【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及摩擦磨损实验台，更具体的说是涉及一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置。
技术介绍
1、盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，近年来，先进盾构机的研发工作明显加快，盾构机的需求也越来越大。为提高盾构施工效率，亟需开展滚刀摩擦磨损性能的研究。然而，滚刀造价高、工人拆卸效率低、测试难度大为开展此类研究造成阻滞。因此，通过实验台模拟盾构机刀具真实掘进过程，成为比较有效的途径，能够有效缩短新品刀具的开发、测试、机载周期。
2、现有授权公告号为cn215640687u的技术专利，公开了一种掘进机盘形滚刀摩擦磨损疲劳寿命试验测试系统，实现对掘进机刀盘刀具的磨损跑和极限载荷下的破坏等模拟实验与研究。其包括主机框架、摩擦式样旋转部分、载荷加载部分和滚刀角度旋转部分，摩擦式样旋转部分包括旋转电机、减速机ⅰ、传动单元ⅰ和摩擦式样；载荷加载部分包括加载缸、移动座、导轨滑块副和测力传感器，移动座与主机框架之间形成导轨滑块副，加载缸推动移动座在导轨滑块副上来回移动；滚刀角度旋转部分包括滚刀电机、减速机ⅱ、传动单元ⅱ和滚刀组件，滚刀组件连接刀座上，滚刀电机转动带动减速机ⅱ旋转通过传动单元带动旋转刀座旋转一定角度。
3、还有公开号为cn110702777a的专利技术专利，公开了一种隧道掘进机滚刀磨损在线检测装置，包括用于检测滚刀刀圈的两种传感器，所述的传感器为开关型霍尔传感器与磁敏二极管，在滚刀刀圈外沿的不同位置设置磁钢，使各个磁钢向外极性相同，磁钢随着刀圈磨损一同磨损；选用r区相反布置的两个磁敏二极管
4、以及公开号为cn115683909a的专利技术专利，公开了一种考虑地应力场影响的隧道掘进机滚刀磨损实验装置及方法，包括刀具部分、围压装置、底板、联轴器、电机、重物块、导轨、滑块和支撑板；本专利技术刀具部分在岩石试样上保持圆周转动，同时在竖直方向上做贯穿运动。该测试方法具有评估滚动刀具的磨料磨损以对滚刀寿命进行预测，即耐磨性与压痕成反比，同时岩样硬度越高，滚刀磨损量越高，所产生的压痕越浅，该关系表明刀具磨损取决于岩石表面硬度或刀具盘对压痕的抵抗力。
5、现有盘形滚刀摩擦磨损测试方法主要是通过摩擦磨损实验台一次测试一把滚刀的性能，以及通过配备传感器，实时测试滚刀刀圈的磨损量，并且目前盘形滚刀摩擦磨损测试方法存在的突出问题包括：
6、1)同一时间只能测试一把滚刀，使得滚刀摩擦磨损测试周期很长，单把滚刀测试效率很低；
7、2)岩石样块制备过程中存在多因素变量，造成岩石样块材料特性区别很大，导致实验误差增大，实验结果可信度不高；
8、3)即便采用相同实验参数，但是在实验过程中，岩石样块与滚刀之间的相对运动很难保证一致性，造成实验误差增大，实验结果可信度不高；
9、4)岩石样块位置预调不方便，拆卸困难；难以准确可靠的模拟盾构机刀盘边缘处的滚刀与岩层实际接触角度的变化；
10、5)在实验过程中，虽然能够动态测试盘形滚刀的实时磨损量，但是并未利用该数值来加速实验过程，也未形成相应的算法，用于预测或比较滚刀装机寿命。
11、对此本专利技术提供一种能够利用单一岩石样块对两组滚刀进行摩擦磨损试验，以缩短试验时间和提高试验准确性的摩擦实验装置。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，具有能够同时对两组滚刀进行摩擦磨损试验。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，包括：
4、滚刀总成，所述滚刀总成包括刀架、连接装置和滚刀，所述连接装置设置于刀架上，所述连接装置用于连接滚刀并控制滚刀沿刀架移动；
5、岩石总成，所述岩石总成包括岩石台架、动力装置和岩石样块，所述动力装置设置于岩石台架上，所述动力装置用于连接岩石样块，并用于控制岩石样块与滚刀接触，所述滚刀总成设置为两个，两个所述滚刀总成中的滚刀分别设置于岩石样块的两侧；
6、所述滚刀总成还包括标记装置，所述标记装置用于对岩石样块、滚刀形成试验标记；
