CN107246958B - 盾构机中心回转接头的性能试验设备及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构机中心回转接头的性能试验设备及方法，该设备包括：工作平台；支设于工作平台上的传动装置；安装于传动装置上的驱动装置；安装于工作平台上的支撑装置，用于支撑连接安装在传动装置上的盾构中心回转接头；以及配套动力装置，用于向盾构中心回转接头内的管路输入流体介质并控制所输入的流体介质的压力，从而实现在盾构中心回转接头转动的情形下进行性能检测。本发明利用驱动装置和传动装置实现模拟该盾构中心回转接头在盾构机掘进施工时的动态工况，为判定盾构中心回转接头性能是否满足盾构机工作所需指标提供有力的依据，对盾构中心回转接头进行客观真实的检测，解决了现有静态检测的局限性，为盾构机正常工作提供关键保障。

Description

盾构机中心回转接头的性能试验设备及其试验方法

技术领域

本发明涉及盾构机用中心回转接头的测试领域，特指一种盾构机中心回转接头的性能试验设备及其试验方法。

背景技术

随着当前我国加强基础设施建设，铁路、水利工程、城市轨道交通等建设行业正在实现跨越式发展，与基础建设相适应的隧道掘进施工设备(盾构机、顶管等)需求增长迅速。利用“盾构法”开挖隧道过程中，需借助中心回转接头向开挖土仓注入土体改良剂及向超挖刀油缸或刀具磨损检测装置输送液压油以分别实现改良土体、转弯和刀具的磨损检测。

盾构机中心回转接头安装于刀盘中心后部并随刀盘同步旋转，作为连接隧道开挖土仓与后配套设备流体***的核心部件，其性能随着现代隧道施工常常遇到复杂地层及小曲率半径的隧道线型要求而备受关注。在长期隧道开挖实践积累中发现，中心回转接头出现的问题主要是密封失效或装配过程中存在安装缺陷，损坏形式主要包括：土砂密封失效，土砂侵入轴承部件，使得轴承卡死；旋转分配轴被隔腔间的密封圈磨出一道道沟槽，使各个通道的密封性降低，情况严重时添加剂液体流至液压通道，致使油液污染或管路堵塞，使超挖刀失效或添加剂无法正常注入等，尤其在含沙量较多的地层中长期使用或隧道施工选用重复开挖的盾构设备，密封件极易磨损，在掘进过程中心回转接头出现失效基本无法修复，将直接影响盾构正常工作导致施工进度延误。因此，在中心回转接头装配到盾构机前对其进行有效的性能检测十分必要。但是，现有的检测方式仅是对中心回转接头进行静态的检测，其检测结果的可靠性较低，经常会发生静态检测合格而在实际施工过程中出现失效，从而严重影响工程进度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种盾构中心回转接头的性能试验设备及其试验方法，解决现有的对中心回转接头静态检测方式的结果可靠性较低而影响工程进度的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种盾构机中心回转接头的性能试验设备，包括：

工作平台；

支设于所述工作平台上的传动装置，所述传动装置上设有传动轴，所述传动轴具有相对的第一端和第二端，所述传动轴的第二端用于连接盾构机中心回转接头；

安装于所述传动装置上的驱动装置，与所述传动轴的第一端驱动连接并驱动所述传动轴转动；

可移动调节地安装于所述工作平台上的支撑装置，用于支撑连接安装在所述传动轴的第二端的盾构中心回转接头，所述支撑装置可沿所述工作平台向靠近或远离所述传动装置的方向移动，进而使得所述支撑装置和所述传动装置的间距适配于盾构中心回转接头的长度，所述支撑装置的支撑高度可调，通过调整所述支撑装置的支撑高度从而使得所述支撑装置支撑连接的盾构中心回转接头的中心轴线与所述传动轴的中心轴线重合；

配套动力装置，用于向所述盾构中心回转接头内的管路输入流体介质并控制所输入的流体介质的压力，从而实现在盾构中心回转接头转动的情形下进行性能检测。

本发明的试验设备提供了一种动态性能检测的方式，利用驱动装置和传动装置让盾构中心回转接头进行转动，从而模拟该盾构中心回转接头在盾构机掘进施工时的动态工况，为判定盾构中心回转接头性能是否满足盾构机工作所需指标提供有力的依据，对盾构中心回转接头进行客观真实的检测，且检测结果具有较高的可靠性和稳定性，解决了现有静态检测的局限性，为盾构机正常工作提供关键保障。

本发明盾构机中心回转接头的性能试验设备的进一步改进在于，还包括设于所述工作平台上的热成像仪，用于在盾构中心回转接头进行性能检测的过程中实时感测所述盾构中心回转接头的温度并形成对应的温度数据。

