设于座板中心的圆筒形的模拟围岩面，与加载器同轴设置，轴心设有用于设置模拟TBM掘进机的开孔；多组内力平衡器，其穿过设置于底座和座板的多个对应位置处的工艺孔，沿轴线方向连结并紧固加载器与模拟围岩。根据本发明专利技术的TBM掘进机模拟试验装置，其通用性好可适用于各种TBM掘进机的模拟试验，并能够进行模拟各种工况而进行试验。

TBM roadheader simulation test device and test method

【技术实现步骤摘要】
TBM掘进机模拟试验装置及其试验方法
本专利技术涉及一种TBM掘进机模拟试验装置及其试验方法。
技术介绍
目前，TBM掘进机作为隧道挖掘、矿山钻井的工具被广泛使用。但由于其体型庞大，制造成本高昂，难以在研发以及针对不同地质条件进行选择时，对其进行实际性能的测试，因此普遍使用TBM掘进机模拟试验装置。TBM掘进机模拟试验装置主要包括模拟加载系统、模拟TBM掘进机、模拟围岩、模拟驱动系统、模拟控制系统及辅助系统6个子系统，用于模拟TBM掘进机的掘进运动，测试其推进作业与切削性能。现有的TBM掘进机模拟试验装置，多针对于某种特定类型的TBM掘进机而设计，在对不同类型的TBM掘进机进行对比模拟试验时，必须更换不同的TBM掘进机的试验装置，即TBM掘进机模拟试验装置不具有通用性，例如现有的主梁式TBM掘进机模拟试验装置，仅可用于主梁式TBM掘进机模拟试验。现有的TBM掘进机模拟试验装置有的功能单一。例如，现有的用于软土切削的模拟盾构试验台，不包括用于测试硬岩切削的相关装备，不能用于模拟硬岩切削的TBM掘进机。现有的TBM掘进机模拟试验装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TBM掘进机模拟试验装置，其特征在于，包括：/n加载器，其设置在模拟TBM掘进机的轴向前端，向模拟TBM掘进机施加荷载，具有，底座、设置在底座后侧的多个加载缸以及设置在所述多个加载缸末端，支承所述多个加载缸的载荷传递器；/n至少两组的模拟围岩，其具有座板和设于所述座板中心的圆筒形的模拟围岩面，与所述加载器同轴设置，轴心设有用于设置模拟TBM掘进机的开孔；/n多组内力平衡器，其穿过设置于所述底座和所述座板的多个对应位置处的工艺孔，沿轴线方向连结并紧固所述加载器与所述模拟围岩。/n

【技术特征摘要】
1.一种TBM掘进机模拟试验装置，其特征在于，包括：
加载器，其设置在模拟TBM掘进机的轴向前端，向模拟TBM掘进机施加荷载，具有，底座、设置在底座后侧的多个加载缸以及设置在所述多个加载缸末端，支承所述多个加载缸的载荷传递器；
至少两组的模拟围岩，其具有座板和设于所述座板中心的圆筒形的模拟围岩面，与所述加载器同轴设置，轴心设有用于设置模拟TBM掘进机的开孔；
多组内力平衡器，其穿过设置于所述底座和所述座板的多个对应位置处的工艺孔，沿轴线方向连结并紧固所述加载器与所述模拟围岩。


2.如权利要求1所述的TBM掘进机模拟试验装置，其特征在于：
所述多个加载缸的基端规则地分布设置在以所述底座中心为圆心的圆周上，
在所述载荷传递器的前侧面，以相邻的两个所述加载缸为一组，使一组内的所述加载缸的末端彼此靠近而支承多个所述加载缸的末端，
可装卸地设置在所述载荷传递器的所述加载缸相反侧面上的多个传力插销，
所述传力插销用于与模拟TBM掘进机的模拟刀盘的边缘抵接，将来自各所述加载缸的加载力传递给模拟TBM掘进机的模拟刀盘，
各所述加载缸的两端与所述底座和所述载荷传递器可摆动地连接。


3.如权利要求1所述的TBM掘进机模拟试验装置，其特征在于：
所述模拟围岩具有第一座板、第二座板和筒形的第一围岩面，
所述第一座板形成为在中心具有与所述第一围岩面的外径相配合的开口的形状，所述第二座板中心开孔并与围岩面2S形成为一体。


4.如权利要求1所述的TBM掘进机模拟试验装置，其特征在于：
所述模拟围岩具有第三座板和第二围岩面，所述第三座板中心形成有用于嵌入所述第二围岩面的开孔，所述第二围岩面由将圆筒形利用通过中心轴的多个分割面分割的多个片段围岩面相拼合成圆筒形，并嵌入所述第二围岩面的开孔。


5.如权利要求1中任一项所述的TBM掘进机模拟试验装置，其特征在于：
在所述内力平衡器包括双头螺纹拉杆、能够使所述双头螺纹拉杆穿过的多个撑杆，
所述双头螺纹拉杆穿过轴线方向设置的所述底座和座板的相应的工艺孔，并在相邻的所述座板与所述底座以及相邻的底座之间设置所述撑杆，并利用螺母锁紧内力平衡器两端。


6.如权利要求1～5中任一项所述的TBM掘进机模拟试验装置，其特征在于：
在所述多组模拟围岩内，设置模拟TBM掘进机，使模拟TBM掘进机的盘头、支撑器部分分别位于所述模拟围岩内。


7.如权利要求1～5中任一项所述的TBM掘进机模拟试验装置的试验方法，其特征在于：
在所述多组模拟围岩内，设置模拟TBM掘进机，使模拟TBM掘进机的盘头、支撑器部分分别位于所述模拟围岩内，实施试验一～试验六的任一组，
<试验一>
本实施方式的TBM掘进机模拟试验装置可用于模拟常规的TBM掘进机的推进-支撑-换步-调向-纠偏作业的运动动作，
首先，基于图1所示的TBM掘进机模拟试验装置和模拟TBM掘进机3的配置方式，抽去传力插销1X，使模拟TBM掘进机3与加载器1两者脱开连接关系，从而可进行如下工作状态模拟，
1)切削运动，在不对加载器1施加载荷条件下，通过驱动模拟TBM掘进机3的模拟刀盘使其作回转运动，模拟TBM的切削运动；
2)支撑动作，通过驱动模拟TBM掘进机3的第一、第二模拟支撑器33、35，模拟TBM支撑动作；
3)推进、调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辛军，徐尤南，徐济宇，余昌鑫，高文海，张静，章登超，
申请(专利权)人：清华大学，华东交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11