[实用新型]一种全断面岩石隧道掘进机试验台

说明书

本实用新型公开了一种全断面岩石隧道掘进机试验台，包括：试验台机架；试验台机架上固定设置有滑轨、竖直推进装置和水平推进装置；其中，竖直推进装置的固定端固定安装于试验台机架，竖直推进装置的输出端安装有刀座总成和激振源；刀座总成用于安装滚刀，激振源用于试施加振动载荷，实现模拟滚刀激振源组合破岩；水平推进装置的固定端固定安装于试验台机架，水平推进装置的输出端安装有岩箱；岩箱可滑动的安装于滑轨。本实用新型可用来验证新型破岩机理，通过试验为新型的全断面岩石隧道掘进机刀盘开发积累经验。

技术领域

本实用新型属于机械设计技术领域，涉及全断面岩石隧道掘进机领域，特别涉及一种全断面岩石隧道掘进机试验台。

背景技术

隧道及地下空间的飞速发展，促进了盾构法施工技术的进步；全断面岩石隧道掘进机因掘进速度快、质量优、对周围环境影响小、自动化程度高、施工安全性相对较高的优点，越来越多的应用于长大隧道建设中。面对硬岩地质条件，全断面岩石隧道掘进机通常会出现破岩效率低、滚刀磨损严重的问题，进而影响隧道施工的效率和成本。综上，研制具备强地质适应能力的岩石掘进设备成为长大隧道建设急需解决的问题。

刀盘是岩石隧道掘进设备的核心部件，有破岩掘进和排出岩碴的基本功能，直接影响设备的掘进效率。传统全断面岩石隧道掘进机的破岩机理为掌子面在滚刀持续的滚压作用下，刀刃下方的岩石会先形成密实核，然后驱动侧向裂纹从密实核的一侧萌生，之后与相邻滚刀的侧向裂纹相贯通，使掌子面岩石以岩碴的形式脱离母岩。但面对高硬地质条件，传统的破岩机理无法使相邻滚刀之间的侧向裂纹顺利贯通，进而造成破岩效率低，掘进速度慢，滚刀磨损严重的现象。为解决上述问题，通常采用建立试验台的方法。以科罗拉多矿业大学Ozdemir等人设计的滚刀直线切削试验台为代表，国内外学者在全断面岩石隧道掘进机破岩试验方面进行了大量的研究，通过设计使滚刀和岩箱发生相对运动来模拟破岩过程，在试验中去寻找解决实际工程难题的办法。现有的研究中，如：Knickmeyer和Baumann(1981年)设计的活化滚子滚刀(ARC)系统，通过在滚刀轴上加上高频振荡器，发现振荡的动载荷可影响滚刀的贯入度；胡德和阿莱霍森(2000年)设计的新型振荡盘形切削(ODC)系统,可在较大的掘进速度下，通过振荡载荷来破碎硬岩，且破岩过程中滚刀的切削力较低。

综上，亟需一种新的直线滚刀冲击锤组合破岩的全断面岩石隧道掘进机试验台。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全断面岩石隧道掘进机试验台，以解决上述存在的一个或多个技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的一种全断面岩石隧道掘进机试验台，包括：

试验台机架，用于作为所述全断面岩石隧道掘进机试验台的支架；所述试验台机架上固定设置有滑轨、竖直推进装置和水平推进装置；

其中，所述竖直推进装置的固定端固定安装于所述试验台机架，所述竖直推进装置的输出端安装有刀座总成和激振源；其中，所述刀座总成用于安装滚刀，所述激振源用于试施加振动载荷，实现模拟滚刀激振源组合破岩；

所述水平推进装置的固定端固定安装于所述试验台机架，所述水平推进装置的输出端安装有岩箱；所述岩箱可滑动的安装于所述滑轨。

进一步地，所述试验台机架包括：底板、顶板和立柱；所述底板用于固定设置于地基或基座上；所述立柱的两端分别通过法兰可拆卸的固定安装于所述底板和所述顶板上。

进一步地，所述竖直推进装置包括：第一液压缸；所述第一液压缸竖直设置；所述第一液压缸包括第一缸体和第一活塞杆；所述第一缸体固定设置于所述顶板，所述第一活塞杆上固定安装有中间板。

进一步地，所述中间板设置有套筒安装孔，通过套筒可滑动的套装于所述立柱上。