CN107036564A - 一种盾构机滚刀磨损量检测装置 - Google Patents

一种盾构机滚刀磨损量检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于盾构施工领域，尤其涉及一种盾构机滚刀磨损量检测装置。所述装置包括安装于滚刀刀圈开孔内的磁力棒，当盾构机刀盘运行时，磁力棒与滚刀刀圈同步磨损，使得磁力棒磁场强度减小，同时磁场强度检测器检测到磁场信号后，经过无线电信号的传输，将信号加载到声波发射换能器，声波发射换能器通过刀盘上的注水通道将超声波或声波信号传递到注水通道的另一端，使得安装于注水通道另一端的声波接收换能器能够接收到超声波或声波信号，并转换电信号后，传输给控制模块，控制模块通过串口或TCP/IP协议将信号传输给PC主机，PC主机将磁场强度信号换算为滚刀磨损量，使得PC主机所对应的显示屏有滚刀磨损量变化曲线。

Description

一种盾构机滚刀磨损量检测装置
技术领域
本发明属于盾构施工领域，尤其涉及一种盾构机滚刀磨损量检测装置。
背景技术
目前，盾构机已经成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备，然而由于盾构机施工环境的多变性，造成盾构机滚刀会出现不同情况的磨损，若在滚刀磨损严重的情况下继续掘进，会造成能耗高，甚至会损坏刀盘或主驱动系统，从而造成更大损失。
目前，盾构机滚刀的检测都是在盾构机停机后，通过人工进入土仓内，靠近盾构机前端掌子面附近对盾构机的刀盘进行检测，如此工作方式大大的降低了工作效率，同时工作人员进入土仓的工作过程中存在一定的危险，并且此工作方式不能实时的掌控盾构机滚刀在工作过程中的磨损量，及时调整推进参数，也不利于在滚刀到达磨损极限后，及时的停机更换滚刀。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种盾构机磨损量检测装置，避免了传统工作方式中工作人员需要进入土仓内检测盾构机滚刀的磨损情况，并且能够及时的传输回滚刀的是否处于极限磨损的情况，从而实现及时调整推进参数及更换滚刀，避免了滚刀在磨损严重的情况下继续强行推进造成的一系列损失。
本发明的技术方案是：一种盾构机滚刀磨损量检测装置包括磁力棒、磁场强度感应器、无线电发射器、无线电接收器、声波发射换能器、声波接收换能器、控制模块、PC主机。
所述磁力棒安装于滚刀刀圈内部，具体的，在刀圈内部沿直径方向开一小孔，将磁力棒插入小孔内，并且使磁力棒的磨损与滚刀的磨损同步。
所述磁力棒的一端头位置安装磁场强度感应器，并随磁力棒一起埋入刀圈内部，用于检测磁力棒磁场强度的变化。
所述无线电发射器安装于滚刀刀体开孔中并靠近刀圈位置，并在刀圈与刀体内部设置导线管道，导线通过导线管道与无线电发射器和磁场强度感应器连接。
所述无线电发射器安装孔外部设置有非金属保护罩，使得无线电发射器不被土渣所损坏。
所述无线电接收器安装于盾构机刀盘上靠近无线电发射器的开孔中，并在无线电接收器安装孔的外部设置一个非金属保护罩，避免土仓内部土渣对无线电接收器造成损坏，并通过导线将信息加载到声波发射换能器上。
所述声波发射换能器安装于盾构机刀盘上的注水通道上，使得声波发射换能器发射出的声波能够通过注水通道将超声波或声波信号传递到注水通道的另一端，所述注水通道的另一端安装有声波接收换能器，声波接收换能器接收声波发射换能器发射的超声波或声波信号，并转换电信号后输出给控制模块。
所述控制模块接收到声波接收换能器的电信号后，将电信号输出给PC主机，使得PC主机所对应的显示屏上能够显示盾构机滚刀磨损量的变化。
所述PC主机能够设置滚刀的最大磨损量，当滚刀的实际磨损量超出预先设定的最大磨损量后，系统进行报警提示工作人员停机更换滚刀。
本发明的有益效果是：通过在滚刀内部开一小孔，装入磁力棒，当磁力棒有磨损时，磁场强度减小，并换算出滚刀磨损量，通过以上方式，能够准确的掌控换刀时间，避免当滚刀超出磨损极限时，造成的一系列损失，同时避免了工作人员需要带压进入土仓内对滚刀进行检测的危险操作。
附图说明
图1是本发明的滚刀剖视图；
标记说明：1-刀圈、2-刀体、3-无线电发射器、4-磁力棒、5-磁场强度感应器。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作详细的说明。
如图1所示，本发明的一种盾构机滚刀磨损量检测装置包括安装于滚刀刀圈1内的磁力棒4和磁场强度感应器5，所述磁场强度感应器5用于检测磁力棒4的磁场变化，并通过导线与无线电发射器3连接，将检测到的磁场强度信息加载到无线电发射器3上。
所述无线电发射器3安装于滚刀刀体2的开孔中并靠近刀圈1，并在安装孔外部设置保护罩。
所述刀圈1与刀体2内设置有导线管道，方便磁场强度感应器与无线电发射器3通过导线连接。
所述无线电发射器3接收到磁场强度信号后，将磁场强度信号发送到无线电接收器，所述无线电接收器安装于盾构机刀盘上靠近无线电发射器的开孔中，并在无线电接收器安装孔的外部设置一个非金属保护罩，避免土仓内部土渣对无线电接收器造成损坏，并通过导线将信息加载到声波发射换能器上。
所述声波发射换能器安装于盾构机刀盘上的注水通道上，使得声波发射换能器发射出的声波能够通过注水通道将超声波或声波信号传递到注水通道的另一端，所述注水通道的另一端安装有声波接收换能器，声波接收换能器接收声波发射换能器发射的超声波或声波信号，并转换电信号后输出给控制模块，控制模块接收到声波接收换能器的电信号后，将电信号输出给PC主机。
特别的，所述PC主机接收到电信号，并换算出滚刀磨损量，使得PC主机所对应的显示屏上能够显示盾构机滚刀磨损量的变化。
具体的，当磁力棒4磨损时，磁场强度变小，磁场强度感应器5检测到磁场信号后，将磁场信号传输到无线电发射器3，无线电发射器3将磁场信号传输到无线电接收器，无线电接收器将磁场信号加载到声波发射换能器，声波发射换能器通过盾构机刀盘的注水通道将磁场信号传递到注水通道的另一端，使得注水通道另一端安装的声波接收换能器能够接收到声波发射换能器发射的超声波或声波信号，当声波发射换能器接收到超声波或声波信号后，并将其转换为电信号，将电信号输出给控制模块，控制模块通过串口或TCP/IP协议将电信号传输给PC主机，并且PC主机将所接收到的磁场强度信号换算为滚刀磨损量，使得PC主机所对应的显示屏上能够显示滚刀磨损量的变化曲线。当实际滚刀磨损量大于预先设定的最大磨损量时系统自行报警。

