专利名称：岩石切割刀具切削试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于五金工具领域或盾构机，特别是岩石切割刀具领域，确切讲是岩 石切割刀具切削试验装置，主要用于城市地铁建设、道路及隧道施工等的重要工程专用设 备。
背景技术：
盾构机(TBM)是主要用于城市地铁建设、道路及隧道施工等的重要工程专用设 备。随着我国道路交通建设的大力发展，盾构机将会发挥更大的作用和广阔的使用空间。但 目前世界上只有欧美和日本等少数国家具有掌握研发和生产该设备的能力，我国所使用的 盾构机主要依赖国外进口，其设备系统、造价、使用、维修等成本极其高昂。岩石切割刀具切削试验装置主要用于真实模拟盾构机过程，并且系统分析刀具的 破岩和磨损过程，进而分析优化各种采集到的数据和试验结果。
发明内容本实用新型的目的是设计一种岩石切割刀具切削试验装置，以便能够真实模拟盾 构机(TBM)实际工况，实现系统分析刀具的破岩和磨损过程。本实用新型的技术方案是设计一种岩石切割刀具切削试验装置，其特征是包 括料箱移动装置、料箱回转装置、刀具装置、压下油缸装置、刀具移动装置、整体框架和刀具 锁紧装置；整体框架是由四根带有预应力的拉杆将上横梁、下横梁、中间横梁连接；整体框 架与料箱移动装置采用刚性连接，料箱移动装置与基础连接；所述的料箱移动装置至少包 括底座、导轨、工作台、液压缸；料箱回转装置于工作台上，而工作台固定于底座上的导轨； 通过液压缸推动工作台，将料箱回转装置移动到工作区域进行工作；破岩完成后，液压缸将 料箱回转装置拉出工作区域，准备下一次的放料。所述的料箱回转装置至少包括回转支承、液压马达、料箱，液压马达通过传动系统 连接回转支承，驱动回转支承使料箱旋转，岩层固定在料箱中，从而带动岩层旋转。所述的刀具装置至少包括单刃滚刀、压力传感器；岩层置于工作区域后开始旋转， 刀具装置固定在工作位置后不动，通过压下油缸装置施加力使单刃滚刀开始向下移动，对 岩层进行破岩，工作过程中压力传感器分别提取单刃滚刀的正压力、侧向力、滚动力送到分 析单元，由分析单元分析优化各种采集到的数据和实验结果。所述的压下油缸装置采用液压缸实现刀具的垂直移动，提供破岩所需要的外力。所述的单刃滚刀固定在移动导轨上，液压缸推动移动导轨实现单刃滚刀的水平横 向移动。本实用新型的工作过程及优点是由于采用压下油缸作为动力，推动活动横梁上 下运动，从而带动刀具上下运动，实现刀具对旋转状态的岩石进行破岩的目的。为了增强机 构的稳定性、导向性，将机构的整体框架设计为三梁四柱式。通过四根带有预应力的拉杆将 上下横梁、中间横梁连接。整体框架与料箱移动装置采用刚性连接，而料箱移动装置与基础连接。岩石放在料箱中，料箱至于工作台上，油缸推动工作台，将岩石推进或移出工作区域。 由料箱回转装置中的液压马达驱动回转支承，带动料箱中的岩石实现旋转。压下油缸装置 推动中间横梁向下运动，从带动刀具装置一起向下运动。刀具与岩石接触后，压下油缸装置 继续推动刀具向下移动，直至破岩完成。通过压力传感器来检测破岩过程中刀具的正压力、 侧向力、滚动力以及所需要的数据参数。切削破岩时，通过刀具移动装置和锁紧装置来调整 刀具的初始位置和固定刀具，避免因刀具的不稳定而产生偏载力，影响到刀具的正常使用 寿命O

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明。图1是岩石切割刀具切削试验装置示意图；图2是图1的右视图。图中1、料箱移动装置；2、料箱回转装置；3、刀具装置；4、压下油缸装置；5、刀具 移动装置；6、整体框架；7刀具锁紧装置；8、岩层。101、底座；102、导轨；103、工作台；104、 液压缸；201、回转支承；202、液压马达；203、料箱；301、单刃滚刀；302、压力传感器；601、 拉杆；602、上横梁；603、下横梁；604、中间横梁。
具体实施方式
如图1和图2所示，包括料箱移动装置1、料箱回转装置2、刀具装置3、压下油缸装 置4、刀具移动装置5、整体框架6和刀具锁紧装置7。整体框架6是由四根带有预应力的 拉杆601将上横梁602、下横梁603、中间横梁604连接。整体框架6与料箱移动装置1采 用刚性连接，料箱移动装置1与基础连接。使整体达到平稳、设备刚性好。所述的料箱移动 装置1至少包括底座101、导轨102、工作台103、液压缸104，料箱回转装置2于工作台103 上，而工作台103固定于底座101上的导轨102。通过液压缸104推动工作台103，将料箱 回转装置2移动到工作区域进行工作。破岩完成后，液压缸104将料箱回转装置2拉出工 作区域，准备下一次的放料。