一种刀轴转的盾构滚刀跑合装置的制作方法

1.本发明涉及盾构技术基础研究领域，具体涉及一种刀轴转的盾构滚刀跑合装置。


背景技术：

2.近年来，盾构机在隧道施工中广泛应用，盾构滚刀更换及维修直接影响着工程进度和施工成本，盾构滚刀可靠的工作是盾构施工的基本条件。新造或维修的盾构滚刀在组装后需经跑合调试来检测刀具质量，现有的滚刀跑合调试方式为通过人力转动滚刀刀体进行跑合。跑合过程中刀具的扭矩通过人力扳动扭矩扳手测得。
3.现有的滚刀跑合调试存在以下问题：
4.1)由于人力无法做到长时间恒转速、恒扭矩跑合，跑合时间不够导致刀具出厂扭矩不稳定，此种跑合方式无法真实模拟刀具实际施工中的工作状态。
5.2)人工测量刀具扭矩无法做到恒转速，测量时扭矩跳动大，导致测量的扭矩读数不准确。
6.3)现有的跑合装置存在滚刀放置困难，无法实时读取刀具扭矩等问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种刀轴转的盾构滚刀跑合装置，具有减少人工成本，减少跑合时间，提高跑合效率，保证滚刀的使用性能。
8.本发明采用的技术方案如下：
9.一种刀轴转的盾构滚刀跑合装置，包括：
10.试验台；
11.固设在所述试验台上用于固定滚刀刀圈的刀圈夹紧组件；以及
12.固设在试验台上的驱动机构；以及
13.一部分可拆卸式装配于滚刀刀轴上的、另一部分与所述驱动机构的动力输出端固定连接的、用于驱动滚刀刀轴相对于所述滚刀刀圈转动的执行机构。
14.采用上述技术方案，滚刀刀圈通过刀圈夹紧组件固定安装在试验台上，滚刀刀轴通过驱动机构以及执行机构配合实现转动，使刀圈跟刀轴进行相对的旋转运动，从而通过电气设备的控制代替人力控制跑合，提高了跑合效率。
15.其中，所述刀圈夹紧组件包括与环设在滚刀刀圈上且与滚刀刀圈相对固定的夹紧工装。
16.其中，所述所述驱动机构包括驱动电机以及与驱动电机输出端固定连接的减速机，通过减速机降低转速增大扭矩。
17.其中，所述执行机构包括滚刀回转支架以及刀轴夹持工装，所述刀轴夹持工装与滚刀回转支架固定连接，刀轴夹持工装上开设有与滚刀刀轴转动配合的旋转槽，所述滚刀刀轴穿过滚刀回转支架与减速机的输出轴固定连接，驱动电机用于驱动滚刀刀轴绕中心轴做旋转运动。
18.其中，所述减速机与滚刀回转支架之间的连接轴上还安装有扭矩传感器，通过扭矩传感器测量滚刀转动扭矩，满足了扭矩检测的实时性和准确性。
19.所述试验台为整体式钢结构，试验台下方还设置有控制盒，所述控制盒表面为综合控制面板，控制面板上安装有各种仪表和控制按钮，控制盒内部设置有安装有控制器，所述控制器与驱动电机以及扭矩传感器通讯连接。
20.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
21.滚刀刀轴通过夹持固定组件固定安装在试验台上，滚刀刀圈通过刀圈夹紧组件固定安装在试验台上，滚刀刀轴通过驱动机构以及执行机构配合实现转动，使刀圈跟刀轴进行相对的旋转运动，从而通过电气设备的控制代替人力控制跑合，提高了跑合效率，进一步提高滚刀扭矩测量数据准确度，保证滚刀生产及维修质量合格。
22.本发明提供的一种刀轴转的盾构滚刀跑合装置，操作简单省力，减少不必要的体力劳动，提高作业效率，节约劳务成本。
附图说明
23.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
24.图1是本发明中一种刀轴转的盾构滚刀跑合装置的结构示意图；
25.附图标记
26.试验台-1；刀圈夹紧组件-2；驱动机构-3；滚刀刀轴-4；滚刀刀圈-5；执行机构-6；驱动电机-7；减速机-8；滚刀回转支架-9；刀轴夹持工装-10；旋转槽-11；扭矩传感器-12；控制盒-13；凸缘联轴器-14。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.如图1所示，本发明公开了一种刀轴转的盾构滚刀跑合装置，包括：
