【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种破岩试验装置，具体涉及一种盘型滚刀复合破岩试验台及试验方法。
技术介绍
1、近年来，随着隧道领域的持续发展，复合破岩技术在大型隧道施工中逐渐取代了传统的单一滚刀滚压破岩方式，成为国内外学者研究的热门课题。然而，现已提出的复合破岩技术大多处于初始阶段，还需要通过实验方法来深入探索其破岩机理。目前，国内外已研制或设计出多种类型的盘型滚刀破岩试验台，用于研究滚刀破岩规律。中南大学专利技术专利cn101446537a，名称为：一种可调式多滚刀切削破岩试验装置，该试验装置采用盘型滚刀线切割破岩方式，其上可以安装有多把滚刀，可以模拟多把滚刀在不同刀间距下切割岩石；中南大学专利技术专利cn116067819a，名称为：一种高应力条件下多滚刀旋转滚压破岩试验台及试验方法，该试验台在岩石周围布置有围压施加液压缸，可以对岩石施加围压，从而模拟多把滚刀在不同围压下旋转切割岩石；沈阳建筑大学专利技术专利cn101782490a，名称为：双滚刀滚压岩石综合试验台，该试验台滚刀滚压速度高且可调，可以更加真实地模拟盘型滚刀破岩过程；沈阳建筑大学专利技术专利cn111101962a，名称为：一种多用途滚刀刀盘测试试验台及操作方法，该试验台采用截面为圆形的刀盘结构，并且利用电机驱动滚珠丝杠带动滚刀基座运动，从而改变滚刀在刀盘上的位置，因此可以更加真实地模拟位于刀盘上不同位置滚刀的破岩过程。此外，该试验台还可以控制滚刀倾斜角度，从而研究不同滚刀倾角对破岩效果的影响；中铁隧道装备制造有限公司专利技术专利cn102788693a，名称为：盾构及tbm
2、目前国内外用于探索新型复合破岩方式的试验台大多仅能模拟两种及以下破岩方式，扩展性极差，并且在滚刀高频激振复合破岩方面，大多使用伺服阀控制液压缸或空气锤实现滚刀激振，激振频率不超过60hz，无法实现高频激振。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种盘型滚刀复合破岩试验台及试验方法。
2、本专利技术提供的一种盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，包括：龙门框架、锁紧模块、静压模块、刀间距调节模块、两个可更换式刀箱、工作台和两个进给模块；
3、所述龙门框架主要由左支腿、固定横梁、右支腿及底座组成，左支腿和右支腿对称固定在底座两边，固定横梁的两端固定在左支腿和右支腿顶端；
4、静压模块固定在龙门框架的固定横梁中央，静压模块包括活动横梁，活动横梁两端通过导轨分别连接龙门框架的左支腿和右支腿，可沿竖直方向移动；刀间距调节模块固定在活动横梁上，两个可更换式刀箱与刀间距调节模块固定连接，可更换式刀箱内装有滚刀；刀间距调节模块用于调节两个可更换式刀箱的位置；静压模块推动活动横梁带着刀间距调节模块和可更换式刀箱向下运动；锁紧模块安装在龙门框架的固定横梁和静压模块的活动横梁之间，用于在需要时固定活动横梁的位置；龙门框架的底座上固定有进给模块，进给模块上固定有用于安装岩石的工作台，进给模块可使工作台移动至可更换式刀箱正下方。
5、进一步的，所述锁紧模块包括锁紧液压缸、锁紧液压缸座、第一锁紧插销、接近开关及锁紧连接座；所述锁紧液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，包括：龙门框架、锁紧模块、静压模块、刀间距调节模块、两个可更换式刀箱、工作台和两个进给模块；
2.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述锁紧模块包括锁紧液压缸、锁紧液压缸座、第一锁紧插销、接近开关及锁紧连接座；所述锁紧液压缸座包括一个底板，底板上从左到右有左侧挡板、中间挡板和右侧挡板，三个挡板的中央都有孔；锁紧液压缸通过锁紧液压缸座固定在固定横梁下方，锁紧液压缸的活塞杆端部穿过锁紧液压缸座的左侧挡板的孔与第一锁紧插销的一端通过销连接，锁紧模块工作时，第一锁紧插销的另一端在锁紧液压缸的活塞杆推动下会依次穿过锁紧液压缸座的中间挡板、锁紧连接座和右侧挡板，从而实现锁紧固定横梁与锁紧连接座；接近开关与锁紧液压缸座固定连接，用于监测第一锁紧插销的位置；锁紧连接座固定在活动横梁上，同时锁紧连接座的上部位于锁紧液压缸座的中间挡板和右侧挡板之间，锁紧连接座的上部有孔，当锁紧模块将活动横梁的位置固定时，锁紧连接座的孔、锁紧液压缸座的中间挡板的孔和右侧挡板的孔同心。
3.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验
4.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述刀间距调节模块包括调节板、第一固定板、第二固定板；调节板与活动横梁之间固定连接，第一固定板和第二固定板滑动连接在调节板上，第一固定板可以沿着水平方向左右移动，第二固定板可以沿着水平方向前后移动；第一固定板和第二固定板分别与两个可更换式刀箱固定连接。
