[发明专利]TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置

权利要求书

1.TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，其特征在于：包括安装座(1)，在安装座(1)上安装有驱动机构(2)、扭矩测量仪(3)、拟刀盘(4)和搅拌锅(5)，驱动机构(2)的输出轴与扭矩测量仪(3)的一端传动连接，扭矩测量仪(3)的另一端与一传动轴(6)传动连接，并且所述传动轴(6)与拟刀盘(4)的安装转轴(7)传动连接，以通过驱动机构(2)驱动拟刀盘(4)转动；所述搅拌锅(5)具有内凹的容纳腔(8)，所述容纳腔(8)的上端为开口侧，所述拟刀盘(4)可水平转动的设置在容纳腔(8)内，并且拟刀盘(4)上的安装转轴(7)从容纳腔(8)的上端开口侧向上延伸；在所述容纳腔(8)内填充有破碎岩体(18)；还包括法向加压机构(11)；所述搅拌锅(5)的锅壁包括内壁(12)和外壁(13)，并且在内壁(12)和外壁(13)之间形成密封的液压腔(14)；所述法向加压机构(11)为液压泵，并且所述液压泵的液体输出端通过管路与所述液压腔(14)连通。

2.如权利要求1所述的TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，其特征在于：所述传动轴(6)以及驱动机构(2)的输出轴均为竖向设置，并且传动轴(6)、驱动机构(2)的输出轴和安装转轴(7)同轴设置。

3.如权利要求1所述的TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，其特征在于：所述传动轴(6)以及驱动机构(2)的输出轴均为水平设置，所述传动轴(6)与安装转轴(7)通过转向传动机构(9)传动连接。

4.如权利要求3所述的TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，其特征在于：所述转向传动机构(9)为涡轮蜗杆机构。

5.如权利要求3所述的TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，其特征在于：还包括轴向加压机构(10)，所述轴向加压机构(10)可向安装转轴(7)施加轴向的压力。

6.如权利要求5所述的TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，其特征在于：所述安装转轴(7)可在竖向方向上移动一定的位移量，所述轴向加压机构(10)为固定的设置在安装转轴(7)顶端的砝码托盘。

7.如权利要求1所述的TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，其特征在于：还包括盖体(15)，所述盖体(15)可扣紧的盖在所述容纳腔(8)上端的开口侧上，所述安装转轴(7)穿过所述盖体(15)。

8.TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验方法，采用上述权利要求1至7中任意一项所述的TBM刀盘卡机时破碎岩体反扭矩模拟试验装置，包括如下步骤：

步骤一：将试验所需的破碎岩体样品放入搅拌锅(5)内，同时放置拟刀盘(4)，并进行相应的传动连接，之后盖上盖体(15)；

步骤二：启动轴向加压机构(10)，通过轴向加压机构(10)向拟刀盘(4)施加轴向压力；

步骤三：启动法向加压机构(11)，通过法向加压机构(11)向搅拌锅(5)内的破碎岩体(18)施加法向压力；

步骤四：启动驱动机构，以带动拟刀盘(4)进行搅拌，直至搅拌启动并在速度平稳后保持3～5分钟；

步骤五：试验过程中记录各时刻扭矩测量仪(3)的扭矩实测值；

步骤六：绘制时间和扭矩实测值曲线，取曲线拐点最大值为卡机启动时候的启动反扭矩，取曲线拐点后部近水平直线段的切线斜距作为转动后的转动反扭矩。