[发明专利]一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台

说明书

本发明公开了一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，包括底座、刀具加载装置和岩箱，所述刀具加载装置与岩箱相对设置，所述刀具加载装置与所述底座活动连接，所述岩箱设置在底座上，所述底座上固设有右支板，所述岩箱设置在所述右支板靠近刀具加载装置的一侧，所述岩箱与所述右支板转动连接。本发明夹持的岩石块的被切削岩样面与真实工况下的掌子面相同，使得被切削的岩渣可在重力作用下掉落，避免了现有技术中采用立式结构的破岩试验台会产生岩渣干扰滚刀的破岩情况；本发明可分别使刀具和岩箱相对做直线运动和圆周运动，分别用于探究不同形式下的刀具的破岩及磨损机理，弥补了单一模式的缺失。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体属于一种直线多旋转多运动模式的缩比滚刀试验台。

背景技术

盾构/TBM在地下空间工程项目中得到了广泛应用，其具有安全、快速、高效、对环境破坏小、不受气候影响等特点。盾构/TBM设备的需求也逐年升高。滚刀和切刀是盾构/TBM破岩的主要工具，属于易损易消耗的部件，其耗损和寿命直接影响着掘进的质量、效率和成本。

现有的对刀具破岩机理的试验研究主要是基于搭建的试验台，其中主要是以全尺寸刀具的试验为主，如科罗拉多矿业大学、中南大学、天津大学(杨帆.TBM盘形滚刀破岩试验装置的研制[D].天津大学,2017.)等的试验台，其设备尺寸大、载荷大、操作复杂、试验效率低、刀具检测分析不便，现有的试验台大多只能模拟刀具和岩样间的直线、圆周运动中的一种，类型单一。现有的试验台主要是立式结构，破碎后的岩渣堆积在压痕处，无法排出，影响实验数据。

湘潭大学的试验台虽为卧式结构，但其(公开号：CN 209416682U)结构复杂，特别是岩样部分，活动部件过多，会导致试验时振动较大。同时岩样尺寸较设备尺寸的占比较小(在岩样周围设置了传动装置会造成岩样的面积较小)，单块岩样试验时获得的数据有限，它仍无法同时安装多把刀具，研究多刀间的耦合作用，另外在真实工况下。

缩比刀具的试验台也有研制，如盾构及掘进技术国家重点实验室的磨蚀试验台(韩伟锋,陈馈,李凤远,张兵.滚刀复合磨蚀实验台研制[J].建筑机械化,2015,36(12):53-56.)，但它主要针对线性磨蚀试验，功能单一。

综上所述，上述刀具破岩试验台虽然可以模拟滚刀的直线切割破岩、开展刀具磨损实验等，但无法同时做到待切削岩体表面与真实掌子面平行、自动掉渣、施加回转切割试验等，且模拟盾构机真实工况的卧式直线破岩试验台尚不多见。

发明内容

针对现有技术中缺乏模拟盾构机真实工况的卧式直线破岩试验台的问题，本发明提供一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，其目的在于：提出一种模拟盾构机真实工况的卧式结构、采用便于试验和分析的多把缩比刀具、且能实现刀具岩石间直线圆周两种运动形式的一种试验台。

本发明采用的技术方案如下：

一种直线旋转多运动模式的缩比滚刀试验台，包括底座、刀具加载装置和岩箱，所述刀具加载装置与岩箱相对设置，所述刀具加载装置与所述底座活动连接，所述岩箱设置在底座上，所述底座上固设有右支板，所述岩箱设置在所述右支板靠近刀具加载装置的一侧，所述岩箱与所述右支板转动连接。