[发明专利]一种微波辅助回转破岩的TBM掘进试验台

说明书

一种微波辅助回转破岩的TBM掘进试验台，包括掘进试验台主体及微波辅助破岩系统；掘进试验台主体包括底座、翻转支架、活动支架、翻转油缸、推进油缸及刀盘；翻转支架铰接在底座上，翻转油缸连接在底座与翻转支架之间；活动支架同轴套装在翻转支架上且可轴向移动；推进油缸连接在翻转支架与活动支架之间；刀盘同轴设置在活动支架内部且可自由回转；活动支架内部安装有刀盘回转驱动电机；微波辅助破岩系统安装在活动支架和刀盘之间；刀盘正对侧的翻转支架上设有岩样承放箱，滚刀与岩样表面正对。本发明的掘进试验台可在垂直破岩模拟状态和水平破岩模拟状态之前转换，可开展微波辅助回转破岩条件下的TBM掘进模拟试验以及微波作用下多滚刀破岩。

技术领域

本发明属于岩体及隧道工程技术领域，特别是涉及一种微波辅助回转破岩的TBM掘进试验台。

背景技术

TBM(全断面硬岩隧道掘进机)已在铁路、水电、公路、地铁等需要穿越岩层的隧道工程中得到广泛应用，而刀盘刀具破岩技术又是TBM技术的核心，为了掌握滚刀破岩技术，需要采用TBM掘进综合试验台在实验室内准确模拟滚刀的破岩过程。

TBM掘进综合试验台可对不同种类岩石或相似材料进行TBM掘进模拟试验，可针对不同的刀具、刀间距、切削速度、贯入度等开展多滚刀破岩测试，研究不同刀具参数导致的破岩效率和刀具寿命的变化，为相应的工程配置不同材质的刀具，以满足实际施工的需要。

但是，当TBM遇到硬岩、极硬岩隧道时，TBM的滚刀磨损严重，会导致维修率和施工成本增加，容易造成工期的延误，严重时会导致TBM无法掘进。目前，很多研究机构都在探索新型辅助破岩技术，用于解决TBM滚刀切削坚硬岩石时刀具磨损严重的问题，其中的微波辅助破岩就是一种非常有潜力的新型辅助破岩技术。然而，现有的TBM掘进综合试验台在研发设计时都没有考虑与微波辅助破岩技术结合的情况，从而限制了TBM掘进综合试验台的研究能力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种微波辅助回转破岩的TBM掘进试验台，能够在垂直破岩模拟状态和水平破岩模拟状态之前转换，可开展微波辅助回转破岩条件下的TBM掘进模拟试验以及微波作用下多滚刀破岩试验，为研究不同微波作用参数对TBM破岩效率和刀具寿命的影响作用提供了可行性方案。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种微波辅助回转破岩的TBM掘进试验台，包括掘进试验台主体及微波辅助破岩系统；所述掘进试验台主体包括底座、翻转支架、活动支架、翻转油缸、推进油缸及刀盘；所述底座固定设置在地面上，所述翻转支架铰接在底座上，翻转支架可绕铰接轴自由转动；所述翻转油缸连接在底座与翻转支架之间，翻转油缸的缸筒端铰接在底座上，翻转油缸的活塞杆端部铰接在翻转支架上；所述活动支架同轴套装在翻转支架上，活动支架相对于翻转支架具有轴向移动自由度；所述推进油缸连接在翻转支架与活动支架之间，推进油缸的缸筒端铰接在翻转支架上，推进油缸的活塞杆端部铰接在活动支架上；所述刀盘位于活动支架内部，刀盘与活动支架同轴设置，刀盘通过轴承与活动支架相连接，刀盘相对于活动支架具有回转自由度；在所述活动支架内部安装有刀盘回转驱动电机，刀盘回转驱动电机的电机轴与刀盘之间通过齿轮进行动力传递；所述微波辅助破岩系统安装在活动支架和刀盘之间；在所述刀盘正对侧的翻转支架上设置有岩样承放箱，岩样承放箱内用于固定安装岩样，所述刀盘上的滚刀与岩样表面正对。