本实用新型专利技术公开了一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置，包括四个机架，四个所述机架共同安装有垂直液压缸，所述垂直液压缸的输出端固定连接有活动横梁，所述活动横梁的底部安装有加载装置，所述加载装置的底部固定连接有滚刀架，所述滚刀架上安装有滚刀卡扣，所述滚刀架的下侧安装有滑动轨道，所述滑动轨道的底部安装有两个滚刀，所述滚刀的下侧设有设备横架，所述加载装置的下侧固定连接有两个可调节架。本实用新型专利技术激光和微波的辅助使岩石热破裂或热熔化降低岩石的强度，增大滚刀的贯入度，减少刀具的磨损，降低更换频率，提升破岩效率，从而缩短工期和成本。从而缩短工期和成本。从而缩短工期和成本。
【技术实现步骤摘要】
一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置
[0001]本技术涉及岩土工程及隧道工程
，尤其涉及一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置。
技术介绍
[0002]全断面隧道掘进机是通过刀盘施加扭矩和推力，滚刀切割实现掌子面岩体破碎的大型工程装备，具有高效、快速、优质、安全等突出优势。TBM滚刀直接与岩体产生相互作用，由于硬岩含有硬度高、耐磨性矿物质，滚刀贯入岩体困难。TBM滚刀在掘进过程中磨损严重、更换频繁，导致掘进效率低、施工成本高。在TBM掘进施工过程中，刀具消耗资金约占整个工程造价的管线辅助架20％～30％，刀具的检查、更换和刀盘维护等作业时间约占整个工程施工时间的三分之一。
[0003]现有的TBM滚刀试验台没有激光和微波等技术的嵌入方式，激光和微波辅助破岩的研究依旧停留在机理研究，缺少试验装置可以模拟激光和微波联合辅助TBM滚刀破岩。
[0004]为解决上述问题，本申请中提出一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置，其激光和微波的辅助使岩石热破裂或热熔化降低岩石的强度，增大滚刀的贯入度，减少刀具的磨损，降低更换频率，提升破岩效率，从而缩短工期和成本。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0007]一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置，包括四个机架，四个所述机架共同安装有垂直液压缸，所述垂直液压缸的输出端固定连接有活动横梁，所述活动横梁的底部安装有加载装置，所述加载装置的底部固定连接有滚刀架，所述滚刀架上安装有滚刀卡扣，所述滚刀架的下侧安装有滑动轨道，所述滑动轨道的底部安装有两个滚刀，所述滚刀的下侧设有设备横架，所述加载装置的下侧固定连接有两个可调节架，两个所述可调节架共同与设备横架相固定，所述设备横架的下侧设有试样卡槽，所述设备横架的下侧安装有微波发射器，所述设备横架的下侧安装有两个喷气系统，每个所述喷气系统的底部均安装有活动激光发射头，所述设备横架的下侧安装有设备挡板，所述试样卡槽上安装有两个液压加载器，每个所述液压加载器的输出端均安装有试样固定片，所述试样卡槽内放置有岩石试样，左侧和右侧的两个所述机架均共同安装有设备横梁，每个所述设备横梁上均安装有导轨槽，两个所述导轨槽上安装有与其滑动的导轨车，所述导轨车上安装有弯波导，所述弯波导的外壁套设有管线辅助架，所述管线辅助架与机架固定连接，所述弯波导的另一端安装有微波发生器，所述微波发生器的底部安装有激光发射器，所述激光发射器远离滚刀的一侧安装有控制台。
[0008]优选地，所述加载装置位于垂直液压缸的正下方设置。
[0009]优选地，所述活动横梁与滚刀的运行方向平行。
[0010]优选地，通过滚刀卡扣对滚刀进行安装固定。
[0011]优选地，所述可调节架上设有多个等间距的螺孔，通过螺栓与设备横架进行固定。
[0012]优选地，所述设备挡板通过焊接与设备横架进行固定。
[0013]本技术与现有技术相比，其有益效果为：
[0014]1、本技术可以进行激光辅助TBM滚刀破岩、微波辅助TBM滚刀破岩、激光微波联合TBM滚刀破岩等多种试验，用途更广，兼容性强。
[0015]2、本技术可以对岩石试样施加不同的围压，模拟的工况更接近真实工况。
[0016]3、本技术可以根据试验需要，安装多个微波发射器和激光发射头，并且具备兼容性，有预留安装水射流等其他设备的空间。
[0017]4、本技术岩石试样的尺寸不固定，可在一定范围内根据需要调节，适应性强，且较为经济。
[0018]综上所述，激光和微波的辅助使岩石热破裂或热熔化降低岩石的强度，增大滚刀的贯入度，减少刀具的磨损，降低更换频率，提升破岩效率，从而缩短工期和成本。
附图说明
[0019]图1为本技术提出的一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置的正视图；
