[发明专利]岩石掘进机多刀多角度破岩装置

权利要求书

1.一种岩石掘进机多刀多角度破岩装置，由自反力架体、环状围压加载工作台、刀具座、球铰接座、刀具角度调节卡环、Z向伺服作动器、导轨导向机构、掘进机刀具、岩石试件、X向伺服作动器、Y向内置伺服作动器、水平双层直线导轨、三向压力传感器组成，其特征在于：将岩石试件侧向移动方向设为X轴，岩石试件推进方向设为Y轴，垂直于的岩石试件破碎表面方向设为Z轴；X向伺服作动器安装在水平双层直线导轨与环状围压加载工作台之间，Y向内置伺服作动器安装在水平双层直线导轨与自反力架体之间，Z向伺服作动器安装在导轨导向机构与自反力架体之间，导轨导向机构、水平双层直线导轨安装在自反力架体上，掘进机刀具固定在刀具座中，刀具座通过三向压力传感器与球铰接座螺栓连接，球铰接座安装到导轨导向机构上，刀具角度调节卡环安装在球铰接座上，岩石试件固定于环状围压加载工作台中。

2.根据权利要求1所述的高水压下盾构机的试验加载装置，其特征在于：所述装置的工作原理是，在岩石试件外侧开始试验，Z向伺服作动器驱动导轨导向机构，使掘进机刀具相对岩石试件达到设定的贯入量，X向伺服作动器驱动环状围压加载工作台，使掘进机刀具到达岩石试件初始破碎位置，Y向内置伺服作动器通过水平双层直线导轨驱动环状围压加载工作台直线运动，使岩石试件在掘进机刀具作用下发生破碎，破碎过程中贯入量保持不变，刀具与岩石的压力可变；在岩表面开始试验，Z向伺服作动器驱动导轨导向机构，使掘进机刀具作用于岩石试件表面达到设定的压力，岩石破碎过程中可保持压力不变，贯入量可变；试验时通过更换刀具角度调节卡环，调节球铰接座偏转角度，改变掘进机刀具破碎岩石的刀刃角度，实现多角度破岩；安装把以上刀具，可使中间刀具作用下的岩石破碎发生在相邻刀具产生的应力场环境中，岩石破碎条件更接近实际掘进工程，实现了多刀多角度破岩模拟，整个试验过程中如发生掘进机刀具过载，通过自动调节Z向伺服作动器进行卸载，环状围压加载工作台采用液压缸在岩石试件圆周方向分段加载，可模拟不同地质条件下岩石的内应力，实现了真实地质条件下的岩石破碎模拟，个方向伺服作动器作用力最终都作用于自反力架体，采用三向压力传感器实时检测掘进机刀具受力状态，进而获取掘进机刀具的最优破岩参数。