[发明专利]一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置及其调节方法

说明书

本发明公开了一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置及其调节方法，包括：底板，所述底板上设置有数条均匀分布的T型槽，所述相邻的T型槽之间设置有滑轨，所述每一滑轨上设置有数个刀具固定座，刀具固定座与所述滑轨之间设置有中间板，刀具固定座上设置有数个沿圆周方向均匀的圆弧槽口，中间板上设置有与所述圆弧槽口配合的第一通孔，所述中间板上还设置有数个第二通孔，所述第二通孔与所述T型槽之间通过短T型螺栓连接；本发明在底板上设置不同安装半径的缩比滚刀，同时适用线性滚压试验和回转滚压试验，本发明可布置多把缩比滚刀，刀与刀之间的间距可以实现无级调节，使得本发明可探究多刀耦合作用、刀间距以及刀具布局等对破岩效率的影响。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体属于一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置及其调节方法。

背景技术

刀盘上刀具的合理布置能够使TBM具有良好的掘进性能，合理的布置刀具能够节约施工成本并提高施工效率，所以刀具布置规律以及刀间距的研究一直是盾构机设计的重点。

目前对TBM刀具的相关研究主要是通过TBM试验台，现有的TBM试验台主要分为两种：线性滚压试验台（刀具做直线运动）和回转滚压试验台（刀具做圆周运动）；线性滚压试验台适用于模拟滚刀安装半径（旋转半径）较大的工况，回转滚压试验台适用于模拟滚刀安装半径（旋转半径）较小的工况。

目前的线性滚压试验台通常安装一把刀具，只能进行单刀滚压试验，无法研究刀具间的耦合作用及刀间距对破岩的影响。如中南大学（欧阳涛. 盘形滚刀切削性能试验台研制及其应用[D].中南大学,2014.）、北京工业大学（龚秋明,张浩,李真,杜修力,何冠文,王起新.机械破岩试验平台研制[J].现代隧道技术,2016,53(02):17-25.）的试验台；回转滚压试验台能安装两至三把刀具，数量仍然有限，而且每把刀具间隔角度较大（圆周均布安装，三把刀具的间隔角度达到120度），与真实刀具的间隔角度相差过大。如中铁隧道集团有限公司的一种TBM破岩试验机滚刀刀座调整结构（公开号CN 202221392U），其刀座固定座设计好后便无法更改，只能在预定位置内调节，调节范围小，且刀具间隔角度较大。其余的回转滚压试验台则大多受制于设备尺寸以及滚刀较大的载荷，滚刀的位置通常固定于一处，或通过改变刀座在刀盘上的安装孔位，在几处不同的位置安装，其换刀过程繁琐，如天津大学的一种滚刀径向位置可调的TBM刀盘（公开号CN 109973108A）；

此外采用缩比滚刀的试验台也有研究，但都是针对滚刀的磨蚀试验，并未用于刀具间耦合作用以及刀间距的研究，因此也未采取多刀布置，且刀具无法发生偏转，无法模拟真实刀具在切割时受到的侧向力，只能进行单刀试验，如中铁隧道集团有限公司的滚刀复合磨蚀实验仪（公开号CN 105181503B）。

发明内容

针对现有技术中的试验台在线切割试验或回转滚压试验中无法研究刀具布置规律、多刀耦合作用以及刀间距参数对破岩机理的影响问题，本发明提供一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置以及方法，其目的在于：提供一种调整装置以及使用方法，更真实的模拟盾构机实际工况、能够实现多把滚刀的安装、并能够调节刀间距、模拟多刀耦合作用，从而系统地研究刀具布局，刀间距等参数对破岩效率的影响，并且同时适用于线性滚压试验和回转滚压试验。

本发明采用的技术方案如下：

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

一种TBM试验台的缩比滚刀位置调节装置，包括：底板，所述底板上设置有数条均匀分布的T型槽，所述相邻的T型槽之间设置有滑轨，所述每一滑轨上设置有数个刀具固定座，所述刀具固定座上设置有缩比滚刀，所述刀具固定座与所述滑轨之间设置有中间板，所述刀具固定座上设置有数个沿圆周方向均匀分布的圆弧槽口，所述中间板上设置有与所述圆弧槽口配合的第一通孔，所述中间板上还设置有数个第二通孔，所述第二通孔均匀分布在所述中间板的两侧边缘，所述第二通孔与所述T型槽之间通过短T型螺栓连接，所述短T型螺栓的头部设置在所述T型槽内。