专利名称：一种盾构机刀具试验台装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及试验台装置，尤其是一种盾构机刀具试验台装置。
背景技术：
近年来，我国以地铁为代表的隧道工程建设事业正蓬勃发展，盾构机施工法在隧洞建设中得到广泛的应用，而配套刀具是盾构机用于切削岩石和土层的专用刀具，它安装在刀盘上在旋转装置驱动下随刀盘公转，滚刀除公转之外还要自转在岩石土层上连续滚压，刮刀则主要对岩土层通过开沟，完成对岩石土层的连续切削和破碎，因此盾构机刀具的寿命长短和对地质条件的适应性成为影响盾构机施工效率的重要因素之一。盾构机刀具一般可分为正滚刀、中心滚刀、刮刀、切刀、先行刀等。目前，在盾构机施工过程中，虽然也有对刀具的检测装置，但是已在施工中，不能预先根据地质条件选择合适的刀具，造成更换盾构机刀具次数较多，从而造成盾构机刀具损耗大，使用寿命缩短；另一方面，降低了工作效率，延迟了施工进程，工人劳动强度大，费工、费时、费力，还导致增加了生产成本。鉴于上述原因，盾构机刀具的检测装置需要改进。

实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种盾构机刀具试验台装置，推力达到100吨，刀盘驱动扭矩达到lOOOKN.m，能够安装各类盾构机刀具进行切削模拟试验，能模拟提供多种地质条件的盾构机刀具试验台，在模拟盾构机进行切削破碎试验时， 准确获取刀具各部的受力状况并进行分析计算，确保各类盾构机刀具的制造质量和对各类地质条件的适应性，更好的根据地质条件选择合适的刀具，针对地质特点优化设计制造方案。本实用新型为了实现上述目的，采用如下的技术方案一种盾构机刀具试验台装置，是由推进液压缸，机架，模拟岩土仓，模拟盾构机刀盘，回转支撑，过渡连接盘，轴承支座，行星减速器，变频电机，传动底座，信号及控制系统，油缸撑靴，导向装置，齿套联轴器， 棒销联轴器构成；方框形的机架内一侧设置模拟岩土仓，方框形的机架内的另一侧设置模拟盾构机刀盘，模拟岩土仓的后部设置两个推进液压缸；模拟岩土仓的一侧对应设置模拟盾构机刀盘，模拟盾构机刀盘的一侧设置过渡连接盘，过渡连接盘的外周设置回转支撑在机架的一端；过渡连接盘的一端设置轴承支座；轴承支座的一侧设置行星减速器，行星减速器的一侧设置变频电机，变频电机和行星减速器的下方设置传动底座；变频电机的一侧通过线路设置信号及控制系统；所述的模拟岩土仓与推进液压缸之间的连接处设置油缸撑靴，模拟岩土仓的两侧设置导向装置；所述的行星减速器与轴承支座之间的连接处设置齿套联轴器，行星减速器与变频电机之间的连接处设置棒销联轴器。[0010]本实用新型的工艺流程是本实用新型是由一组部件经组合而成的，其实施方法是先把各个零部件按照设计图纸和技术要求分别加工制造完成并经检验合格后，再经装配调试而成。其具体实施过程如下<1>先将机架部分按图纸设计要求，进行下料、焊接加工，然后组装检验符合要求， 作为整个盾构机刀具试验台的支撑基础；<2>岩土仓和液压缸推进系统的研制；它由推进液压缸1，模拟岩土仓3，油缸撑靴 12，导向装置13组成。岩土仓的功能是人工制作模拟地质条件，液压缸的功能主要是给岩土仓提供推进力，液压缸撑靴和岩土仓导向装置都是辅助性部件，将它们制造完成后安装到机架的一端。<3>过渡连接盘及回转支撑和轴承支座的安装；过渡连接盘装置也是一个组合部件，它通过回转支撑用螺栓连接到机架的另一端，尾部设置圆柱球面滚子轴承和轴承座，起辅助支撑作用，前端连接模拟盾构机刀盘，承接来自岩土仓的推力，同时它还承接来自行星减速器的驱动扭矩带动刀盘旋转，使刀盘对岩土仓中的模拟地层进行切削破碎。<4>传动系统的实现方案；传动系统包括行星减速器8，变频电机9，传动底座 10，齿套联轴器14，棒销联轴器15，可以看出，这个部分主要给该试验台提供转速可调的旋转扭矩，带动刀盘旋转对岩土层进行破碎开挖。本实用新型还专门设置了信号获取传感器和记录分析系统，以及该试验台的控制操作系统，保证了本项目的顺利实现。总之，本实用新型的工艺流程由以下几步依次完成1.焊件进行以下几步排料，下料，焊接，粗加工，精加工，检验；2.锻件进行以下几步排料，预热，锻造成形，粗加工，热处理，精加工，检验；3.铸件进行以下几步造型，冶炼，铸造成形，粗加工，热处理，精加工，检验；4.以上三步完成后，再进行装配调试，然后进行最终检验，最后达到成品。本实用新型的工作原理是本试验台是专门为模拟试验盾构机刀具而设计的，机架作为基础件，一端安装液压缸推进系统和岩土仓，工作时使岩土仓在液压缸推力作用下沿导向装置向前移动，机架另一端设置回转支撑和过渡连接盘，在连接盘上安装模拟盾构机刀盘，回转支撑和刀盘承接来自液压缸和岩土仓的推力，过渡连接盘由变频电机通过行星减速器带动旋转，进而带动刀盘旋转，和液压缸推进的岩土仓掌子面形成相对掘进破碎的盾构机刀具工作状态。岩土仓内可以人工模拟制造各种需要的地层；刀盘上的刀具可以根据具体刀具设计布刀；变频电机可以根据地层需要调节刀盘转速；液压缸推进系统可以根据要求调整推进速度，相互之间实现完美结合。能满足对盾构机刀具质量的试验检测需要。