本发明盾构机中心回转接头的性能试验设备的进一步改进在于，还包括与所述驱动装置、所述配套动力装置和所述热成像仪控制连接的控制***，所述控制***用于实现远程控制所述驱动装置、所述配套动力装置和所述热成像仪的工作，还用于采集并记录所述驱动装置驱动所述盾构中心回转接头的转速数据、所述盾构中心回转接头的管路中输入的流体介质的压力数据和流量数据以及所述温度数据。

本发明盾构机中心回转接头的性能试验设备的进一步改进在于，所述配套动力装置包括水泵、液压泵、润滑油脂泵以及操控平台，

所述水泵通过导水管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输水的管路；

所述液压泵通过导油管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输油的管路；

所述润滑油脂泵通过连通管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输送润滑油的管路；

所述操控平台上设有控制所述水泵、所述液压泵以及润滑油脂泵启闭的操控开关，还设有安装在导水管、导油管以及连通管上用于感测压力的压力传感器。

本发明盾构机中心回转接头的性能试验设备的进一步改进在于，所述传动装置还包括轴承座、安装于所述轴承座一端的轴承以及安装于所述轴承座另一端的安装端板，所述轴承座支设固定于所述工作平台，所述传动轴插设于所述轴承座内，且所述传动轴的第二端穿过所述轴承并连接有一过渡板，通过所述过渡板与所述盾构中心回转接头连接；所述轴承座的安装端板上固定连接所述驱动装置。

本发明还提供了一种利用盾构机中心回转接头的性能试验设备对盾构中心回转接头进行性能检测的试验方法，包括如下步骤：

提供待检测的盾构中心回转接头，将所述盾构中心回转接头安装于试验设备上，将所述盾构中心回转接头的一端与所述传动轴的第二端固定连接，移动调节所述支撑装置在所述工作平台上的位置进而使得所述盾构中心回转接头的另一端置于支撑装置上；

调节所述支撑装置的支撑高度以使得所述盾构中心回转接头的中心轴线与所述传动轴的中心轴线重合；

将所述配套动力装置与盾构中心回转接头内的管路连通；

启动所述驱动装置，驱动所述传动轴进行转动并带着所述盾构中心回转接头一起转动，在所述驱动装置驱动的过程中控制所述驱动装置的转速以模拟盾构机的掘进工况；

通过所述配套动力装置向所连通的管路内输入流体介质，在输入的过程中控制所输入的流体介质的压力；

在盾构中心回转接头转动的情形下对盾构中心回转接头进行性能检测，记录检测过程中所述驱动装置的转速数据和所述配套动力装置的压力数据和流量数据以便于性能分析。

本发明的试验方法的进一步改进在于，还包括：

提供热成像仪，将所述热成像仪安装于所述工作平台上，在盾构中心回转接头进行性能检测的过程中，通过所述热成像仪实时感测所述盾构中心回转接头的温度并形成对应的温度数据。

本发明的试验方法的进一步改进在于，还包括：

将所述驱动装置、所述配套动力装置和所述热成像仪与一控制***控制连接，通过所述控制***对所述的驱动装置、配套动力装置和热成像仪进行远程控制，并通过所述控制***采集并记录所述驱动装置驱动所述盾构中心回转接头的转速数据、所述盾构中心回转接头的管路中输入的流体介质的压力数据和流量数据以及所述温度数据。

本发明的试验方法的进一步改进在于，所述配套动力装置包括水泵、液压泵以及润滑油脂泵；

将所述水泵通过导水管连通所述盾构中心回转接头内的管路中用于输水的管路，并对经所述导水管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

将所述液压泵通过导油管连通所述盾构中心回转接头内的管路中用于输油的管路，并对经所述导油管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

将所述润滑油脂泵通过连通管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输入润滑油的管路，并对经所述连通管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

