一种盾构刀盘结泥饼试验装置的制作方法

本技术涉及盾构机掘进，具体涉及一种盾构刀盘结泥饼试验装置。

背景技术：

1、盾构法已成为目前隧道工程常用的施工方法，盾构在黏性地层中掘进有刀盘结泥饼的风险。刀盘结泥饼是指被盾构刀盘切削下来的细小颗粒、碎屑滞留在掌子面与刀盘之间，受到刀盘的不断挤压、摩擦而重新聚集成块并粘附在刀盘或刀具上的现象。

2、在盾构结泥饼的工况下往往伴随着掌子面温度的升高，温度的变化与泥饼的形成存在相互影响的作用，二者相互作用规律尚不清晰。目前针对盾构刀盘结泥饼相关的试验研究，大多是在常温条件下进行的，缺乏可以考虑温度变化对刀盘结泥饼影响的试验设备。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种盾构刀盘结泥饼试验装置，解决了现有刀盘结泥饼试验均是常温条件下进行的，未考虑温度变化对刀盘结泥饼影响的问题。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、提供一种盾构刀盘结泥饼试验装置，其包括顶部平台和底座，顶部平台和底座通过多根螺杆相连，顶部平台上设置有第一定速电机，第一定速电机的输出轴穿过顶部平台的端部设置有刀盘，多根螺杆的中部设置有支撑平台，支撑平台的下表面设置有第二定速电机，第二定速电机的输出轴穿过支撑平台设置有上升组件，上升组件的顶部设置有土盒，第二定速电机通过上升组件顶升土盒，使土盒与刀盘相对配合，土盒外侧包裹有加热板，加热板与数显温控器相连。

4、本实用新型通过数显温控器控制加热板对土盒加热至不同温度，模拟真实结泥饼工况的温度，从而在不同温度下进行刀盘结泥饼试验，探究温度效应对刀盘泥结饼的影响，以便对盾构施工进行指导。

5、进一步地，上升组件与土盒之间设置有压力传感器，压力传感器与控制器电性相连。

6、本方案中，上升组件与土盒之间设置有压力传感器，采用上述方案，通过压力传感器记录土盒(掌子面)承受的压力，并将压力信息传送至控制器记录。

7、进一步地，压力传感器与控制器之间设置有信号放大器。

8、本方案中，压力传感器与控制器之间设置有信号放大器，采用上述方案，信号放大器可以对压力传感器的电信号进行放大处理，以便控制器更好的接受、记录压力传感器的压力信息。

9、进一步地，第一定速电机的输出轴与刀盘之间设置有温度传感器，温度传感器与控制器电性相连。

10、本方案中，第一速电机与刀盘之间设置有温度传感器，采用上述方案，温度传感器可直接测量刀盘面板的温度变化，并将温度信息传送至控制器记录。

11、进一步地，上升组件包括第一固定块以及安装于支撑平台上的第二固定块，第一固定块和第二固定块之间设置有转动组件，土盒设置于第一固定块的顶部。

12、进一步地，转动组件包括螺纹杆和固定杆，螺纹杆的一端穿过第二固定块与第二定速电机的输出轴相连，螺纹杆的另一端插入第一固定块预留的螺纹孔内，并与螺纹孔螺纹相连。

13、进一步地，固定杆的一端固定安装于第二固定块上，固定杆的另一端插入第一固定块预留的通孔内。

14、本方案中，固定杆的一端固定安装于第二固定块上，采用上述方案，固定杆可提供导向作用，保证第一固定块在螺纹杆的作用下，做直线升降运动。

15、进一步地，位于支撑平台下方的螺杆上设置有用于调平支撑平台的调平螺栓。

16、本方案中，螺杆上设置有用于调平支撑平台的调平螺栓，采用上述方案，调平螺栓可以用于支承平台的调平，提高数据的准确性。

17、本实用新型公开了一种盾构刀盘结泥饼试验装置，其有益效果为：

18、1、本实用新型通过数显温控器控制加热板对土盒加热至不同温度，模拟真实结泥饼工况的温度，从而在不同温度下进行刀盘结泥饼试验，探究温度效应对刀盘泥结饼的影响，以便对盾构施工进行指导。

19、2、本实用新型可直接模拟测得土盒(掌子面)压力变化和刀盘温度变化，实时同步至控制器，便于后期数据处理及分析。

20、3、本实用新型中加热板配有数显温控器，预设温度更为精确，保证实验结果真实有效。

21、4、本实用新型中定速电机可以调整转速，该设备可用于探究转速对结泥饼的影响。

技术特征：

1.一种盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：包括顶部平台(1)和底座(2)，所述顶部平台(1)和底座(2)通过多根螺杆(3)相连；

2.根据权利要求1所述的盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：所述上升组件(8)与土盒(9)之间设置有压力传感器(12)，所述压力传感器(12)与控制器(13)电性相连。

3.根据权利要求2所述的盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：所述压力传感器(12)与控制器(13)之间设置有信号放大器(14)。

4.根据权利要求2所述的盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：所述第一定速电机(4)的输出轴与刀盘(5)之间设置有温度传感器(15)，所述温度传感器(15)与控制器(13)电性相连。

5.根据权利要求1所述的盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：所述上升组件(8)包括第一固定块(81)以及安装于支撑平台(6)上的第二固定块(82)，所述第一固定块(81)和第二固定块(82)之间设置有转动组件(83)，所述土盒(9)设置于第一固定块(81)的顶部。

6.根据权利要求5所述的盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：所述转动组件(83)包括螺纹杆(831)和固定杆(832)，所述螺纹杆(831)的一端穿过第二固定块(82)与第二定速电机(7)的输出轴相连，所述螺纹杆(831)的另一端插入第一固定块(81)预留的螺纹孔内，并与螺纹孔螺纹相连。

7.根据权利要求6所述的盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：所述固定杆(832)的一端固定安装于第二固定块(82)上，所述固定杆(832)的另一端插入第一固定块(81)预留的通孔内。

8.根据权利要求1所述的盾构刀盘结泥饼试验装置，其特征在于：位于支撑平台(6)下方的所述螺杆(3)上设置有用于调平支撑平台(6)的调平螺栓(16)。

技术总结
本技术公开了一种盾构刀盘结泥饼试验装置，其包括顶部平台和底座，顶部平台和底座通过多根螺杆相连，顶部平台上设置有第一定速电机，第一定速电机的输出轴穿过顶部平台的端部设置有刀盘，多根螺杆的中部设置有支撑平台，支撑平台的下表面设置有第二定速电机，第二定速电机的输出轴穿过支撑平台设置有上升组件，上升组件的顶部设置有土盒，第二定速电机通过上升组件顶升土盒，使土盒与刀盘相对配合，土盒外侧包裹有加热板，加热板与数显温控器相连；本技术通过数显温控器控制加热板对土盒加热至不同温度，模拟真实结泥饼工况的温度，从而在不同温度下进行刀盘结泥饼试验，探究温度效应对刀盘泥结饼的影响，以便对盾构施工进行指导。

技术研发人员：耿芳闯,邹福清,单青红,梁尔斌,李双军,田敬军,石贞峰,张成来,李树良,方勇,栗尚明,经伟平,张体浩
受保护的技术使用者：中铁十四局集团隧道工程有限公司
技术研发日：20230810
技术公布日：2024/3/27