29.试验台1，所述试验台1为整体式钢结构；
30.固设在所述试验台1上用于固定滚刀刀圈5的刀圈夹紧组件2；以及
31.固设在试验台1上的驱动机构3；以及
32.一部分可拆卸式装配于所述滚刀刀轴4上的、另一部分与所述驱动机构3的动力输出端固定连接的、用于驱动所述滚刀刀轴4相对于所述滚刀刀圈5转动的执行机构6。
33.在一具体的实施方式中，所述刀圈夹紧组件2包括与环设在滚刀刀圈5上且与滚刀刀圈5相对固定的夹紧工装，夹紧工装具体为螺栓连接的两个半圆形的抱箍件，抱箍件环抱设置在刀圈外圆周上，通过调节紧固螺栓的松紧，实现将刀圈夹紧固定，用以保证滚刀刀圈5不发生旋转运动。
34.在一具体的实施方式中，所述驱动机构3包括驱动电机7以及与驱动电机7输出端通过凸缘联轴器14固定连接的减速机8，通过减速机8降低转速增大扭矩。
35.在一具体的实施方式中，所述执行机构6包括滚刀回转支架9以及刀轴夹持工装
10，所述刀轴夹持工装10与滚刀回转支架9固定连接，刀轴夹持工装10上开设有与滚刀刀轴4转动配合的旋转槽11，所述滚刀刀轴4穿过滚刀回转支架9与减速机8的输出轴固定连接，驱动电机7用于驱动滚刀刀轴4绕中心轴做旋转运动。
36.在一具体的实施方式中，所述减速机8与滚刀回转支架9之间的连接轴上还安装有扭矩传感器12，通过扭矩传感器12测量滚刀转动扭矩，满足了扭矩检测的实时性和准确性。
37.在一具体的实施方式中，试验台1下方还设置有控制盒13，所述控制盒13表面为综合控制面板，控制面板上安装有各种仪表和控制按钮，控制盒13内部设置有安装有控制器，所述控制器与驱动电机7以及扭矩传感器12通讯连接，扭矩传感器12实时将数据传输至控制器，扭矩数据显示于控制盒13内，控制盒13内安装变频器进而控制电机转速。
38.上述实施方式中，所述驱动电机7、减速机8、扭矩传感器12以及滚刀回转支架9均安装在不同高度的支座上，使其动力传动方向保持水平。
39.上述实施方式中，驱动机构3与执行机构6之间按动力传递方向依次连接有电机输出端、凸缘联轴器14、减速机8、凸缘联轴器14、扭矩传感器12、凸缘联轴器14以及刀圈刀轴。
40.下面结合对某一型号滚刀进行性能检测试验做详细说明：
41.一、试验准备
42.检查试验平台各个连接螺栓是否松动和各个控制系统工作是否正常，如有异常可进行适当处理。确定总电源处于关闭状态。
43.二、试验过程
44.跑合试验跑合试验
45.1)使用刀圈夹紧组件2把滚刀刀圈5夹紧固定牢固，将滚刀刀轴4安装在刀轴夹持工装10中；
46.2)启动驱动电机7，扭矩传感器12实时将数据传输至控制器，扭矩数据显示于控制盒13内，控制盒13内安装变频器进而控制电机转速；
47.3)跑合一定时间，如运转平稳且无异常噪音，则刀具轴承合格。
48.滚刀滚动扭矩试验
49.用刀圈夹紧组件2夹紧固定滚刀刀圈5，通过驱动电机7以及刀轴夹持工装10带动滚刀刀轴4相对刀圈旋转，通过扭矩传感器12测量滚刀转动扭矩，如果扭矩不超出允许值，则滚刀滚动灵活性满足要求。
50.三、试验总结
51.通过对滚刀的跑合试验和滚动扭矩试验，可以判定刀具轴承、密封件和装配质量是否合格。保证了施工中滚刀的质量，减少滚刀损坏概率，提高掘进速度。
52.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
53.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些
修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。