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原文传递一种用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验装置及方法

专利名称：	一种用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验装置及方法
摘要：	本申请提出一种用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验装置及方法。所述试验装置包括绞刀自转系统、岩土体横移系统和切削功率扭矩定量监控系统；绞刀自转系统包括绞刀旋转电机、绞刀轴系、绞刀轴系框架、绞刀头；岩土体横移系统包括岩土体试块、试块固定底板、伸缩螺旋扣、限位装置、横移小车、导轨、卷扬机；切削功率扭矩定量监控系统包括扭矩与轴功率监测装置。该试验装置构造简单，易于改造，可靠性强，适用性广，成本低。所述试验方法可根据用户需要设定绞刀自转速度与横移速度，可直观再现绞刀切削岩土体的运动过程，试验结果更接近真实情况，易于定量监测绞刀切削岩土体的轴功率及扭矩变化，利于对绞刀切削过程的力学机制进行研究。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司
发明人：	梁鑫;尹纪富;陆寅松;洪国军;王费新;伍立说;冒小丹;胡京招;刘功勋;周忠玮;赵旭远;谢康
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-16T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-11T00:00:00+0800
申请号：	CN202111356729.9
公开号：	CN114166678A
代理机构：	上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	叶凤
分类号：	G01N3/58;G01N33/24;G;G01;G01N;G01N3;G01N33;G01N3/58;G01N33/24
申请人地址：	200092 上海市杨浦区许昌路1296号2楼203室
主权项：	1.一种用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验装置，其特征在于，该装置包括绞刀自转系统、岩土体横移系统和切削功率扭矩定量监控系统三方面；其中，所述绞刀自转系统包括绞刀旋转电机(1)、绞刀轴系(2)、绞刀轴系框架(4)、绞刀头(5)；所述绞刀头(5)安装于绞刀轴系(2)的前端，所述绞刀旋转电机(1)通过带动绞刀轴系(2)旋转从而实现绞刀头(5)的自转运动；所述岩土体横移系统包括岩土体试块(6)、试块固定底板(7)、伸缩螺旋扣(8)、限位装置、横移小车(12)、导轨(11)、卷扬机(14)；所述岩土体试块(6)固定于试块固定底板(7)上，工作面朝上并对准所述绞刀头(5)；所述导轨(11)静止固定于地面基础上；横移小车(12)通过限位装置连接于导轨(11)上以使小车只能延导轨方向水平移动；横移小车(12)两侧通过钢缆绳(15)与卷扬机(14)相连，卷扬机(14)拖拽钢缆绳(15)控制横移小车(12)移动以实现绞刀头与岩土体之间的横向运动；所述试块固定底板(7)一侧通过插销与横移小车(12)相连，底部通过伸缩螺旋扣(8)伸缩调节以实现岩土体试块(6)倾斜角度的自由调节，达到改变绞刀头切削角度的目的；所述切削功率扭矩定量监控系统包括扭矩与轴功率监测装置(3)，安装于绞刀轴系(2)上用于监测输出的扭矩与系统实时的轴功率，以及调节其转速与输出功率。 2.根据权利要求1所述的一种用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验装置，其特征在于，所述切削功率扭矩定量监控系统还包括界面输出模块、分析模块，通过所述扭矩与轴功率监测装置(3)获得数据，试验中通过界面输出模块实时观察刀齿对岩土体的切削过程，通过分析模块进而研究分析绞刀头切削破坏岩土体的力学机制机理。 3.根据权利要求1所述的一种用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验装置，其特征在于，所述切削功率扭矩定量监控系统还包括控制器，用于控制岩土体横移系统中的伸缩螺旋扣(8)液压驱动机构以及卷扬机驱动机构，同时用于控制绞刀自转系统中的绞刀旋转电机驱动，从而控制绞刀头(5)的切削运动过程；通过分别控制绞刀头(5)的自转运动状态、伸缩螺旋扣(8)的长度以及横移小车(12)的运动状态，实现对绞刀切削运动的模拟。 4.一种用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的用于模拟绞刀切削岩土体过程的试验装置，将绞刀的自转与横移分解，能够更加直观的观测绞刀切削岩土体过程，总结绞刀切削岩土体规律；所述岩土体试块(6)固定于试块固定底板(7)上，工作面朝上并对准所述绞刀头(5)，实现绞刀自转下采集和观测绞刀切削岩土体过程，以及通过调整横移小车(12)携带岩土体试块(6)与绞刀头(5)发生横移运动，并采集和观测绞刀切削岩土体过程；以及上述两个过程共存耦合，并采集和观测绞刀切削岩土体过程；如此，总结绞刀切削岩土体规律。
所属类别：	发明专利