一种全断面岩石隧道掘进机试验台及其使用方法

技术领域

本发明涉及隧道掘进机领域，具体为一种全断面岩石隧道掘进机试验台及其使用方法。

背景技术

刀盘是全断面岩石隧道掘进机的关键部件，具有掘进和出碴两大基本功能。国内外对刀盘系统破岩掘进开展了大量研究，但对刀盘出碴的研究相对匮乏。刀盘的出碴性能直接影响着掘进速度、刀盘卡顿和刀具二次磨损，故如何提高刀盘的出碴性能对于提高全断面岩石隧道掘进机掘进性能和优化刀盘结构具有重要意义。

现有的部分全断面岩石隧道掘进机试验台在进行实验时，大多通过掘进机运行的时间与出渣比，来验证隧道掘进机对不同岩石的出渣效率，但装置不便根据掘进机刀盘旋转的速度更加直观的观测刀盘的出渣量，以便于验证掘进机的最佳旋转速度，实用性不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全断面岩石隧道掘进机试验台及其使用方法，以解决上述背景技术中提出装置不便根据掘进机刀盘旋转的速度更加直观的观测刀盘的出渣量，以便于验证掘进机的最佳旋转速度，实用性不佳的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全断面岩石隧道掘进机试验台，包括支撑台，所述支撑台上安装有固定管道，所述固定管道的内壁上设置有推送掘进机构，所述推送掘进机构的侧面设置有拨料机构；

所述推送掘进机构的外侧设置有收集管，且收集管的内壁与固定管道的内壁之间连接有第一弹簧伸缩杆，所述收集管的内壁上安装有收集箱，且收集箱嵌设在收集管端部开设的凹槽内。

优选的，所述推送掘进机构包括安装在固定管道内壁上的两个液压缸，两个所述液压缸的端部固定连接有电机，所述电机转动轴的一端上固定连接有连接管，所述连接管的端部固定连接有破碎盘，且破碎盘与收集管的一端转动连接，所述破碎盘的内部设置有螺旋片，所述破碎盘上开设有插槽，且插槽内铰接有震动杆，所述震动杆的一端做切角处理，所述震动杆的侧面与破碎盘的内壁之间铰接有复位弹簧伸缩杆；

所述破碎盘内转动连接有内齿圈，所述内齿圈的内侧传动连接有三个传动齿轮，且三个传动齿轮等距离呈环状分布，所述传动齿轮的中心轴线处旋接有固定杆，所述固定杆远离传动齿轮的一端与收集管的内壁固定连接，且三个固定杆上固定连接有轴承，所述轴承的端部固定连接有拨动圈，且拨动圈固定在内齿圈的外侧上，所述拨动圈上设置有凸块，且凸块与震动杆的一端抵触；

三个所述传动齿轮之间啮合有中心齿轮，且中心齿轮固定套接在连接管的外侧上。

优选的，所述拨料机构包括转动连接在电机上的蜗杆，所述蜗杆与电机转动轴的外侧上套设有传动带，所述蜗杆的侧面传动连接有蜗轮，所述蜗轮的两个端面上均转动连接有固定块，所述固定块固定在收集管的内壁上；

所述固定块的外侧抵触有抵触推杆，所述抵触推杆的外侧套设有限位套，且限位套固定在蜗轮的端面上，所述限位套与抵触推杆的外侧之间连接有第二弹簧伸缩杆。

优选的，所述抵触推杆为空心的，所述抵触推杆的侧面开设有通槽，所述通槽的内壁铰接有偏转杆，所述偏转杆的一端上铰接有对折拉杆，且对折拉杆远离偏转杆的一端固定在限位套的外侧上。

优选的，所述偏转杆上开设有切面，所述偏转杆的切面上旋接有H型板，所述H型板两端的卡槽内均滑动连接有滑动块，所述滑动块上固定连接有刮板，且刮板滑动连接在偏转杆表面开设的限位槽内，两个且刮板之间固定连接有第三弹簧伸缩杆。

优选的，所述固定块上部的边缘为半圆形，固定块下半部的边缘为U形。

优选的，所述连接管的端部开设有通槽。

优选的，所述的一种全断面岩石隧道掘进机试验台的使用方法，包括如下步骤：

S1：使用者将实验用的石块放置在破碎盘的端部并固定住，然后将支撑台固定住后启动电机，通过电机与其端部的连接管配合带动破碎盘逆时针旋转，然后通过液压缸缓慢的伸长使得破碎盘与石块接触，使得破碎盘对石块进行破碎，且破碎后的石块通过螺旋片向收集管内输送；