在所述导水管、所述导油管以及所述连通管输送流体介质时，对所述导水管、所述导油管以及所述连通管进行压力监测。

本发明的试验方法的进一步改进在于，对所述盾构中心回转接头内的管路逐一、逐组或者全部管路同时进行性能检测。

附图说明

图1为本发明盾构中心回转接头的性能试验设备的结构示意图。

图2为本发明的试验设备及试验方法所检测的盾构中心回转接头的结构示意图。

图3为本发明盾构中心回转接头的性能试验设备中配套动力装置中的液压泵站的原理图。

图4为本发明盾构中心回转接头的性能试验设备中配套动力装置中的水泵站的原理图。

图5为本发明盾构中心回转接头的性能试验设备中配套动力装置中的润滑油脂泵站的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种盾构中心回转接头的性能试验设备及其试验方法，为盾构中心回转接头提供了一种动态性能检测方式，基于盾构中心回转接头结构特点和工作原理进行性能检测，本发明所提供的试验设备能够实现模拟盾构施工过程的中心回转接头旋转工况及设定输送流体介质的工作压力，然后记录并获取盾构中心回转接头的检测数据，并通过对检测数据进行分析比较以判断此中心回转接头是否具备盾构正常施工过程所需的性能指标，本发明可客观真实检测盾构中心回转接头性能的可靠性和稳定性，解决了原盾构中心回转接头只能静态试验的局限性，为盾构机正常工作提供了关键保障。本发明的试验设备及试验方法所得到的检测结果因是通过模拟盾构中心回转接头的实际使用时的工况所获得的，所以检测结果的精确度较高，能够保证盾构机正常工作，从而避免因盾构中心回转接头失效而影响施工进度。下面结合附图对本发明盾构中心回转接头的性能试验设备及其试验方法进行说明。

如图1所示，本发明提供了一种盾构机中心回转接头的性能试验设备20，该试验设备20用于对盾构中心回转接头11进行性能检测，该试验设备20包括工作平台21、传动装置22、驱动装置23、支撑装置24以及配套动力装置，工作平台21的顶面形成有平台面，为试验设备中的各个装置提供了安装基础，其中的传动装置22支设在工作平台21上，该传动装置22上设有传动轴221，该传动轴221具有相对的第一端和第二端，传动轴221的第二端用于连接盾构中心回转接头11；驱动装置23安装在传动装置22上，该驱动装置23与传动轴221的第一端驱动连接并驱动该传动轴221进行转动；支撑装置24可移动调节地安装在工作平台21上，该支撑装置24用于支撑连接安装在传动轴221第二端的盾构中心回转接头11，支撑装置24可沿工作平台21向靠近或远离传动装置22的方向移动，进而使得支撑装置24和传动装置22间的间距适配于盾构中心回转接头11的长度，使得待检测的盾构中心回转接头11能够一端与传动轴221连接，另一端置于支撑装置24上，从而盾构中心回转接头11能够随着传动轴221进行转动，实现模拟盾构机的盾构中心回转接头11的实际施工使用时的工况，进而提高了检测结果的真实性。支撑装置24的支撑高度可调，通过调整支撑装置24的支撑高度从而使得支撑装置24支撑连接的盾构中心回转接头11的中心轴线与传动轴221的中心轴线重合，确保盾构中心回转接头11与传动轴221的同轴度，避免影响动态性能检测的结果的真实性。配套动力装置用于向盾构中心回转接头11内的管路输入流体介质并控制所输入的流体介质的压力，从而实现在盾构中心回转接头11转动的情形下进行性能检测。

配套动力装置控制向盾构中心回转接头11的管路内输入的流体介质的压力包括对所输入的流体介质进行加载、保压以及卸载控制，具体地，在对盾构中心回转接头11进行性能检测时，配套动力装置对连通的管路进行输入流体介质，并对输入的流体介质进行加载，将流体介质的压力值加载到大于实际施工时的工作压力值，也即测试压力值大于工作压力值，而后进行保压控制，即维持该测试压力值一定的时间段，测试完成后再进行压力卸载。在检测的过程中，记录流体介质的压力数据、流量数据、转速数据，而后结合中心回转接头在试验台上的运转情况以及对比各流体介质通过相应环形腔时产生的允许压降值分析判定盾构中心回转接头11的性能是否满足指标要求。分析时，可通过分析管路的压力数据进行性能判断，判断管路的压力数据在试验时间内的压降是否在规定的压降范围内，若在则性能满足要求，若不在则性能不满足要求。

作为本发明的一较佳实施方式，该试验设备20还包括热成像仪，该热成像仪装设在工作平台21上，用于在盾构中心回转接头11进行性能检测的过程中实时感测盾构中心回转接头11的温度并形成对应的温度数据。通过热成像仪监控整个测试过程中盾构中心回转接头11的热量变化，该温度数据也作为后续分析数据，来判定盾构中心回转接头11的性能是否满足指标要求。

