[发明专利]一种小型滚刀磨损测试机、测试方法及评价方法

说明书

本发明公开了一种小型滚刀磨损测试机、测试方法及评价方法，解决了现有技术中破岩试验平台测量结果具有滞后性的问题，具有可有效模拟实际工况，能够有效指导实际工程的有益效果，具体方案如下：一种小型滚刀磨损测试机，包括用于放置岩样的岩样器，岩样器的上方设置若干滚刀刀具，滚刀刀具可作用于岩样器内岩样表面，滚刀刀具的尺寸小于TBM滚刀实际尺寸，滚刀刀具通过旋转机构固定于支撑架，升降机构可通过支撑架的顶部向滚刀刀具施加法向力。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其是一种小型滚刀磨损测试机、测试方法及评价方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

盾构/TBM作为地下工程的重要施工装备，在隧道建设方面发挥着越来越重要的作用，其具有施工效率高、机械化程度高、作业安全性强等诸多优点被广泛应用于隧道开挖。TBM在掘进的过程中，通过刀盘旋转带动滚刀切割岩体，滚刀刀具的破岩性能决定在掘进过程的施工效率。破岩过程中滚刀刀圈需要不断与岩石相互接触，岩石的强磨蚀性，会给滚刀刀圈在切割过程中带来严重磨损，进而严重制约滚刀使用寿命和破岩效率，而不同岩石的力学特性不尽相同，对滚刀的磨损性有明显差异。因此既有必要掌握不同特性岩石对于滚刀磨损性的影响。

目前我国滚刀磨损测试的主要技术有：1.检测与识别滚刀磨损程度类技术，例如申请号为CN201420622106.0，名为一种测量TBM滚刀磨损量用电涡流传感器的自动标定装置，公开了一种将电涡流传感器输出信号和位移传感器输出信号相结合以模拟计算滚刀磨损的电子测量装置；2.滚刀破岩实验平台，申请号201721266368.8滚刀磨损测试实验平台，提出了一种滚刀中切割磨料的磨损量的实验平台；3滚刀破岩实验平台,申请号201110170070.8用于隧道掘进刀具破岩机理模态研究的试验平台，公开了一种隧道掘进机刀具破岩模态的试验平台。

发明人发现现有技术中，存在如下的不足之处：

1.现有技术多应用于对已磨损滚刀的测量，测量结果存在滞后性；

2.破岩实验平台不能恒定推力，与实际情况不符；

3.没有一套专用于评价岩石磨蚀的实验平台。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种小型滚刀磨损测试机，解决了现有实验平台测量结果实际相差误差过大、不能够根据岩石参数指导工程等问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种小型滚刀磨损测试机，包括用于放置岩样的岩样器，岩样器的上方设置若干滚刀刀具，滚刀刀具可作用于岩样器内岩样表面，滚刀刀具的尺寸小于TBM滚刀实际尺寸，滚刀刀具通过旋转机构固定于支撑架，升降机构可通过支撑架的顶部向滚刀刀具施加法向力。

上述的磨损测试机，岩样器用于设置岩样，滚刀刀具可作用于岩样，旋转机构带动滚刀刀具相对于岩样旋转，并由升降机构向滚刀刀具提供作用力，实现实际滚刀刀具以恒定推力作用于岩样的模拟，并可实现多破岩过程的模拟，有利于进行多滚刀破岩过程磨损影响的研究。

如上所述的一种小型滚刀磨损测试机，所述支撑架的一侧设置制泡机，制泡机设置管路，管路的出口端朝向岩样器设置的岩样设置，制泡机可向岩样表面喷射泡沫，用于验证在注射泡沫的条件下滚刀刀具的磨损率。

如上所述的一种小型滚刀磨损测试机，所述旋转机构固定于支撑架，旋转机构的转动轴穿过支撑架与刀具架连接，刀具架设置所述的滚刀刀具。

如上所述的一种小型滚刀磨损测试机，所述刀具架包括与所述转动轴连接的连轴，连轴底端设置支撑板，支撑板相对于连轴的一侧可设置多个安装部，实现多个滚刀刀具安装，且滚刀刀具相对于刀具架的位置可调，进行不同滚刀刀具位置和不同滚刀刀具数量对岩石破岩过程的模拟。