S2：且在电机带动破碎盘逆时针旋转时，其外侧的中心齿轮顺时针旋转，当中心齿轮顺时针旋转时带动其外侧的传动齿轮和内齿圈同步逆时针旋转，当内齿圈逆时针旋转时带动其上的凸块对震动杆的一端进行击打，使得震动杆的端部震动，配合破碎盘对石块进行破碎；

S3：然后在电机逆时针旋转时配合传动带带动蜗杆旋转，促使蜗轮带动其上的抵触推杆顺时针转动，且抵触推杆的一端在第二弹簧伸缩杆的作用下沿着固定块的表面滑动，当抵触推杆在固定块上半部的边缘处滑动时，偏转杆折叠在抵触推杆的内部；

当抵触推杆在固定块下半部的边缘处滑动时，固定块下半部的边缘对抵触推杆的端部进行挤压，使得抵触推杆向蜗轮的边缘处滑动，在对折拉杆的作用下拉动偏转杆偏转与抵触推杆处于垂直状态，且此时下侧的刮板贴合在收集管的内壁上并滑动，对收集管内的石块向收集箱内拨动并输送，以观测破碎盘与震动杆的出渣率。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过电机与其端部的连接管配合带动破碎盘逆时针旋转，然后通过液压缸缓慢的伸长使得破碎盘与石块接触，使得破碎盘对石块进行破碎，且破碎后的石块通过向收集管内输送，便于后续对石块进行收集。

本发明中，通过电机带动破碎盘逆时针旋转时，其外侧的中心齿轮顺时针旋转，当中心齿轮顺时针旋转时带动其外侧的传动齿轮和内齿圈同步逆时针旋转，当内齿圈逆时针旋转时带动其上的凸块对震动杆的一端进行击打，使得震动杆的端部震动，配合破碎盘对石块进行破碎，破碎效率更高。

本发明中，通过电机逆时针旋转时配合传动带带动蜗杆旋转，促使蜗轮带动其上的抵触推杆顺时针转动，且抵触推杆的一端在第二弹簧伸缩杆的作用下沿着固定块的表面滑动，当抵触推杆在固定块下半部的边缘处滑动时，拉动偏转杆偏转与抵触推杆处于垂直状态，且此时下侧的刮板贴合在收集管的内壁上并滑动，对收集管内的石块向收集箱内拨动并输送，以便于使用者调控破碎盘的转速来观测收集箱内石块的收集量，进而更直观的观测破碎盘与震动杆在不同转速下的的出渣率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的局部立体结构剖面图之一；

图3为本发明的局部立体结构剖面图之二；

图4为本发明的连接管与破碎盘的立体展开结构示意图；

图5为本发明拨料机构的立体结构示意图；

图6为本发明抵触推杆的立体结构剖面图。

图中：1、支撑台；2、固定管道；3、推送掘进机构；31、液压缸；32、电机；33、连接管；34、破碎盘；35、震动杆；36、复位弹簧伸缩杆；37、内齿圈；38、传动齿轮；39、固定杆；310、轴承；311、拨动圈；312、凸块；313、中心齿轮；314、螺旋片；4、拨料机构；41、蜗杆；42、传动带；43、蜗轮；44、固定块；45、第三弹簧伸缩杆；46、抵触推杆；47、限位套；48、第二弹簧伸缩杆；49、通槽；410、偏转杆；411、对折拉杆；412、H型板；413、滑动块；414、刮板；5、收集管；6、第一弹簧伸缩杆；7、收集箱。

具体实施方式

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，本领域普通技术工作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。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种全断面岩石隧道掘进机试验台，包括支撑台1，支撑台1上安装有固定管道2，固定管道2的内壁上设置有推送掘进机构3，推送掘进机构3的侧面设置有拨料机构4；

推送掘进机构3的外侧设置有收集管5，且收集管5的内壁与固定管道2的内壁之间连接有第一弹簧伸缩杆6，收集管5的内壁上安装有收集箱7，且收集箱7嵌设在收集管5端部开设的凹槽内。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，推送掘进机构3包括安装在固定管道2内壁上的两个液压缸31，两个液压缸31的端部固定连接有电机32，电机32转动轴的一端上固定连接有连接管33，连接管33的端部固定连接有破碎盘34，且破碎盘34与收集管5的一端转动连接，破碎盘34的内部设置有螺旋片314，破碎盘34上开设有插槽，且插槽内铰接有震动杆35，震动杆35的一端做切角处理，震动杆35的侧面与破碎盘34的内壁之间铰接有复位弹簧伸缩杆36；

