[实用新型]一种盾构机刀具磨损预测装置

说明书

本实用新型属于盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构机刀具磨损预测装置。该装置包括用于承载待测土样的试验筒、多个刀盘和多个切削刀块；刀盘包括中心圆块、辐条和环形刀架，中心圆块位于环形刀架中心，中心圆块与环形刀架通过辐条连接，辐条沿环形刀架的半径延伸并在环形刀架内成圆周均匀布置，辐条上设有多个安装孔，切削刀块通过螺栓可拆卸的安装在安装孔中；多个刀盘的辐条的数量不同，多个切削刀块至少采用两种。由此，该装置提出基于不同组合类型的刀具协同工作机制，在模拟不同砂卵石地层条件下，选取多种刀具组合进行试验，最终合理选取适应性契合、磨损量最少的刀具组合，达到刀具磨损预测的目的。

技术领域

本实用新型属于盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构机刀具磨损预测装置。

背景技术

盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械。盾构机在施工时，沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。盾构机在掘进时通常会遇到上软下硬复合地层、砂卵石地层等复杂地层，盾构机在这些复杂地层中掘进时，盾构机刀具的磨损急剧增加，以致不得不在施工过程中频繁的停机换刀，导致严重耽误工期，增加工程费用，增大工程风险。所以，在盾构掘进中，如何有效的预测刀具磨损量，从而合理布设刀具，减少刀具的磨损量，增加刀具的健康服役状态，实现长距离掘进是非常重要的。最早由法国的Cerchar研究所提出，可以用盾构机刀具磨损试验来测试岩石磨蚀性指标对刀具磨损的影响，从而对盾构机刀具的磨损进行研究。

然而，国内外关于盾构机刀具磨损试验大多侧重于硬岩磨蚀性试验，关注于复合地层及砂卵石地层的试验及方法较少，与真实情况存在较大的差距。例如目前比较常用的试验方法，是Cerchar研究所采用的线性切割机进行试验，但其可模拟的试验情况较为单一，与盾构机刀具在实际工程中的情况有所不同。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种盾构机刀具磨损预测装置，设置了多组刀具组件，从而解决了现有磨损试验可模拟情况较为单一，无法真实有效的模拟掘进过程中盾构机刀具的磨损量的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型提供了一种盾构机刀具磨损预测装置，包括用于承载待测土样的试验筒，其特征在于，包括多个刀盘和多个切削刀块；刀盘包括中心圆块、辐条和环形刀架，中心圆块位于环形刀架中心，中心圆块与环形刀架通过辐条连接，辐条沿环形刀架的半径延伸并在环形刀架内成圆周均匀布置，辐条上设有多个安装孔，切削刀块通过螺栓可拆卸的安装在安装孔中；多个刀盘的辐条的数量不同；多个切削刀块至少采用两种；安装有切削刀块的刀盘能够伸入试验筒中以在待测土样内转动。

进一步，包括两种刀盘，分别为四辐条刀盘和八辐条刀盘；四辐条刀盘包括四根辐条；八辐条刀盘包括八根辐条。

进一步，辐条的底面上，沿其长度方向依次等距排列设置有多个第一安装孔，并且第一安装孔位于辐条的中线上；辐条的两侧壁上，沿其长度方向依次等距排列设置有多个第二安装孔，并且第二安装孔关于辐条的中线对称；盾构机刀具磨损预测装置包括两种切削刀块，分别为贝壳刀和切刀，贝壳刀能够可拆卸的安装于第一安装孔，切刀能够可拆卸的安装于第二安装孔；贝壳刀和切刀与四辐条刀盘组装形成刀具组件一；贝壳刀与四辐条刀盘组装形成刀具组件二；贝壳刀和切刀与八辐条刀盘组装形成刀具组件三；贝壳刀与八辐条刀盘组装形成刀具组件四。

进一步，切削刀块还包括中心鱼尾刀，中心鱼尾刀设置在中心圆块上。

进一步，还包括试验台架，试验台架包括竖直撑杆、限位板和底座，限位板平行位于底座上方，竖直撑杆竖直支撑在限位板与底座之间，竖直撑杆上端与限位板下表面的边缘连接，竖直撑杆下端与底座上表面的边缘连接；试验筒放置在底座上并位于限位板与底座之间。