作为本发明的另一较佳实施方式，该试验设备20还包括控制***，该控制***与驱动装置23、配套动力装置和热成像仪控制连接，该控制***用于实现远程控制驱动装置、配套动力装置和热成像仪的工作，可以通过控制***操作控制驱动装置的开启和关闭，还可以控制调节驱动装置的转速，控制***还能够控制配套动力装置的运动与否，以及控制配套动力装置的对应管路的压力，实现了远程操控流体介质。控制***还可以远程控制热成像仪的启闭，且在热成像仪工作的过程中，实施获取热成像仪所形成的温度数据，本发明中的控制***还用于采集并记录驱动装置23驱动盾构中心回转接头11的转速数据、盾构中心回转接头11的管路中输入流体介质的压力数据和流量数据以及热成像仪监测的温度数据，在盾构中心回转接头11性能检测完毕后，控制***将记录的检测全程的转速数据、压力数据、流量数据以及温度数据进行输出，便于对数据进行分析判断。较佳地，该控制***包括有数据采集子***，专门用于采集压力、流量、温度以及转速等数据，并进行实时记录，该控制***还包括有触摸屏，该触摸屏用于限制控制***的操控界面，并为操作人员提供简便的操控按钮，操作人员通过在触摸屏上进行点击操作来实现远程控制功能，即远程控制驱动装置、配套动力装置和热成像仪。

作为本发明的又一较佳实施方式，本发明的配套动力装置包括有水泵、液压泵、润滑油脂泵以及操控平台。结合图1和图2所示，盾构中心回转接头11包括旋转分配轴112和连接套111，在实际使用时该连接套111用于连接盾构机的刀盘，从而旋转分配轴112和连接套111随着刀盘同步旋转，该旋转分配轴112上设置有多个流体输入口，并且旋转分配轴112内设置了与前部管路接口连接的通道，该管路根据不同的功能而与盾构机上的不同部位连通，将通过接口送入的流体介质送入到盾构机上不同的部位。图1中所示的接口X1至X11为输送液压油的管路，结合图3所示，其中的接口X1至X6用于刀盘磨损检测，为刀盘磨损检测提供液压油，接口X7至X11用于为仿形刀提供液压油，在盾构中心回转接头11上还设自由备用接口X12。结合图4所示，接口V1和接口V2用于输送水以对刀盘进行冲洗，接口J1至J5用于输入添加剂，该添加剂为土体改良剂，通过接口J1至J5输入至开挖土仓中。结合图5所示，显示为轴承油脂输送管路及接口，用于为轴承输入润滑油脂。各个接口所连通的管路在旋转分配轴112内通过密封圈隔开，在密封圈失效时，会使得管路泄漏，严重时会造成各个管路中的流体介质相互混合进而产生污染。由于盾构中心回转接头11内设置有输水管路和输油管路，所以相应地的配套动力装置为盾构中心回转接头11的性能检测设置了水泵、液压泵以及润滑油脂泵，如图4所示，显示了水泵站251的原理图，在水泵站251内设置有蓄水池和连通蓄水池并用于将蓄水池内的水进行泵送的水泵，该水泵通过导水管连通盾构中心回转接头11内的管路中用于输水的管路，与接口V1至V2和接口J1至J5连接的管路均为用于输水的管路，与水泵连接的导水管根据多个接口分成对应的支路，在支路上装设有供控制开合的三通阀256，在水泵连通接口V1至V2中的一个或多个时，蓄水池内盛放的流体介质为水，即水泵向接口V1和V2泵送水，在水泵连通接口J1至J5中的一个或多个时，蓄水池内盛放的流体介质为添加有添加剂的水，即水泵向接口J1至J5泵送添加剂；在导水管的各个支路上安装有压力表255，用于检测并显示该支路的压力值；如图3所示，显示了液压泵站252的原理图，在液压泵站252内设置有液压油罐和连接液压油罐的液压泵，液压泵通过导油管连通盾构中心回转接头11内的管路中用于输油的管路，与接口X1至X12连接的管路均为用于输油的管路，与液压泵连接的导油管根据多个接口分成对应的支路，在支路上装设有供控制开口的电磁换向阀254，通过控制电磁换向阀254切换连通的管路并对连接的管路进行加载、保压以及卸载，在每一支路上均安装有压力表255，用于检测并显示该支路的压力值；如图5所示，显示了润滑油脂泵的原理图，润滑油脂泵253通过连通管连通盾构中心回转接头11内的管路中用于输送润滑油的管路，润滑油脂泵253通过单向阀257与润滑油存储罐连通，在连通管上安装有压力表255，用于检测并显示该连通管的压力值。配套动力装置的操控平台用于提供就地控制操作，在该操控平台上设有控制水泵、液压泵以及润滑油脂泵启闭的操控开关，还安装有与导水管、导油管以及连通管上的压力表连接的用于读取并显示压力的压力传感器，在操控平台上还设置有控制各个管路上的电磁换向阀、三通阀、单向阀开合的控制阀门，通过操控平台实现操作人员在配套动力装置出即可实现就地操控。