7、所述岩石台架上还设置有电控箱，所述电控箱内设置有控制器，所述控制器包括移动模块、偏转模块和检测模块，位于所述岩石样块两侧的滚刀总成之间形成有供岩石台架设立的检测区域，所述移动模块用于控制岩石台架移动至检测区域或移出检测区域，所述偏转模块用于控制岩石台架偏转，以控制所述岩石样块与所述滚刀之间的偏转角，所述检测模块内配置有检测策略，所述检测策略包括检测岩石模块与滚刀之间的偏转角，并获取滚刀上试验标记的磨损量以形成磨损数据，根据磨损数据获取位于岩石样块两侧滚刀的磨损速度。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述连接装置包括刀筒、刀座、导轨、导轨滑块和液压缸，所述导轨设置于刀架上，所述导轨滑块与导轨滑移连接，所述刀座设置于导轨滑块上，所述刀筒与刀座连接，所述滚刀设置于刀筒中，所述液压缸设置于刀架上，所述液压缸的输出端与刀座连接。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述动力装置包括液压马达、联轴器和旋转轴承座，所述液压马达和旋转轴承座均设置于岩石台架上并分别位于岩石样块的两端，所述岩石样块与旋转轴承座转动连接，所述液压马达的输出端与联轴器连接，所述联轴器还用于连接岩石样块，所述液压马达通过联轴器带动所述岩石样块沿与旋转轴承座连接处转动。
10、作为本专利技术的进一步改进，所述控制器还包括监控模块，所述监控模块包括滚刀单元和岩石单元；
11、所述滚刀单元包括涡流传感器，所述涡流传感器设置于刀座的底端，并用于监测滚刀的磨损程度；
12、所述岩石单元包括转速传感器，所述转速传感器设置于液压马达上，并用于检测岩石样块的转动速度。
13、作为本专利技术的进一步改进，所述岩石刀架的底部设置有移动轮，所述控制器还包括伺服模块，所述伺服模块用于控制移动轮的移动或转动，以控制所述岩石刀架移动或偏转，所述偏转模块包括输入单元和距离传感器，所述输入单元用于输入偏转值，所述偏转值表征对滚刀进行实验时预设的岩石样块偏转角度值，所述距离传感器设置于刀架上，所述滚刀的两侧分别设置两个距离传感器，所述距离传感器用于检测滚刀与岩石样块之间的距离并生成距离值，所述偏转模块内配置有识别策略，所述识别策略包括：
14、在获取到偏转值时生成偏转信号，所述伺服模块在接收到偏转信号时控制移动轮转动以带动岩石台架转动，对滚刀两侧的距离传感器的位置分别形成第一标记位和第二标记位，分别记第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述连接装置(4)包括刀筒(41)、刀座(42)、导轨(43)、导轨滑块(44)和液压缸(45)，所述导轨(43)设置于刀架(11)上，所述导轨滑块(44)与导轨(43)滑移连接，所述刀座(42)设置于导轨滑块(44)上，所述刀筒(41)与刀座(42)连接，所述滚刀(12)设置于刀筒(41)中，所述液压缸(45)设置于刀架(11)上，所述液压缸(45)的输出端与刀座(42)连接。
3.根据权利要求2所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述动力装置(5)包括液压马达(51)、联轴器(52)和旋转轴承座(53)，所述液压马达(51)和旋转轴承座(53)均设置于岩石台架(21)上并分别位于岩石样块(22)的两端，所述岩石样块(22)与旋转轴承座(53)转动连接，所述液压马达(51)的输出端与联轴器(52)连接，所述联轴器(52)还用于连接岩石样块(22)，所述液压马达(51)通过联轴器(52)带动所述岩石样块(22
4.根据权利要求3所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述控制器还包括监控模块，所述监控模块包括滚刀(12)单元和岩石单元；
5.根据权利要求4所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述岩石刀架(11)的底部设置有移动轮(23)，所述控制器还包括伺服模块，所述伺服模块用于控制移动轮(23)的移动或转动，以控制所述岩石刀架(11)移动或偏转，所述偏转模块包括输入单元和距离传感器，所述输入单元用于输入偏转值，所述偏转值表征对滚刀(12)进行实验时预设的岩石样块(22)偏转角度值，所述距离传感器设置于刀架(11)上，所述滚刀(12)的两侧分别设置两个距离传感器，所述距离传感器用于检测滚刀(12)与岩石样块(22)之间的距离并生成距离值，所述偏转模块内配置有识别策略，所述识别策略包括：