破碎盘34内转动连接有内齿圈37，内齿圈37的内侧传动连接有三个传动齿轮38，且三个传动齿轮38等距离呈环状分布，传动齿轮38的中心轴线处旋接有固定杆39，固定杆39远离传动齿轮38的一端与收集管5的内壁固定连接，且三个固定杆39上固定连接有轴承310，轴承310的端部固定连接有拨动圈311，且拨动圈311固定在内齿圈37的外侧上，拨动圈311上设置有凸块312，且凸块312与震动杆35的一端抵触；

三个传动齿轮38之间啮合有中心齿轮313，且中心齿轮313固定套接在连接管33的外侧上。

本实施例中，如图2、图3、图5、图6所示，拨料机构4包括转动连接在电机32上的蜗杆41，蜗杆41与电机32转动轴的外侧上套设有传动带42，蜗杆41的侧面传动连接有蜗轮43，蜗轮43的两个端面上均转动连接有固定块44，固定块44固定在收集管5的内壁上；

固定块44的外侧抵触有抵触推杆46，抵触推杆46的外侧套设有限位套47，且限位套47固定在蜗轮43的端面上，限位套47与抵触推杆46的外侧之间连接有第二弹簧伸缩杆48。

本实施例中，如图2、图3、图5、图6所示，抵触推杆46为空心的，抵触推杆46的侧面开设有通槽49，通槽49的内壁铰接有偏转杆410，偏转杆410的一端上铰接有对折拉杆411，且对折拉杆411远离偏转杆410的一端固定在限位套47的外侧上。

本实施例中，如图2、图3、图5、图6所示，偏转杆410上开设有切面，偏转杆410的切面上旋接有H型板412，H型板412两端的卡槽内均滑动连接有滑动块413，滑动块413上固定连接有刮板414，且刮板414滑动连接在偏转杆410表面开设的限位槽内，两个且刮板414之间固定连接有第三弹簧伸缩杆45。

本实施例中，如图2、图3、图5、图6所示，固定块44上部的边缘为半圆形，固定块44下半部的边缘为U形。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，连接管33的端部开设有通槽。

本发明的使用方法和优点：该一种全断面岩石隧道掘进机试验台的使用方法，工作过程如下：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示：

S1：使用者将实验用的石块放置在破碎盘34的端部并固定住，然后将支撑台1固定住后启动电机32，通过电机32与其端部的连接管33配合带动破碎盘34逆时针旋转，然后通过液压缸31缓慢的伸长使得破碎盘34与石块接触，使得破碎盘34对石块进行破碎，且破碎后的石块通过螺旋片314向收集管5内输送；

S2：且在电机32带动破碎盘34逆时针旋转时，其外侧的中心齿轮313顺时针旋转，当中心齿轮313顺时针旋转时带动其外侧的传动齿轮38和内齿圈37同步逆时针旋转，当内齿圈37逆时针旋转时带动其上的凸块312对震动杆35的一端进行击打，使得震动杆35的端部震动，配合破碎盘34对石块进行破碎；

S3：然后在电机32逆时针旋转时配合传动带42带动蜗杆41旋转，促使蜗轮43带动其上的抵触推杆46顺时针转动，且抵触推杆46的一端在第二弹簧伸缩杆48的作用下沿着固定块44的表面滑动，当抵触推杆46在固定块44上半部的边缘处滑动时，偏转杆410折叠在抵触推杆46的内部；

当抵触推杆46在固定块44下半部的边缘处滑动时，固定块44下半部的边缘对抵触推杆46的端部进行挤压，使得抵触推杆46向蜗轮43的边缘处滑动，在对折拉杆411的作用下拉动偏转杆410偏转与抵触推杆46处于垂直状态，且此时下侧的刮板414贴合在收集管5的内壁上并滑动，对收集管5内的石块向收集箱7内拨动并输送，以便于使用者调控破碎盘34的转速来观测收集箱7内石块的收集量，进而更直观的观测破碎盘34与震动杆35在不同转速下的的出渣率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。