作为本发明的再一较佳实施方式，如图1所示，传动装置22还包括有轴承座222、轴承223以及安装端板224，轴承座222支设固定在工作平台21上，传动轴221插设在轴承座222内且传动轴221的第二端穿过轴承223并连接有一过渡板225，该过渡板225与盾构中心回转接头11连接，盾构中心回转接头11的第一端连接有第一连接法兰226，该第一连接法兰226与过渡板225固定连接，从而传动轴221通过过渡板225和第一连接法兰226带动盾构中心回转接头11一起转轴。轴承223安装在轴承座222的一端，安装端板224安装在轴承座222的另一端，轴承座222上的安装端板224上固定连接驱动装置23。驱动装置23包括有变频减速机231、叶片罩232、连接键233以及第二连接法兰234，叶片罩232罩设在减速机231上，在叶片罩232的一侧固定有第二连接法兰234，该第二连接法兰234与安装端板224固定连接，该变频减速机231上的连接键233与传动轴221驱动连接，通过连接键233实现驱动传动轴221转动，进而带动盾构中心回转接头11一起转动。

作为本发明的再又一较佳实施方式，在工作平台21上设有导向轨243，支撑装置24包括有支架241和与支架241连接的调节螺栓242，支架241滑设在导向轨243内，通过支架241在导向轨243上的滑移来实现调节支架241与传动装置22的相对位置，从而使得支架241能够满足对不同尺寸的盾构中心回转接头11进行有效的支撑。在调节好支架241在导向轨243上的位置后，通过固定螺栓将支架241的底部与工作平台21固定连接，从而固定了支架241在工作平台21上的位置。调节螺栓242装设在支架241的支腿上，通过调节调节螺栓242的支撑长度来实现调节支架241的支撑高度，较佳地，在支架241的支腿上固定有两个螺母，调节螺栓242的两端螺合于对应的螺母上，使得调节螺栓242支撑于两个螺母之间，转动该调节螺栓242，使得支架241顶部的螺母向靠近底部的螺母移动，这样实现了调节支撑高度变小，反向转动该调节螺栓242，使得支架241顶部的螺母向远离底部的螺母移动，这样实现了调节支撑高度变大，在调节支架241的支撑高度时，利用百分表来对盾构中心回转接头11进行对中，使得盾构中心回转接头11的中心轴线与传动轴221的中心轴线重合。

下面对本发明的试验设备的检测过程进行说明。

首先，将待检测的盾构中心回转接头安装在工作平台上，将盾构中心回转接头的一端与传动轴连接，另一端置于支撑装置上，通过调节支撑装置让盾构中心回转接头与传动轴同轴度；

其次，拆除驱动装置的叶片罩，先用手转动叶片使得盾构中心回转接头至少转动2转，手感无咬卡和振动后装上叶片罩；

然后，将一组液压油、添加剂、润滑脂管路连接到盾构中心回转接头相应的接口上，对盾构中心回转接头内各环形腔管路进行逐组或几组亦可全部进行流体介质压力加载，并设定管路压力，根据性能测试数据表1设定管路压力，见表1：

表1：盾构中心回转接头性能测试数值表

开启变频减速机，设定所需转速，通过变频减速机驱动传动轴转动进而带动盾构中心回转接头转动，实现模拟盾构中心回转接头的实际工况；

接着，可通过控制***的操控界面对检测过程进行控制，还可以通过配套动力装置的操控平台实现检测过程的控制，以操控界面为例进行说明，在操控界面的触摸屏上对电磁换向阀及三通阀进行单独控制，选中对应的阀并根据按钮的指示选择加载和卸载，在选中需要打开的换向阀后按下屏幕的状态按钮可实现液压***的加载和卸载，加载到要求后保压规定时间，可实现盾构中心回转结构内各环形腔管路进行逐组或几组亦可全部进行流体介质压力加载试验。

利用热成像仪监控整个检测过程中盾构中心回转接头的热量变化；

通过数据采集***采集记录检测过程中的管路的压力、流体介质的流量、转速以及热量数据，检测完成后将所有数据输出，对盾构中心回转接头的接口进行清洁封口，预防污浊，结合中心回转接头在试验台上的运转情况以及对比各流体介质通过相应环形腔时产生的允许压降值，可分析判定被测试的中心回转接头安装及密封性能是否稳定可靠。如测试过程中，中心回转接头运转正常，热量检测相对平稳，相应管路测试过程中均未出现明显的压力下降，则判定该中心回转接头性能可靠，反之，中心回转接头性能存在不足，需要进行修正再试验。

本发明盾构机中心回转接头的性能试验设备的有益效果为：

本发明为盾构中心回转接头的性能检测提供了一种新颖且适合的动态检测措施，能够较真实的模拟盾构中心回转接头的实际工况，使得检测结果更加真实可靠；

驱动装置提供动力通过传动轴带动盾构中心回转接头转动，从而实现了模拟实际盾构施工动态工况，为判定中心回转接头性能是否满足盾构机工作所需指标提供有力的依据，解决原盾构中心回转接头只能静态试验的局限性，为盾构机正常工作提供了关键保障；

