敞开式岩石掘进机及掘进机撑靴打滑检测装置
技术领域
本发明涉及隧道掘进装备技术领域,特别涉及一种掘进机撑靴打滑检测装置。此外,本发明还涉及一种包括上述掘进机撑靴打滑检测装置的敞开式岩石掘进机。
背景技术
敞开式岩石掘进机(TBM)的刀盘向前掘进的推力由主梁支撑推进系统的推进油缸提供,其反力主要由撑靴撑紧洞壁产生的摩擦力提供。当摩擦力小于掘进推力时,撑靴会发生打滑现象,不利于TBM正常掘进。然而,现有技术中,撑靴的打滑现象不能及时被发现,从而影响TBM的施工进程。
因此,如何及时发现撑靴的打滑现象,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种掘进机撑靴打滑检测装置,能够使撑靴的打滑现象及时被发现。本发明的另一目的是提供一种包括上述掘进机撑靴打滑检测装置的掘进机,其撑靴的打滑现象能够及时被发现。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种掘进机撑靴打滑检测装置,包括用于在撑靴的带动下发生移动的移动部和用于检测所述移动部的移动情况的传感器,所述传感器信号连接于掘进机控制器,所述掘进机控制器能够根据所述传感器的检测结果判断撑靴是否打滑。
优选地,还包括用于固定于撑靴的安装座,所述移动部为可转动地连接于所述安装座的滚轮,所述传感器为用于检测所述滚轮的转动情况的旋转编码器,所述传感器与所述滚轮同轴设置。
优选地,所述安装座通过臂架铰接轴铰接臂架,所述滚轮转动连接于所述臂架,且所述安装座与所述臂架之间连接有弹性拉紧装置,所述弹性拉紧装置的弹性复位力使所述臂架上位于所述臂架铰接轴与所述滚轮之间的部分具有靠向所述安装座运动的趋势。
优选地,所述弹性拉紧装置包括拉簧和长度可调的长度调节装置;所述安装座、所述拉簧、所述长度调节装置与所述臂架依次连接。
优选地,所述长度调节装置包括连接于所述拉簧的调节螺杆和螺纹连接于所述调节螺杆的调整块,所述调整块固定连接于所述臂架。
优选地,所述弹性拉紧装置还包括连接于所述拉簧与所述调节螺杆之间的旋转环,所述旋转环转动连接于所述调节螺杆。
优选地,还包括固定于所述安装座上的缓冲装置,所述缓冲装置上设有用于抵住所述臂架的缓冲部。
优选地,所述缓冲部为橡胶块。
优选地,所述缓冲装置与所述安装座的连接点设于所述弹性拉紧装置与所述安装座的连接点、所述臂架铰接轴两者之间;所述缓冲部能够抵于所述臂架上位于所述臂架铰接轴与所述滚轮之间的部分。
一种敞开式岩石掘进机,包括撑靴和掘进机控制器,还包括如上述任意一项所述的掘进机撑靴打滑检测装置,所述掘进机撑靴打滑检测装置中的传感器信号连接于所述掘进机控制器,所述掘进机撑靴打滑检测装置中的移动部连接于所述撑靴。
一种敞开式岩石掘进机,包括撑靴和掘进机控制器,还包括如上述任意一项所述的掘进机撑靴打滑检测装置,所述掘进机撑靴打滑检测装置中的传感器信号连接于所述掘进机控制器,所述掘进机撑靴打滑检测装置中的移动部连接于所述撑靴。
本发明提供的掘进机撑靴打滑检测装置包括用于在撑靴的带动下发生移动的移动部和用于检测移动部的移动情况的传感器,传感器信号连接于掘进机控制器,掘进机控制器能够根据传感器的检测结果判断撑靴是否打滑。
通过传感器对移动部的检测以及掘进机控制器的判断,可以使撑靴的打滑现象及时被发现,以进一步采取相应措施防止撑靴打滑,有利于保证掘进机施工的顺利进行。另外,该检测装置机械结构简单、质量轻,可以灵活单独安装于TBM撑靴上。
本发明提供的包括上述掘进机撑靴打滑检测装置的掘进机,其撑靴的打滑现象能够及时被发现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供检测装置的结构图;
图2为本发明所提供检测装置在撑靴撑住洞壁的模式下的结构图;
图3为本发明所提供检测装置中滚轮部分的局部剖视图;
图4为本发明所提供检测装置中弹性拉紧装置的局部剖视图;
图5为本发明所提供检测装置在回复模式下的结构图。
图1至图5中:
1-滚轮,101-键,102-滚轮轴,2-旋转编码器,3-臂架,4-弹性拉紧装置,401-调整块,402-调节螺杆,403-旋转环,404-拉簧,405-卸扣,5-安装座,501-臂架铰接轴,6-缓冲装置,601-缓冲部,7-洞壁,8-撑靴。
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。
本发明的核心是提供一种掘进机撑靴打滑检测装置,能够使撑靴的打滑现象及时被发现。本发明的另一核心是提供一种包括上述掘进机撑靴打滑检测装置的掘进机,其撑靴的打滑现象能够及时被发现。
本发明所提供掘进机撑靴打滑检测装置的一种具体实施例中,请参考图1至图5,包括移动部和传感器,该传感器信号连接于掘进机控制器。其中,移动部用于在撑靴8的带动下发生移动,传感器用于检测移动部的移动情况,掘进机控制器能够根据传感器的检测结果判断撑靴8是否打滑。该检测装置具体可以用于敞开式岩石掘进机、盾构机等掘进机中。
在撑靴8撑住洞壁7的模式下,撑靴8应处于静止状态。而若撑靴8发生打滑,则传感器会检测到移动部随撑靴8产生的相应变动,从而使掘进机控制器判断出撑靴8发生打滑。
需要说明的是,在其他模式下,例如撑靴8随整机前进时,移动部也会相应进行前进运动,此时,即使传感器检测到移动部移动,由于不是在撑靴8撑住洞壁7的模式下,掘进机控制器不会根据传感器的信号去判断撑靴8是否打滑。
本实施例中,通过传感器对移动部的检测以及掘进机控制器的判断,可以使撑靴8的打滑现象及时被发现,有利于保证掘进机施工的顺利进行。
在上述实施例的基础上,请参考图1,该检测装置还可以包括用于固定于撑靴8的安装座5。移动部为可转动地连接于安装座5的滚轮1,传感器为用于检测滚轮1的转动情况的旋转编码器2,传感器与滚轮1同轴设置,当滚轮1发生转动,旋转编码器2即可以检测到,旋转编码器2将滚轮1的滚动转为电信号,实现对撑靴8打滑的检测。
可选地,滚轮1的形状可以为球台体,周向弧面滚花处理,使其能够与洞壁7之间良好接触并受力均匀,在撑靴8与洞壁7之间发生相对位移打滑时,滚轮1能同时发生滚动。
在撑靴8撑住洞壁7的模式下,请参考图2,撑靴8应处于静止状态,滚轮1应压在洞壁7上且相对于洞壁7静止。而若撑靴8发生打滑,则旋转编码器2会检测到滚轮1在洞壁7上滚动,从而使掘进机控制器判断出撑靴8发生打滑。
本实施例中,通过滚轮1的设置,可以减小移动部与洞壁7之间的摩擦损伤,延长移动部的使用寿命。同时,根据滚轮1的转动情况判断撑靴8是否打滑,灵敏性较高,测量的准确度较高。
在上述实施例的基础上,请参考图1,安装座5可以通过臂架铰接轴501铰接在臂架3上,滚轮1转动连接在该臂架3上。同时,安装座5与臂架3之间连接有弹性拉紧装置4,弹性拉紧装置4的弹性复位力使臂架3上位于臂架铰接轴501与滚轮1之间的部分具有靠向安装座5运动的趋势,该弹性复位力可以对臂架3上位于臂架铰接轴501与滚轮1之间的部分形成朝向安装座5的拉紧力。
可选地,安装座5可以焊接在撑靴8前端面,在使用时,应保证臂架3和滚轮1安装方向为洞壁7轮廓法向。
可选地,滚轮1可以通过键101连接在滚轮轴102上,旋转编码器2的空心轴与滚轮轴102之间通过紧定螺钉刚性连接,滚轮轴102转动连接臂架3。
可选地,安装座5与滚轮1可以分别设置在臂架3的两端,而臂架3的中间位置连接弹性拉紧装置4。
本实施例中,请参考图2,在撑靴8撑紧过程中,撑靴8朝向洞壁7运动以撑紧洞壁7。其中,在撑靴8朝向洞壁7运动的过程中,若滚轮1先于撑靴8接触到洞壁7,随着撑靴8朝向洞壁7的不断移动,臂架3会绕臂架铰接轴501转动,以调整滚轮1与洞壁7相接触的位置,此过程中,弹性拉紧装置4的复位力逐渐增大。在撑靴8与洞壁7的相对位置确定后,滚轮1与洞壁7的相对位置确定,此时,弹性拉紧装置4的弹性复位力对臂架3构成的拉紧力可以使滚轮1压紧于洞壁7上,保证在撑靴8未发生打滑时滚轮1也保持相对静止的状态,进一步保证测量结果的准确性。
在上述任一实施例的基础上,请参考图2,弹性拉紧装置4具体可以包括拉簧404和长度可调的长度调节装置。安装座5、拉簧404、长度调节装置与臂架3依次连接。可选地,拉簧404可以通过卸扣405连接安装座5。
