一种用于隧道工程领域的气体加压式齿刀切削性能测试装置。包括：立柱、横梁、支撑板、导向筒、导向筒盖板、齿刀架、动密封、齿刀、液压缸、土仓、土压传感器、土仓盖、管接头、静密封、回转支承、回转底座、小齿轮、马达、回转底座、地基座，其连接方式为：立柱固定在地基上，上端放置横梁，导向筒通过支撑板与横梁连接，导向筒下端伸入土仓内，液压缸底与导向筒盖板相连，下端连接齿刀架，土仓盖与土仓、导向筒之间分别加有密封，气体加压系统通过土仓盖上管接头向土仓加压，回转支承外圈与土仓相连，内圈与回转底座相连，由固定在地基座上马达驱动。本发明专利技术可实现不同地质条件齿刀的切削性能测试，为研究齿刀的切削机理和优化刀具提供实验依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种用于隧道工程领域的盾构刀具性能测试装置，特别是一种气体加 压式齿刀切削性能测试装置。技术背景齿刀作为盾构机的主要切削部件，在实际的切削过程中，对盾构的切削性能有着重要 影响，为研究不同地质状况下齿刀的切削机理，设计合理的盾构齿刀，需要对齿刀的切削 进行试验研究。对现有技术文献进行检索发现，目前美国科罗拉多矿业学院、国内上海交通大学、东 北工学院等高等院校对盾构刀具都有相关的研究，他们也制作了相关的试验装置。专利公 开号为CN 1719280 A大型掘进机模拟试验台是对盾构整体的模拟研究，美国科罗拉多矿业 学院则是针对单把盘形滚刀在常压下线性切割研究的试验装置，而对于盾构齿刀回转切削、 尤其是能进行加压试验研究的测试装置，未见到相关文献和专利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于模拟齿刀切削过程的气体加压 式齿刀切削性能测试装置，用于在不同地质状况，不同的回转速度以及不同的切削速度下 对齿刀进行切削试验。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，测试装置包括立柱、横梁、支撑板、导向筒、 导向筒盖板、齿刀架、动密封、齿刀、液压缸、土仓、土压传感器、土仓盖、管接头、静 密封、回转支承、回转底座、小齿轮、马达、地基座。其连接方式为立柱使用地脚螺栓 与地基固定，在立柱上方放置横梁，并使用螺栓与立柱固定，支撑板平放在横梁上，用螺 栓固定，导向筒使用螺栓安装在支撑板上，导向筒下端伸入土仓内部并与土仓盖设置动密 封，导向筒盖板使用螺栓固定在导向筒上，液压缸底与导向筒盖板铰接，液压缸下端连接 齿刀架，齿刀架与液压缸都置于导向筒内部，齿刀架在液压缸的推动下沿导向筒作垂直方 向的直线进给运动，齿刀架伸入土仓内部，齿刀安装在齿刀架上，土仓与土仓盖使用螺栓 连接并安装静密封，在土仓盖上安装有带单向阔的快换对接管接头，连接气体加压系统对 土仓加压，土仓内部安装有土压传感器，用于测定土体压力，土仓固定在回转支承外圈上， 回转支承内圈固定在回转底座上，回转底座安装在地基座上，回转支承外圈与小齿轮啮合， 小齿轮由马达驱动，从而带动土仓作回转运动，马达安装在地基座上，地基座由多根槽钢 焊接而成。所述的土仓，由马达驱动作回转运动，同时液压缸推动齿刀架作垂直进给运动，可模 拟齿刀实际切削过程。所述的土仓盖与管接头，通过连接气体加压系统向土仓内通入压力气体，用于模拟实 际切削过程中的土压，待土仓内气体压力达到设定压力后关闭阀门，断开气体加压系统。所述的测试装置，齿刀安装在齿刀架上，齿刀可以更换为切刀、刮刀或者先行刀，实 现对不同刀具的切削性能测试。本测试装置灵活多变，可重复使用，通过往土仓内放置不同的土体、在土仓内设置不 同的气体压力，提供不同的回转速度以及不同的推进速度，完成相应的齿刀切削试验。 附图说明-图1为气体加压式齿刀切削性能测试装置主视图； 图2为气体加压式齿刀切削性能测试装置俯视图； 图3为气体加压式齿刀切削性能测试装置A—A剖视图； 图4为气体加压式齿刀切削性能测试装置B—B剖视图。具体实施方式如图1—图4所示，本专利技术包括立柱9、横梁7、支撑板3、导向筒2、导向筒盖板l、 齿刀架5、动密封6、齿刀ll、液压缸4、 土仓13、 土压传感器14、 土仓盖IO、管接头8、 静密封12、回转支承16、回转底座17、小齿轮15、马达18、地基座19。其连接方式为 立柱9使用地脚螺栓与地基固定，在立柱9上方放置横梁7，并使用螺栓与立柱9固定，支 撑板3平放在横梁7上，用螺栓固定，导向筒2使用螺栓安装在支撑板3上，导向筒2下 端伸入土仓13内部并与土仓盖10安装动密封6，导向筒盖板1使用螺栓固定在导向筒2上， 液压缸4上端与导向筒盖板1铰接，液压缸4下端连接齿刀架5，齿刀架5与液压缸4置于 导向筒2内部，齿刀架5在液压缸4的推动下沿导向筒2作垂直方向的直线进给运动，齿 刀架5伸入土仓13内部，齿刀11安装在齿刀架5上，土仓13与土仓盖10使用螺栓连接 并安装静密封12，在土仓盖10上安装带单向阀的快换对接管接头8，连接气体加压系统便 可实现对土仓13进行气体加压，土仓13内部安装有土压传感器14， 土仓13固定在回转支 承16外圈上，回转支承16内圈安装在回转底座17上，回转底座17安装在地基座19上， 回转支承16外圈与小齿轮15相啮合，小齿轮15由马达18驱动，从而带动土仓13作回转 运动，马达18安装在地基座19上，地基座19由十根槽钢焊接而成。