[0020]图2为本技术提出的一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置的侧视图；
[0021]图3为本技术提出的一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置中部分机构示意图。
[0022]图中：1垂直液压缸、2活动横梁、3加载装置、4滚刀架、5滚刀卡扣、6滑动轨道、7滚刀、8设备横架、9可调节架、10试样卡槽、11微波发射器、12喷气系统、13活动激光发射头、14设备挡板、15液压加载器、16试样固定片、17岩石试样、18设备横梁、19弯波导、20管线辅助架、21导轨车、22微波发生器、23激光发射器、24控制台。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0024]参照图1
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3，一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置，包括四个机架，四个机架共同安装有垂直液压缸1，垂直液压缸1的输出端固定连接有活动横梁2，活动横梁2的底部安装有加载装置3，加载装置3位于垂直液压缸1的正下方设置，加载装置3架设在活动横梁2上，能够控制滚刀7线性切割破岩，并且得出加载的荷载。
[0025]加载装置3的底部固定连接有滚刀架4，滚刀架4上安装有滚刀卡扣5，通过滚刀卡扣5对滚刀7进行安装固定，可用于更换滚刀7类型和调节滚刀7间距，加载系统用于控制测得加载力。
[0026]滚刀架4的下侧安装有滑动轨道6，滑动轨道6的底部安装有两个滚刀7，活动横梁2与滚刀7的运行方向平行，用于提供轨道，承载并保证滚刀7破岩系统能够沿线性移动，同时带动设备横架8上激光发射头和微波发射头与滚刀7同时运动，从而模拟TBM上激光微波设备距滚刀7的距离。
[0027]滚刀7的下侧设有设备横架8，加载装置3的下侧固定连接有两个可调节架9，两个可调节架9共同与设备横架8相固定，可调节架9上设有多个等间距的螺孔，通过螺栓与螺孔的配合将设备横架8进行固定，控制活动激光发射头13、微波发射器11距滚刀7的距离。
[0028]设备横架8的下侧设有试样卡槽10，设备横架8的下侧安装有微波发射器11，设备横架8的下侧安装有两个喷气系统12，喷气系统12通过高速的气体经喷射头携走和排除激光照射后岩石产生的气、液、固多相混合物。
[0029]每个喷气系统12的底部均安装有活动激光发射头13，活动激光头13可以调节角度，发射多条不同角度激光束，设备横架8的下侧安装有设备挡板14，设备挡板14通过焊接与设备横架8进行固定，试样卡槽10上安装有两个液压加载器15，每个液压加载器15的输出端均安装有试样固定片16，试样卡槽10内放置有岩石试样17，通过两个液压加载器15，布置在岩石试样17的两个不同方向，用于固定岩石试样本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种导轨式激光微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置，包括四个机架，其特征在于，四个所述机架共同安装有垂直液压缸(1)，所述垂直液压缸(1)的输出端固定连接有活动横梁(2)，所述活动横梁(2)的底部安装有加载装置(3)，所述加载装置(3)的底部固定连接有滚刀架(4)，所述滚刀架(4)上安装有滚刀卡扣(5)，所述滚刀架(4)的下侧安装有滑动轨道(6)，所述滑动轨道(6)的底部安装有两个滚刀(7)，所述滚刀(7)的下侧设有设备横架(8)，所述加载装置(3)的下侧固定连接有两个可调节架(9)，两个所述可调节架(9)共同与设备横架(8)相固定，所述设备横架(8)的下侧设有试样卡槽(10)，所述设备横架(8)的下侧安装有微波发射器(11)，所述设备横架(8)的下侧安装有两个喷气系统(12)，每个所述喷气系统(12)的底部均安装有活动激光发射头(13)，所述设备横架(8)的下侧安装有设备挡板(14)，所述试样卡槽(10)上安装有两个液压加载器(15)，每个所述液压加载器(15)的输出端均安装有试样固定片(16)，所述试样卡槽(10)内放置有岩石试样(17)，左侧和右侧的两个所述机架均共同安装有设备横梁(18)，每个所述设备横梁(18)上均安装有导轨槽，两个...
【专利技术属性】
技术研发人员：温森，靳仕龙，王峥峥，闫长斌，张敏，张静，杜林，王倩，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：新型
国别省市：
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