采集真实客观的动态检测数据，保证了盾构中心回转接头的质量的可靠性和稳定性，有效规避盾构施工风险；

引入就地及远程控制对检测过程的压力、转速、流量以及热量进行实时检测，整个试验设备结构控制简单、安全可靠、操作便捷，为高性能长寿命盾构中心回转接头的开发提供实验铺垫，为工程机械类似产品提供很好的参考价值和借鉴意义，也值得更好地推广使用。

下面对本发明提供的对盾构中心回转接头进行性能检测的试验方法进行说明。本发明的试验方法利用了上述的试验设备20，该试验方法包括如下步骤：

如图1所示，提供待检测的盾构中心回转接头11，将盾构中心回转接头11安装于试验设备20上，将盾构中心回转接头11的一端与传动轴221的第二端固定连接，移动调节支撑装置24在工作平台21上的位置进而使得盾构中心回转接头11的另一端置于支撑装置24上；

调节支撑装置24的支撑高度以使得盾构中心回转接头11的中心轴线与传动轴221的中心轴线重合；

将配套动力装置与盾构中心回转接头11内的管路连通；

启动驱动装置23，驱动传动轴221进行转动并带着盾构中心回转接头一起转动，在驱动装置23驱动的过程中控制驱动装置23的转速以模拟盾构机的掘进工况；

通过配套动力装置向所连通的管路内输入流体介质，在输入的过程中控制所输入的流体介质的压力；

在盾构中心回转接头11转动的情形下对盾构中心回转接头进行性能检测，记录检测过程中驱动装置23的转速数据和配套动力装置的压力数据和流量数据，综合分析检测过程中的采集的管路的压力、流体介质的流量、转速以及热量数据、中心回转接头在试验台上的运转情况，对比各流体介质通过相应环形腔时产生的允许压降值，可分析判定被测试的中心回转接头安装及密封性能是否稳定可靠。如测试过程中，中心回转接头运转正常，热量检测相对平稳，相应管路测试过程中均未出现明显的压力下降，则判定该中心回转接头性能可靠，反之，中心回转接头性能存在不足，需要进行修正再试验。

作为本发明试验方法的一较佳实施方式，该试验方法还包括：

提供热成像仪，将热成像仪安装于工作平台上，在盾构中心回转接头进行性能检测的过程中，通过热成像仪实时感测盾构中心回转接头的温度并形成对应的温度数据。通过热成像仪监控整个测试过程中盾构中心回转接头11的热量变化，该温度数据也作为后续分析数据，来判定盾构中心回转接头11的性能是否满足指标要求。

作为本发明试验方法的另一较佳实施方式，该试验方法还包括：

将驱动装置23、配套动力装置和热成像仪与一控制***控制连接，通过控制***对的驱动装置23、配套动力装置和热成像仪进行远程控制，并通过控制***采集并记录驱动装置23驱动盾构中心回转接头11的转速数据、盾构中心回转接头11的管路中输入的流体介质的压力数据和流量数据以及温度数据。该控制***用于实现远程控制驱动装置、配套动力装置和热成像仪的工作，可以通过控制***操作控制驱动装置的开启和关闭，还可以控制调节驱动装置的转速，控制***还能够控制配套动力装置的运动与否，以及控制配套动力装置的对应管路的压力，实现了远程操控流体介质。控制***还可以远程控制热成像仪的启闭，且在热成像仪工作的过程中，实施获取热成像仪所形成的温度数据，本发明中的控制***还用于采集并记录驱动装置23驱动盾构中心回转接头11的转速数据、盾构中心回转接头11的管路中输入流体介质的压力数据和流量数据以及热成像仪监测的温度数据，在盾构中心回转接头11性能检测完毕后，控制***将记录的检测全程的转速数据、压力数据、流量数据以及温度数据进行输出，便于对数据进行分析判断。较佳地，该控制***包括有数据采集子***，专门用于采集压力、流量、温度以及转速等数据，并进行实时记录，该控制***还包括有触摸屏，该触摸屏用于限制控制***的操控界面，并为操作人员提供简便的操控按钮，操作人员通过在触摸屏上进行点击操作来实现远程控制功能，即远程控制驱动装置、配套动力装置和热成像仪。

作为本发明试验方法的又一较佳实施方式，本发明的试验设备20的配套动力装置包括水泵、液压泵以及润滑油脂泵；

将水泵通过导水管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输水的管路，并对经导水管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

将液压泵通过导油管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输油的管路，并对经导油管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

将润滑油脂泵通过连通管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输入润滑油的管路，并对经连通管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