具体工作过程按上述方案完成测试装置组装，在试验开始之前，先将土仓盖10移开一定距离，以不 干涉土仓13填土为宜，然后向土仓13中填入试验土体，再将土仓盖10盖上，并对各连接 处进行密封检查，检査完毕以后，将管接头8连接气体加压系统，向土仓13内输入压力气体，待土仓13压力达到设定压力时停止加压，关闭阀门断开气体加压系统，切削时先让马 达18带动土仓13转动，然后控制液压缸4推动齿刀切削。权利要求1、一种气体加压式齿刀切削性能测试装置，其特征在于，包括立柱(9)、横梁(7)、支撑板(3)、导向筒(2)、导向筒盖板(1)、齿刀架(5)、动密封(6)、齿刀(11)、液压缸(4)、土仓(13)、土压传感器(14)、土仓盖(10)、管接头(8)、静密封(12)、回转支承(16)、回转底座(17)、小齿轮(15)、马达(18)、地基座(19)，立柱(9)与地基固定，横梁(7)固定在立柱(9)上，支撑板(3)固定在横梁(7)上，导向筒(2)安装在支撑板(3)上，导向筒(2)下端伸入土仓(13)内并与土仓盖(10)之间采用动密封(6)进行密封，导向筒盖板(1)下部连接液压缸(4)，液压缸(4)下端安装齿刀架(5)，液压缸(4)置于导向筒(2)内部，齿刀(11)固定在齿刀架(5)上，齿刀架(5)下端伸入土仓(13)内部，土仓(13)与土仓盖(10)连接并安装静密封(12)，在土仓盖(10)上安装有管接头(8)，土仓(13)内部安装有土压传感器(14)，土仓(13)固定在回转支承(16)上，回转支承(16)固定在回转底座(17)上，回转底座(17)固定在地基座(19)上，马达(18)固定在地基座(19)上，地基座(19)由槽钢焊接而成。2、 根据权利要求1所述的气体加压式齿刀切削性能测试装置，其特征是，所述的土仓(13) 是全密封的，土仓盖(10)上的管接头(8)为带单向阀的快换对接管接头，连接向土 仓(13)通入压力气体的气体加压系统。3、 根据权利要求1所述的气体加压式齿刀切削性能测试装置，其特征是，所述的导向筒(2)为外圆内方异形筒，液压缸(4)推动齿刀架(5)沿导向筒(2)作垂直方向的 进给运动。4、 根据权利要求1所述的气体加压式齿刀切削性能测试装置，其特征是，所述的回转支 承(16)内圈固定回转底座(17)上，回转支承(16)外圈与土仓(13)相连，回转 支承(16)与小齿轮(15)相啮合，小齿轮(15)由马达(18)驱动，实现土仓(13) 的回转运动。5、 根据权利要求1所述的气体加压式齿刀切削性能测试装置，其特征是，所述的齿刀(11) 可更换为切刀、刮刀或者先行刀，实现对不同刀具的切削性能测试。全文摘要一种用于隧道工程领域的气体加压式齿刀切削本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气体加压式齿刀切削性能测试装置，其特征在于，包括立柱（９）、横梁（７）、支撑板（３）、导向筒（２）、导向筒盖板（１）、齿刀架（５）、动密封（６）、齿刀（１１）、液压缸（４）、土仓（１３）、土压传感器（１４）、土仓盖（１０）、管接头（８）、静密封（１２）、回转支承（１６）、回转底座（１７）、小齿轮（１５）、马达（１８）、地基座（１９），立柱（９）与地基固定，横梁（７）固定在立柱（９）上，支撑板（３）固定在横梁（７）上，导向筒（２）安装在支撑板（３）上，导向筒（２）下端伸入土仓（１３）内并与土仓盖（１０）之间采用动密封（６）进行密封，导向筒盖板（１）下部连接液压缸（４），液压缸（４）下端安装齿刀架（５），液压缸（４）置于导向筒（２）内部，齿刀（１１）固定在齿刀架（５）上，齿刀架（５）下端伸入土仓（１３）内部，土仓（１３）与土仓盖（１０）连接并安装静密封（１２），在土仓盖（１０）上安装有管接头（８），土仓（１３）内部安装有土压传感器（１４），土仓（１３）固定在回转支承（１６）上，回转支承（１６）固定在回转底座（１７）上，回转底座（１７）固定在地基座（１９）上，马达（１８）固定在地基座（１９）上，地基座（１９）由槽钢焊接而成。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏毅敏，欧阳涛，罗德志，黄利辉，薛静，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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