5.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述可更换式刀箱包括三向力传感器、刀箱、激振液压缸、敲击件、敲击垫块、滚刀及滚刀轴端压板；三向力传感器一端固定在刀间距调节模块的一个固定板上，另一端连接刀箱顶部，三向力传感器用于测量滚刀所受垂直力，切向力和侧向力；激振液压缸固定在刀箱内的上部，用于对敲击件施加高频激振力；敲击件安装在刀箱中部，可在竖直方向活动，激振液压缸活塞杆推动敲击件至最低位时，敲击件与敲击垫块相接触；敲击垫块位于滚刀的刀轴的上部，用于将激振液压缸产生的激振力传递至滚刀；滚刀由滚刀轴端压板固定在刀箱下部，滚刀轴端压板与刀箱之间通过螺栓连接。
6.根据权利要求5所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述可更换式刀箱还包括液压马达和转阀，转阀与液压马达的法兰固定连接，液压马达的输出轴与转阀的阀芯相连接，液压马达的输出轴转动时会带动转阀阀芯旋转；液压马达和转阀组合形成的液控转阀控制激振液压缸对敲击件施加高频激振力。
7.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述工作台包括电机、减速器、小齿轮、回转支承、液压旋转接头、液压管路、岩石放置台、n个圆弧挡块、n个围压施加缸及n个加压板，其中n为1-8；电机与减速器之间通过键连接，减速器的输出轴端安装着小齿轮，回转支承与小齿轮之间形成齿轮副；回转支承的轴线竖直，岩石放置台固定在回转支承上，岩石放置台台面的轴线与回转支承轴线同轴；圆弧挡块和围压施加缸都固定在岩石放置台上，围压施加缸的活塞杆端固定连接加压板；岩石放置在由岩石放置台、圆弧挡块和加压板形成的圆柱形空间内，通过围压施加缸和加压板对岩石施加围压；为围压施加缸供油的液压管路穿过岩石放置台，连接至液压旋转接头，液压旋转接头使得液压管路能够跟随岩石放置台同步旋转。
8.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述进给模块包括水平液压缸、水平液压缸安装座、耳环、连接法兰、锁紧液压缸连接座、轨道锁紧液压缸、及第二锁紧插销；水平液压缸安装座固定在龙门框架的底座上，水平液压缸与水平液压缸安装座之间通过销轴连接，水平液压缸的活塞杆端部安装有耳环，耳环与连接法兰之间通过销连接，连接法兰与工作台固定连接；轨道锁紧液压缸通过锁紧液压缸连接座固定在龙门框架的底座上，其活塞杆端部穿过锁紧液压缸连接座，并与第二锁紧插销通过销连接，轨道锁紧液压缸用于推动第二锁紧插销与工作台连接，从而将工作台锁定在龙门框架的底座上。
9.一种基于权利要求1所述盘型滚刀复合破岩试验台的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的试验方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，包括：龙门框架、锁紧模块、静压模块、刀间距调节模块、两个可更换式刀箱、工作台和两个进给模块；
2.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述锁紧模块包括锁紧液压缸、锁紧液压缸座、第一锁紧插销、接近开关及锁紧连接座；所述锁紧液压缸座包括一个底板，底板上从左到右有左侧挡板、中间挡板和右侧挡板，三个挡板的中央都有孔；锁紧液压缸通过锁紧液压缸座固定在固定横梁下方，锁紧液压缸的活塞杆端部穿过锁紧液压缸座的左侧挡板的孔与第一锁紧插销的一端通过销连接，锁紧模块工作时，第一锁紧插销的另一端在锁紧液压缸的活塞杆推动下会依次穿过锁紧液压缸座的中间挡板、锁紧连接座和右侧挡板，从而实现锁紧固定横梁与锁紧连接座；接近开关与锁紧液压缸座固定连接，用于监测第一锁紧插销的位置；锁紧连接座固定在活动横梁上，同时锁紧连接座的上部位于锁紧液压缸座的中间挡板和右侧挡板之间，锁紧连接座的上部有孔，当锁紧模块将活动横梁的位置固定时，锁紧连接座的孔、锁紧液压缸座的中间挡板的孔和右侧挡板的孔同心。
3.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述静压模块还包括主液压缸，主液压缸缸体与固定横梁固定，主液压缸的活塞杆端与活动横梁固定；主液压缸用于推动活动横梁沿竖直方向移动。
4.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述刀间距调节模块包括调节板、第一固定板、第二固定板；调节板与活动横梁之间固定连接，第一固定板和第二固定板滑动连接在调节板上，第一固定板可以沿着水平方向左右移动，第二固定板可以沿着水平方向前后移动；第一固定板和第二固定板分别与两个可更换式刀箱固定连接。
5.根据权利要求1所述的盘型滚刀复合破岩试验台，其特征在于，所述可更换式刀箱包括三向力传感器、刀箱、激振液压缸、敲击件、敲击垫块、滚刀及滚刀轴端压板；三向力传感器一端固定在刀间距调节模块的一个固定板上，另一端连接刀箱顶部，三向力传感器用于测量滚刀所受垂直力，切向力和侧向力；激振液压缸固定在刀箱内的上部，用于对敲击件施加高频激振力；敲击件安装在刀箱中部，可在竖直方向活动，激振液压缸活塞杆推动敲击件...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬，谢明睿，谭显中，黄俊翔，郑哲，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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