6.根据权利要求5所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述识别策略中通过构建动态模型获得实时偏转角的方式为：
7.根据权利要求6所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述检测模块包括视觉相机和实测单元，所述视觉相机用于获取岩石样块(22)和滚刀(12)并分别形成岩石图像和滚刀图像，所述检测策略配置与实测单元内，所述检测策略内配置有检测域时和范围阈值，所述检测域时表征获取滚刀图像并进行检测分析的时间间隔，所述范围阈值表征用于对滚刀(12)进行摩擦实验时岩石样块(22)最小的摩擦实验范围，所述磨损数据包括磨损量和磨损时间，所述磨损时间表征滚刀(12)上的试验标记被完全磨损的时长，所述检测策略具体包括：
8.根据权利要求7所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述检测策略还包括：
9.根据权利要求8所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述滚刀总成(1)还包括液压控制系统，所述液压控制系统用于控制液压缸(45)，所述液压控制系统包括可调溢流阀和三位四通换向阀，位于所述岩石样块(22)一侧液压缸(45)的进油口连接输出压力可调的液压泵，所述液压泵内的油液通过三位四通换向阀分别输入至岩石样块(22)两侧的液压缸(45)，所述岩石样块(22)两侧的液压缸(45)与液压泵之间连接有液路支路，所述可调溢流阀设置于液路支路中。
10.根据权利要求9所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述检测策略中还配置有用于计算滚刀磨损速度的磨损算法，所述磨损算法具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述连接装置(4)包括刀筒(41)、刀座(42)、导轨(43)、导轨滑块(44)和液压缸(45)，所述导轨(43)设置于刀架(11)上，所述导轨滑块(44)与导轨(43)滑移连接，所述刀座(42)设置于导轨滑块(44)上，所述刀筒(41)与刀座(42)连接，所述滚刀(12)设置于刀筒(41)中，所述液压缸(45)设置于刀架(11)上，所述液压缸(45)的输出端与刀座(42)连接。
3.根据权利要求2所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述动力装置(5)包括液压马达(51)、联轴器(52)和旋转轴承座(53)，所述液压马达(51)和旋转轴承座(53)均设置于岩石台架(21)上并分别位于岩石样块(22)的两端，所述岩石样块(22)与旋转轴承座(53)转动连接，所述液压马达(51)的输出端与联轴器(52)连接，所述联轴器(52)还用于连接岩石样块(22)，所述液压马达(51)通过联轴器(52)带动所述岩石样块(22)沿与旋转轴承座(53)连接处转动。
4.根据权利要求3所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述控制器还包括监控模块，所述监控模块包括滚刀(12)单元和岩石单元；
5.根据权利要求4所述的一种盾构机盘形滚刀摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述岩石刀架(11)的底部设置有移动轮(23)，所述控制器还包括伺服模块，所述伺服模块用于控制移动轮(23)的移动或转动，以控制所述岩石刀架(11)移动或偏转，所述偏转模块包括输入单元和距离传感器，所述输入单元用于输入偏转值，所述偏转值表征对滚刀(12)进行实验时预设的岩石样块(22)偏转角度值，所述距离传感器设置于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王华伟，康正阳，刘四进，刘鹏，王英才，王军，王寿强，田野，张纪迎，
申请(专利权)人：中铁十四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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