料箱回转装置2至少包括回转支承201、液压马达202、料箱203。液压马达202通 过传动系统连接回转支承201，驱动回转支承201，使料箱旋转。岩层固定在料箱中，从而带 动岩层旋转。工作情况下，刀具固定不动，岩层旋转。其中岩层位置可以在料箱中进行调整。刀具装置3至少包括单刃滚刀301、压力传感器302。岩层8置于工作区域后开始 旋转，刀具装置固定在工作位置后不动。通过压下油缸装置4施加力并开始向下移动，对岩 层8进行破岩。刀具与岩石接触后，压下油缸装置继续推动刀具向下移动，直至破岩完成。 工作过程中，压力传感器302分别测试单刃滚刀301的正压力、侧向力、滚动力。压下油缸装置4采用液压缸实现刀具的垂直移动，提供破岩所需要的外力。单刃滚刀301固定在移动导轨上，而移动导轨和中间横梁604通过螺钉连接。液 压缸推动移动导轨实现刀具的水平横向移动，锁紧缸则在工作情况下，锁紧刀具。开始切削 破岩时，通过刀具移动装置和锁紧装置来调整刀具的初始位置和固定刀具，避免因刀具的 不稳定而产生偏载力，影响到刀具的正常使用寿命。为了能够系统分析刀具的破岩和磨损过程，分析优化各种采集到的数据和实验结果，在刀具移动装置5和料箱移动装置1的工作台中均设置有压力传感器，来检测工作过程 中的压力数据。 料箱移动装置由底座、导轨、工作台、液压缸等组成。岩石放在料箱中，料箱至于工 作台上，油缸推动工作台，将岩石推进或移出工作区域。由料箱回转装置中的液压马达驱动 回转支承，带动料箱中的岩石实现旋转。压下油缸装置推动中间横梁向下运动，从带动刀具 装置一起向下运动。
权利要求岩石切割刀具切削试验装置，其特征是包括料箱移动装置(1)、料箱回转装置(2)、刀具装置(3)、压下油缸装置(4)、刀具移动装置(5)、整体框架(6)和刀具锁紧装置(7)；整体框架(6)是由四根带有预应力的拉杆(601)将上横梁(602)、下横梁(603)、中间横梁(604)连接；整体框架(6)与料箱移动装置(1)采用刚性连接，料箱移动装置(1)与基础连接；所述的料箱移动装置(1)至少包括底座(101)、导轨(102)、工作台(103)、液压缸(104)，料箱回转装置(2)于工作台(103)上，而工作台(103)固定于底座(101)上的导轨(102)；通过液压缸(104)推动工作台(103)，将料箱回转装置(2)移动到工作区域进行工作；破岩完成后，液压缸(104)将料箱回转装置(2)拉出工作区域，准备下一次的放料。
2.根据权利要求1所述的岩石切割刀具切削试验装置，其特征是所述的料箱回转装 置(2)至少包括回转支承(201)、液压马达(202)、料箱(203)，液压马 达(202)通过传动系 统连接回转支承(201)，驱动回转支承(201)使料箱(203)旋转，岩层固定在料箱中，从而带 动岩层旋转。
3.根据权利要求1所述的岩石切割刀具切削试验装置，其特征是所所述的刀具装置 (3)至少包括单刃滚(301)、压力传感器(302)；岩层(8)置于工作区域后开始旋转，刀具装 置固定在工作位置后不动，通过压下油缸装置(4)施加力使单刃滚刀(301)开始向下移动， 对岩层(8)进行破岩，工作过程中压力传感器(302)分别提取单刃滚刀(301)的正压力、侧 向力、滚动力送到分析单元，由分析单元分析优化各种采集到的数据和实验结果。
4.根据权利要求1所述的岩石切割刀具切削试验装置，其特征是所所述的压下油缸 装置(4)采用液压缸实现刀具的垂直移动，提供破岩所需要的外力。
5.根据权利要求1所述的岩石切割刀具切削试验装置，其特征是所所述的单刃滚刀 (301)固定在移动导轨上，液压缸推动移动导轨实现单刃滚刀(301)的水平横向移动。
专利摘要本实用新型属于五金工具领域或盾构机，确切讲是岩石切割刀具切削试验装置，其特征是岩石切割刀具切削试验装置包括料箱移动装置、料箱回转装置、刀具装置、压下油缸装置、刀具移动装置、整体框架和刀具锁紧装置；整体框架是由四根带有预应力的拉杆将上、下横梁、中间横梁连接；整体框架与料箱移动装置采用刚性连接，料箱移动装置与基础连接；所述的料箱移动装置至少包括底座、导轨、工作台、液压缸；料箱回转装置于工作台上，而工作台固定于底座上的导轨；通过液压缸推动工作台，将料箱回转装置移动到工作区域进行工作。它能够真实模拟盾构机(TBM)实际工况，实现系统分析刀具的破岩和磨损过程。
文档编号G01N3/58GK201589742SQ20092024558
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者刘军毅, 刘畅, 张博, 汪洋, 潘权, 郝乐, 郝瑾, 马波 申请人:中国重型机械研究院有限公司