在导水管、导油管以及连通管输送流体介质时，对导水管、导油管以及连通管进行压力监测。

由于盾构中心回转接头11内设置有输水管路和输油管路，所以相应地的配套动力装置为盾构中心回转接头11的性能检测设置了水泵、液压泵以及润滑油脂泵，如图4所示，显示了水泵站251的原理图，在水泵站251内设置有蓄水池和连通蓄水池并用于将蓄水池内的水进行泵送的水泵，该水泵通过导水管连通盾构中心回转接头11内的管路中用于输水的管路，与接口V1至V2和接口J1至J5连接的管路均为用于输水的管路，与水泵连接的导水管根据多个接口分成对应的支路，在支路上装设有供控制开合的三通阀256，在水泵连通接口V1至V2中的一个或多个时，蓄水池内盛放的流体介质为水，即水泵向接口V1和V2泵送水，在水泵连通接口J1至J5中的一个或多个时，蓄水池内盛放的流体介质为添加有添加剂的水，即水泵向接口J1至J5泵送添加剂；在导水管的各个支路上安装有压力表255，用于检测并显示该支路的压力值；如图3所示，显示了液压泵站252的原理图，在液压泵站252内设置有液压油罐和连接液压油罐的液压泵，液压泵通过导油管连通盾构中心回转接头11内的管路中用于输油的管路，与接口X1至X12连接的管路均为用于输油的管路，与液压泵连接的导油管根据多个接口分成对应的支路，在支路上装设有供控制开口的电磁换向阀254，通过控制电磁换向阀254切换连通的管路并对连接的管路进行加载、保压以及卸载，在每一支路上均安装有压力表255，用于检测并显示该支路的压力值；如图5所示，显示了润滑油脂泵的原理图，润滑油脂泵253通过连通管连通盾构中心回转接头11内的管路中用于输送润滑油的管路，润滑油脂泵253通过单向阀257与润滑油存储罐连通，在连通管上安装有压力表255，用于检测并显示该连通管的压力值。配套动力装置的操控平台用于提供就地控制操作，在该操控平台上设有控制水泵、液压泵以及润滑油脂泵启闭的操控开关，还安装有与导水管、导油管以及连通管上的压力表连接的用于读取并显示压力的压力传感器，在操控平台上还设置有控制各个管路上的电磁换向阀、三通阀、单向阀开合的控制阀门，通过操控平台实现操作人员在配套动力装置出即可实现就地操控。

作为本发明试验方法的再一较佳实施方式，模拟盾构机中心回转接头实际施工运行状态，对盾构中心回转接头内各环形腔管路进行逐组或几组亦可全部进行流体介质压力加载，通过数据采集***自动记录检测过程中驱动装置的转速数据和配套动力装置的压力数据和流量数据，综合分析过程中采集的管路压力、流体机制的流量、转速以及热量数据、中心回转接头在试验台上的运转情况，对比各流体介质通过相应环形腔时产生的允许压降值，可分析判定被测试的中心回转接头安装及密封性能是否稳定可靠。如测试过程中，中心回转接头运转正常，热量检测相对平稳，相应管路测试过程中均未出现明显的压力下降，则判定该中心回转接头性能可靠，反之，中心回转接头性能存在不足，需要进行修正再试验。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种盾构中心回转接头的性能试验设备，其特征在于，包括：

工作平台；

支设于所述工作平台上的传动装置，所述传动装置上设有传动轴，所述传动轴具有相对的第一端和第二端，所述传动轴的第二端用于连接盾构中心回转接头；

安装于所述传动装置上的驱动装置，与所述传动轴的第一端驱动连接并驱动所述传动轴转动；

可移动调节地安装于所述工作平台上的支撑装置，用于支撑连接安装在所述传动轴的第二端的盾构中心回转接头，所述支撑装置可沿所述工作平台向靠近或远离所述传动装置的方向移动，进而使得所述支撑装置和所述传动装置的间距适配于盾构中心回转接头的长度，所述支撑装置的支撑高度可调，通过调整所述支撑装置的支撑高度从而使得所述支撑装置支撑连接的盾构中心回转接头的中心轴线与所述传动轴的中心轴线重合；所述支撑装置包括支架和与支架连接的调节螺栓，所述支架滑设于工作平台上设置的导向轨内，通过支架在导向轨上的滑移来实现调节支架与所述传动装置的相对位置；所述支架的支腿上固定有两个螺母，所述调节螺栓的两端螺合于对应的螺母上，转动所述调节螺栓使得所述支架顶部的螺母向靠近或远离底部的螺母移动以实现调整所述支撑装置的支撑高度；