本实用新型的有益效果是结构简单，制造容易，实验方便、快捷，省工、省时、省力；降低盾构机刀具损耗，减少更换盾构机刀具次数，延长使用寿命；提高工作效率，降低了工人劳动强度，节约了生产成本。液压缸推动岩土仓移动，推力达到100吨以上，最大刀盘驱动扭矩1000KN. m以上， 推进速度和旋转驱动速度都可以无级调速，模拟刀盘根据刀具形式不同可以进行个性化设计，以保证对不同形式的刀具的试验要求。在机架的前支撑板处设置回转支撑，以承接液压缸的推力内部平衡，实现模拟刀盘上安装的刀具能够贯入岩土层，实现对掌子面的切削破碎。[0024]采用对盾构机刀具根据地质条件一对一的进行试验，准确获取刀具各部的受力状况并进行分析计算，设置了盾构机刀具试验数据信号的收集和控制分析装置，保证将试验的盾构机刀具参数准确传递到分析电脑中，能真实反映出试验刀具的质量性能。各项盾构机刀具试验台的运动要求能够顺利实现，各项参数达到设计要求。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明

图1是本实用新型的总装结构示意图；图2是推进液压缸与模拟岩土仓的组装结构示意图；图3是模拟岩土仓的侧视结构示意图；图4是行星减速器与变频电机的组装结构示意图；图5是本实用新型的工艺流程图。图1、2、3、4中推进液压缸1，机架2，模拟岩土仓3，模拟盾构机刀盘4，回转支撑 5，过渡连接盘6，轴承支座7，行星减速器8，变频电机9，传动底座10，信号及控制系统11， 油缸撑靴12，导向装置13，齿套联轴器14，棒销联轴器15。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明如图所示，方框形的机架2内一侧设置模拟岩土仓3，方框形的机架2内的另一侧设置模拟盾构机刀盘4，模拟岩土仓3的后部设置两个推进液压缸1 ；模拟岩土仓3的一侧对应设置模拟盾构机刀盘4，模拟盾构机刀盘4的一侧设置过渡连接盘6，过渡连接盘6的外周设置回转支撑5在机架2的一端；过渡连接盘6的一端设置轴承支座7 ；轴承支座7的一侧设置行星减速器8，行星减速器8的一侧设置变频电机9，变频电机9和行星减速器8的下方设置传动底座10 ；变频电机9的一侧通过线路设置信号及控制系统11;所述的模拟岩土仓3与推进液压缸1之间的连接处设置油缸撑靴12，模拟岩土仓 3的两侧设置导向装置13;所述的行星减速器8与轴承支座7之间的连接处设置齿套联轴器14，行星减速器 8与变频电机9之间的连接处设置棒销联轴器15。
权利要求1.一种盾构机刀具试验台装置，是由推进液压缸(1)，机架O)，模拟岩土仓(3)，模拟盾构机刀盘G)，回转支撑(5)，过渡连接盘(6)，轴承支座(7)，行星减速器(8)，变频电机(9)，传动底座(10)，信号及控制系统(11)，油缸撑靴(12)，导向装置(13)，齿套联轴器 (14)，棒销联轴器(15)构成；其特征在于方框形的机架O)内一侧设置模拟岩土仓(3)， 方框形的机架( 内的另一侧设置模拟盾构机刀盘G)，模拟岩土仓C3)的后部设置两个推进液压缸(1)；模拟岩土仓(3)的一侧对应设置模拟盾构机刀盘G)，模拟盾构机刀盘(4) 的一侧设置过渡连接盘(6)，过渡连接盘(6)的外周设置回转支撑(5)在机架⑵的一端； 过渡连接盘(6)的一端设置轴承支座(7)。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具试验台装置，其特征在于轴承支座(7)的一侧设置行星减速器(8)，行星减速器(8)的一侧设置变频电机(9)，变频电机(9)和行星减速器(8)的下方设置传动底座(10)；变频电机(9)的一侧通过线路设置信号及控制系统 (11)。
3.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具试验台装置，其特征在于所述的模拟岩土仓C3)与推进液压缸(1)之间的连接处设置油缸撑靴(12)，模拟岩土仓(3)的两侧设置导向装置(13)。
4.根据权利要求1、2所述的一种盾构机刀具试验台装置，其特征在于所述的行星减速器(8)与轴承支座(7)之间的连接处设置齿套联轴器(14)，行星减速器(8)与变频电机 (9)之间的连接处设置棒销联轴器(15)。
专利摘要一种盾构机刀具试验台装置，推力达到100吨，刀盘驱动扭矩达到1000KN.m，能够安装各类盾构机刀具进行切削模拟试验，能模拟提供多种地质条件的盾构机刀具试验台，准确获取刀具各部的受力状况并进行分析计算，确保各类盾构机刀具的制造质量和对各类地质条件的适应性，更好的根据地质条件选择合适的刀具，针对地质特点优化设计制造方案；是由推进液压缸，机架，模拟岩土仓，模拟盾构机刀盘，回转支撑，过渡连接盘，轴承支座，行星减速器，变频电机，传动底座，信号及控制系统，油缸撑靴，导向装置，齿套联轴器，棒销联轴器构成；结构简单，制造容易，实验方便、快捷，省工、省时、省力；降低盾构机刀具损耗，延长使用寿命；提高了工作效率。
文档编号G01N3/58GK202195994SQ201120258550
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者李书鹏, 李辉, 王汉章, 魏俊伟 申请人:洛阳九久技术开发有限公司