一种悬臂式隧道掘进机整机试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于悬臂式隧道掘进机的试验设备，具体是一种悬臂式隧道掘进机整机试验装置，属于工程机械技术领域。
【背景技术】
[0002]悬臂式隧道掘进机是集机、电、液于一体的专用于隧道工程开挖的新型大型高科技施工装备，主要用于大断面公路、铁路及地铁等隧道施工，其采用履带式行走方式进行行走，通过控制悬臂上下、左右摆动调节它的切割范围，然后利用切割头旋转切割岩土层，最后由装运机构或使用其他方式将切削下来的岩土输送至机器后部；整机具有掘进幅度大，破岩能力强，开挖断面自由、施工成本低，安全高效等特点。虽然这种设备在国内外还处在试制阶段，但各大厂家加大了研发投入，在不远的将来它将是提升国内山体隧道的施工质量和效益，促进国内山体隧道施工模式的重要转变。
[0003]悬臂式隧道掘进机的主要功能是内部的切割机构可以提供足够大的扭矩，以实现截割作业。而切割机构的最大扭矩作为主要性能参数中最重要的参数，它的大小直接决定了悬臂式隧道掘进机的工作能力。
[0004]目前，悬臂式隧道掘进机在装配下线以后，对整机主要设计技术参数(切割机构的最大扭矩、转速、功率)没有足够的满足需要的检测方法，导致悬臂式隧道掘进机早期故障率高。同时，隧道工作环境恶劣，其截面尺寸和起重均受到限制，若悬臂式隧道掘进机在隧道内出现故障，维修极其不便，服务次数多，服务费用高。
[0005]现有悬臂式隧道掘进机的试验方法只有三种，第一种是空载时整机运转时试验，第二种是对悬臂式隧道掘进机切割机构单独进行模拟负载试验，第三种是在隧道施工现场进行试验来检测技术参数，但这三种方法均存在弊端，如:一、空载时不仅难以测量各技术参数，而且难以发现大多数的早期故障；二、对悬臂式隧道掘进机切割机构单独进行模拟负载试验时，只对切割减速机和切割臂的稳定性和技术参数有了初步的验证，对整机使用性能和稳定性仍不能确定；三、隧道施工现场试验时人力资源及时间占用都比较大，劳动强度大，试验成本高，同时还受隧道地质情况的制约，在市场需求量增大时，这种方法的试验周期将不能满足生产的需要。故为了检测悬臂式隧道掘进机的设计技术参数以制造优质产品，对悬臂式隧道掘进机整机稳定性，整机性能参数进行验证显得日趋重要。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种悬臂式隧道掘进机整机试验装置，其结构简单、可靠实用，能够应用于悬臂式隧道掘进机整机试验和整机数据分析，满足各种型号悬臂式隧道掘进机试验需求，确保技术参数测量准确以制造优质产品，降低试验成本。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的一种悬臂式隧道掘进机整机试验装置，包括底座、固定安装在底座上的增速箱和测功器、转矩转速传感器以及控制系统，所述增速箱的输出传动轴与测功器轴向连接，增速箱的输入传动轴上套有增速箱花键套；悬臂式隧道掘进机上的切割机构经过渡法兰与增速箱花键套通过万向联轴器连接；所述转矩转速传感器与测功器连接，并将所测的扭矩、转速及功率信号传输给控制系统。
[0008]优选地，所述切割机构经过渡法兰与增速箱花键套通过大万向联轴器连接。
[0009]优选地，所述增速箱的输出传动轴通过小万向联轴器与测功器连接。
[0010]优选地，所述转矩转速传感器将所测的扭矩、转速及功率信号通过线路接入控制系统，所述控制系统动态显示所测数据，并对试验数据进行分析、调整、检测、存档及打印。
[0011]优选地，所述的测功器为水涡流测功器、电力测功器、磁粉测功器、电涡流测功器、磁滞测功器、液压测功器或摩擦片式测功器。
[0012]优选地，还包括用于支撑增速箱和测功器的支座，所述增速箱与测功器通过各自的支座固定在底座上。
[0013]一方面可以根据待试验悬臂式隧道掘进机的理论扭矩初步设定好测功器的力矩，通过计算机控制系统自动调节测功器制动力矩的大小，检测其输出扭矩、转速、功率，加载效率，测试掘进机工作机构减速机油温，测试掘进机工作机构传动系统的初期磨合等技术参数。另一方面可以设定待试验数据，对悬臂式隧道掘进机进行可靠性试验，直至按程序完成试验。
[0014]与现有技术相比，本发明通过待试验悬臂式隧道掘进机上的切割机构带动过渡法兰、过渡法兰带动大万向联轴器、大万向联轴器带动增速箱花键套、增速箱花键套带动增速箱，并将扭矩传递给增速箱、增速箱带动小万向联轴器、小万向联轴器带动测功器轴向运动；与测功器连接的转矩转速传感器再将信号输入计算机，从而实现悬臂式隧道掘进机系统状况试验与整机数据分析。本发明一方面设计合理，可靠实用、工作性能稳定，使用操作方便；另一方面，确保技术参数测量准确以制造优质产品，并可对产品进行优化设计；再者，本发明可以根据不同的地质情况，给出不同的数据值按规定程序进行试验，不仅很好的模拟实际工况进行试验，而且降低试验成本。最终，本发明结构简单、可靠实用，能够应用于悬臂式隧道掘进机整机试验和整机数据分析，满足各种型号悬臂式隧道掘进机试验需求，确保技术参数测量准确以制造优质产品，有效降低了悬臂式隧道掘进机早期故障率，减少了服务次数，降低了服务费用。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]图中:1、切割机构，2、过渡法兰，3、大万向联轴器，4、增速箱花键套，5、增速箱，6、小万向联轴器，7、底座，8、测功器，9、控制系统。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018]如图1所示，一种悬臂式隧道掘进机整机试验装置，包括底座7、固定安装在底座7上的增速箱5和测功器8、转矩转速传感器以及控制系统9，所述增速箱5的输出传动轴与测功器8轴向连接，增速箱5的输入传动轴上套有增速箱花键套4 ;悬臂式隧道掘进机上的切割机构I经过渡法兰2与增速箱花键套4通过万向联轴器连接；所述转矩转速传感器与测功器8连接，并将所测的扭矩、转速及功率信号传输给控制系统9。其中，测功器用于提供阻尼力矩来试验悬臂式隧道掘进机的扭矩及系统稳定性。
[0019]优选地，所述切割机构I经过渡法兰2与增速箱花键套4通过大万向联轴器3连接，所述增速箱5的输出传动轴通过小万向联轴器6与测功器8连接，即切割机构1、过渡法兰2、大万向联轴器3、增速箱花键套4、增速箱5、小万向联轴器6以及测功器8依次轴向相连。因万向联轴器对同轴度要求不高，便于加工、制造、安装和维修，故采用大万向联轴器3进行连接时，安装拆卸更方便，成本低，借助本身的角向补偿能力，能实现所连接的两个部件连续回转，并可靠地传递转矩和运动，结构紧凑，传动效率高。
[0020]优选地，所述转矩转速传感器将所测