配套动力装置，用于向所述盾构中心回转接头内的管路输入流体介质并控制所输入的流体介质的压力，从而实现在盾构中心回转接头转动的情形下进行性能检测；

所述传动装置还包括轴承座、安装于所述轴承座一端的轴承以及安装于所述轴承座另一端的安装端板，所述轴承座支设固定于所述工作平台，所述传动轴插设于所述轴承座内，且所述传动轴的第二端穿过所述轴承并连接有一过渡板，通过所述过渡板与所述盾构中心回转接头连接；所述轴承座的安装端板上固定连接所述驱动装置，所述驱动装置包括有变频减速机、叶片罩、连接键以及第二连接法兰，所述叶片罩罩设在变频减速机上，所述叶片罩的一侧固定第二连接法兰，该第二连接法兰与安装端板固定连接，变频减速机上的连接键与传动轴驱动连接，通过连接键实现驱动传动轴转动；

所述配套动力装置包括水泵、液压泵、润滑油脂泵以及操控平台，

所述水泵通过导水管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输水的管路；

所述液压泵通过导油管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输油的管路；

所述润滑油脂泵通过连通管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输送润滑油的管路；

所述操控平台上设有控制所述水泵、所述液压泵以及润滑油脂泵启闭的操控开关，还设有安装在导水管、导油管以及连通管上用于感测压力的压力传感器。

2.如权利要求1所述的盾构中心回转接头的性能试验设备，其特征在于，还包括设于所述工作平台上的热成像仪，用于在盾构中心回转接头进行性能检测的过程中实时感测所述盾构中心回转接头的温度并形成对应的温度数据。

3.如权利要求2所述的盾构中心回转接头的性能试验设备，其特征在于，还包括与所述驱动装置、所述配套动力装置和所述热成像仪控制连接的控制***，所述控制***用于实现远程控制所述驱动装置、所述配套动力装置和所述热成像仪的工作，还用于采集并记录所述驱动装置驱动所述盾构中心回转接头的转速数据、所述盾构中心回转接头的管路中输入的流体介质的压力数据和流量数据以及所述温度数据。

4.一种利用如权利要求1所述的盾构中心回转接头的性能试验设备对盾构中心回转接头进行性能检测的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供待检测的盾构中心回转接头，将所述盾构中心回转接头安装于所述试验设备上，将所述盾构中心回转接头的一端与所述传动轴的第二端固定连接，移动调节所述支撑装置在所述工作平台上的位置进而使得所述盾构中心回转接头的另一端置于支撑装置上；

调节所述支撑装置的支撑高度以使得所述盾构中心回转接头的中心轴线与所述传动轴的中心轴线重合；

将所述配套动力装置与盾构中心回转接头内的管路连通；

启动所述驱动装置，驱动所述传动轴进行转动并带着所述盾构中心回转接头一起转动，在所述驱动装置驱动的过程中控制所述驱动装置的转速以模拟盾构机的掘进工况；

通过所述配套动力装置向所连通的管路内输入流体介质，在输入的过程中控制所输入的流体介质的压力；

在盾构中心回转接头转动的情形下对盾构中心回转接头进行性能检测，记录检测过程中所述驱动装置的转速数据和所述配套动力装置的压力数据和流量数据以便于性能分析；

所述配套动力装置包括水泵、液压泵以及润滑油脂泵；

将所述水泵通过导水管连通所述盾构中心回转接头内的管路中用于输水的管路，并对经所述导水管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

将所述液压泵通过导油管连通所述盾构中心回转接头内的管路中用于输油的管路，并对经所述导油管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

将所述润滑油脂泵通过连通管连通盾构中心回转接头内的管路中用于输入润滑油的管路，并对经所述连通管输送的流体介质进行加载、保压以及卸载控制；

在所述导水管、所述导油管以及所述连通管输送流体介质时，对所述导水管、所述导油管以及所述连通管进行压力监测。

5.如权利要求4所述的试验方法，其特征在于，还包括：

提供热成像仪，将所述热成像仪安装于所述工作平台上，在盾构中心回转接头进行性能检测的过程中，通过所述热成像仪实时感测所述盾构中心回转接头的温度并形成对应的温度数据。

6.如权利要求5所述的试验方法，其特征在于，还包括：

将所述驱动装置、所述配套动力装置和所述热成像仪与一控制***控制连接，通过所述控制***对所述的驱动装置、配套动力装置和热成像仪进行远程控制，并通过所述控制***采集并记录所述驱动装置驱动所述盾构中心回转接头的转速数据、所述盾构中心回转接头的管路中输入的流体介质的压力数据和流量数据以及所述温度数据。

7.如权利要求4所述的试验方法，其特征在于，对所述盾构中心回转接头内的管路逐一、逐组或者全部管路同时进行性能检测。

Images