本实施例中,在臂架3与安装座5之间的相对位置确定后,通过长度调节装置的长度变化,可以调节拉簧404能够在臂架3与安装座5之间提供的拉紧力大小,进而使滚轮1能够以适当的压力压在任意形状对的洞壁7上,无需通过更换拉簧404来调节弹性拉紧装置4能够提供的拉紧力,从而保证检测装置的适用性。
在上述任一实施例的基础上,请参考图2,长度调节装置可以包括连接于拉簧404的调节螺杆402和螺纹连接于调节螺杆402的调整块401,调整块401固定连接于臂架3。
本实施例中,通过转动调节螺杆402即可调节拉簧404的伸长量,以调整至对臂架3形成合适的拉紧力,保证滚轮1贴紧洞壁7,调节方便。
在上述实施例的基础上,弹性拉紧装置4还可以包括连接于拉簧404与调节螺杆402之间连接的旋转环403,旋转环403转动连接于调节螺杆402。
本实施例中,由于旋转环403的设置,可以可靠保证在旋转调节螺杆402时,拉簧404不会随着调节螺杆402一起转动。
当然,在其他实施例中,长度调节装置也可以设置为线性模组、液压缸等部件。
在上述任一实施例的基础上,该检测装置还可以包括固定在安装座5上的缓冲装置6,且缓冲装置6上设置有用于抵住臂架3的缓冲部601,从而可以避免臂架3与安装座5之间发生撞击损伤。
具体地,该缓冲装置6可以应用于撑靴8回复模式下,即撑靴8不撑紧洞壁7的状态下,此时,缓冲部601支撑住臂架3。
具体地,缓冲部601可以为橡胶块,有利于节约成本。当然,缓冲部601还可以为泡棉、塑料或者其他缓冲件。
具体地,请参考图5,缓冲装置6与安装座5的连接点可以设置在弹性拉紧装置4与安装座5的连接点、臂架铰接轴501两者之间,另外,缓冲部601能够抵于臂架3上位于臂架铰接轴501与滚轮1之间的部分,此时,缓冲装置6可以用于限制臂架3上位于臂架铰接轴501与滚轮1之间的部分与安装座5的最小距离,可以有效减小撑靴8在撑于洞壁7上时以及回缩时臂架3的摆动幅度,同时,由于缓冲装置6位于臂架3、弹性拉紧装置4与安装座5形成的三角形结构之内,能够减小缓冲装置6与洞壁7之间发生撞击的可能性。
显然,对于移动部的设置,除了上述各个实施例提供的滚轮1外,移动部还可以设置为滑块,相应地,传感器可以设置为位移传感器,当滑块随撑靴8在洞壁7上滑动时,位移传感器会生成信号,以使掘进机控制器能够位移传感器的检测结果判断撑靴8打滑。
显然,对于臂架3与安装座5之间的连接,除了上述各个实施例提供的滚动连接外,还可以为滑动连接。
本发明所提供的掘进机撑靴打滑检测装置在应用于TBM中时,一种具体工作过程为:
请参考图2,TBM的撑靴8向外运动撑紧洞壁7,带动臂架3和滚轮1与洞壁7接触,此过程中,臂架3绕臂架铰接轴501转动,使得弹性拉紧装置4中的拉簧404伸长产生拉力,此拉力使滚轮1紧贴洞壁7。若TBM掘进过程中撑靴8相对于洞壁7静止不动,则滚轮1不发生转动。若TBM掘进过程中撑靴8出现打滑,则滚轮1发生滚动,同时带动旋转编码器2的空心轴转动,编码器检测到滚轮1的滚动并产生电信号,以确定撑靴8发生了打滑。其中,调节螺杆402可调节拉簧404的伸长量,通过调整拉力的大小使得滚轮1贴紧洞壁7。
请参考图5,在撑靴8缩回过程中,臂架3向拉簧404拉紧方向摆动一定角度至缓冲装置6上,以防止臂架3和滚轮1产生大幅度摆动。当撑靴8再次撑紧时,滚轮1也可顺利贴紧洞壁7。
除了上述掘进机撑靴打滑检测装置,本发明还提供了一种敞开式岩石掘进机,该掘进机可以包括撑靴8、掘进机控制器以及掘进机撑靴打滑检测装置,该掘进机撑靴打滑检测装置可以为以上任一实施例提供的掘进机撑靴打滑检测装置,有益效果可以相应参考以上各个实施例。其中,掘进机撑靴打滑检测装置中的传感器信号连接于掘进机控制器,掘进机撑靴打滑检测装置中的移动部连接于撑靴8。该掘进机的其他各部分的结构请参考现有技术,本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的敞开式岩石掘进机及掘进机撑靴打滑检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。