【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置及方法
[0001]本专利技术属于盾构机滚刀试验领域，具体涉及一种用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置及方法。
技术介绍
[0002]滚刀是盾构机的主要破岩刀具，它通过与岩石相接触，并施加给岩石远高于其抗压强度的推力，从而使其破碎。由于这一工作特性，使得滚刀经常会发生故障。滚刀的典型故障包括磨损、偏磨和断裂。滚刀发生故障后，刀盘的破岩性能下降，将会出现“掘不动”、“掘不快”的现象，因此它是影响盾构施工周期的关键因素之一。目前，学者们研究盾构机各方面特性的关键手段都是通过建立相应的试验台来实现的。
[0003]目前，还没有单独或同时模拟盾构滚刀磨损故障、断裂故障以及偏磨故障的试验台。而滚刀发生故障前后，刀盘的性能表现差异较大，对盾构的施工效率也有很大的影响。因此，对于盾构滚刀故障前后整体刀盘性能表现差异的研究，就显得尤为重要。
技术实现思路
[0004]为解决现有技术中的问题，本专利技术提出了一种用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置及方法。本专利技术基于盾构刀具典型故障...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置，其特征在于，包括：盾体，作为掘削装置的主体，包括外壳和位于外壳内部的若干支架；刀盘，位于盾体的一端，其能够转动，所述刀盘包括刀箱、滚刀刀座，其中滚刀刀座上设有滚刀，用于模拟正常工作的滚刀刀座与刀箱之间固定连接，用于模拟磨损和断裂故障的滚刀刀座与刀箱之间为滑动配合，模拟偏磨故障的滚刀刀座和刀箱之间是固定连接；刀盘驱动装置，位于盾体内部，所述刀盘驱动装置与刀盘相连用于驱动刀盘转动；滚刀磨损故障模拟装置，位于盾体内部，滚刀磨损故障模拟装置通过磨损模拟器与模拟磨损故障的滚刀刀座相连，通过电机带动滚刀刀座相对于刀箱移动，模拟滚刀磨损故障；滚刀断裂故障模拟装置，位于盾体内部，通过断裂模拟器与模拟断裂故障的滚刀刀座相连，通过电机带动滚刀刀座相对于刀箱移动，模拟滚刀断裂故障；滚刀偏磨故障模拟装置，位于盾体内部，用于模拟滚刀偏磨故障。2.根据权利要求1所述的用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置，其特征在于，所述支架做为盾体内部组件的安装载体；所述刀盘驱动装置、滚刀磨损故障模拟装置、滚刀断裂故障模拟装置、滚刀偏磨故障模拟装置均安装在支架上。3.根据权利要求1所述的用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置，其特征在于，根据待模拟的故障数量、故障类别及故障位置分布，在刀盘上的故障位置选择用于模拟对应故障的滚刀并分配给各滚刀需要模拟的故障类型。4.根据权利要求1所述的用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置，其特征在于，所述的滚刀磨损故障模拟装置包括：第一电机、第一联轴器、第一丝杠座、第一梯形丝杆、第一梯形螺母、磨损模拟器；第一电机固定在盾体内部，第一电机输出的动力通过第一联轴器传递到第一梯形丝杆上，带动其转动；第一梯形丝杆的两端安装有第一丝杠座；第一梯形螺母安装在第一梯形丝杆上；第一梯形螺母的前端通过螺纹连接的形式与磨损模拟器固定；磨损模拟器为一回转支承结构，其外圈固定在盾体上，其内圈连接着所有模拟磨损故障的滚刀对应的滚刀刀座，并且可以和滚刀刀座一起跟随刀盘绕着刀盘中心旋转；第一梯形丝杠具有自锁功能，可以在第一电机停止转动时锁住磨损模拟器，从而锁住对应的滚刀。5.根据权利要求1所述的用于模拟盾构滚刀典型故障的掘削装置，其特征在于，所述的滚刀断裂故障模拟装置包括：第二电机、第二联轴器、第二丝杠座、第二梯形丝杆、第二梯形螺母、断裂模拟器；第二电机固定在盾体内部，第二电机输出的动力通过第二联轴器传递到第二梯形丝杆上，带动其转动；第二梯形丝杆的两端安装有第二丝杠座，第二梯形螺母安装在第二梯形丝杆上，第二梯形螺母的前端通过螺纹连接的形式与断裂模拟器固定；断裂模拟器为一回转支承结构，其外圈固定在盾体上，其内...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬，谢明睿，谭显中，司钱欣，彭泽钦，龚国芳，杨华勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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