Claims (4)

1.一种盾构机滚刀磨损量检测装置，其特征在于，所述装置包括磁力棒(4)、磁场强度感应器(5)、无线电发射器(3)、无线电接收器、声波发射换能器、声波接收换能器、控制模块、PC主机；
所述磁力棒(4)安装与滚刀刀圈(1)内部，具体的，所述刀圈(1)内部直径方向开一小孔，将磁力棒(4)插入小孔内，并使磁力棒(4)的磨损与滚刀的磨损同步；
所述磁场强度感应器(5)安装于磁力棒(4)的一端，并随磁力棒(4)插入滚刀刀圈(1)的小孔中，用于检测磁力棒(4)的磁场强度；并将磁场强度信号传输到无线电发射器(3)，无线电发射器(3)将信号发送到无线电接收器，无线电接收器将信号加载到声波发射换能器中；
所述无线电发射器(3)安装于滚刀刀体(2)开孔中并靠经刀圈(1)位置，并在刀圈(1)与刀体(2)中设置导线管道，使得无线电发射器(3)与磁场强度感应器(5)能够通过导线连接。
所述声波发射换能器安装于盾构机刀盘的注水通道上，通过注水通道将超声波或声波信号传递到注水通道的另一端，使得安装于注水通道另一端的声波接收换能器能够接收到超声波或声波信号，并转换电信号后输出给控制模块；
所述控制模块通过串口或TCP/IP协议将信号发送到PC主机，PC主机换算出滚刀磨损量，使得所对应的显示屏中有滚刀磨损量的变化显示。
2.如权利要求1所述的一种盾构机滚刀磨损量检测装置，其特征在于，所述无线电发射器(3)安装孔外部设置有一个非金属保护罩。
3.如权利要求1所述的一种盾构机滚刀磨损量检测装置，其特征在于，所述无线电接收器安装于盾构机刀盘上靠近无线电发射器(3)的开孔中，并在安装孔外部设置非金属保护罩。
4.如权利要求1所述的一种盾构机滚刀磨损量检测装置，其特征在于，所述PC主机能够设置滚刀的最大磨损量，滚刀实际磨损量超出最大磨损量后系统自行报警。
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