CN111504423A - 悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及掘进机维护保养技术领域，具体涉及一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，包括油位感应开关和防护组件，在截割臂的联接筒上设置引油孔，引油孔的内端与联接筒内的轴承腔连通，油位感应开关连接在联接筒的引油孔内，油位感应开关上插入引油孔的一端设有感应开关探测头，引油孔的位置低于截割臂水平状态时轴承腔润滑油液面高度，油位感应开关与掘进机主控器电连接；防护组件固定连接在联接筒的外侧；一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测方法，采用前述悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置进行检测。本发明能够实现对截割臂大轴承油位的自动检测，不仅能提高检测工作效率、降低安全事故概率，而且可靠性好、方便及时发现漏油并更换浮动密封。

Description

悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置及方法

技术领域

本发明涉及掘进机维护保养技术领域，具体涉及一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置及方法。

背景技术

截割臂是悬臂掘进机核心部件，其可靠性直接影响到整机性能和工作效率。大轴承位于截割臂前端，承受掘进产生的大部分轴向力和径向力，因此确保大轴承正常运转就显得十分重要。在截割臂现场实际应用过程中，大轴承大多是因浮动密封损坏导致缺油和有泥水污染而提前损坏。如果能及时发现漏油、更换浮动密封就能避免轴承提前损坏，因此需要经常对轴承油位情况进行检查。

目前主要依靠人工检查截割臂油位，检查时先调整截割部升降油缸使截割部处于与地面大致水平的位置，再拧开联接筒上溢油口螺塞，观察轴承腔润滑油液面高度。由于截割臂水平状态时溢油口距离地面超过2米，所以还要用工具垫高或借助扶梯才能检查。由此可见，人工检查不仅可靠性差、工作效率低，而且不安全。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置及方法，能够实现对截割臂大轴承油位的自动检测，不仅能提高检测工作效率、降低现场工作人员发生安全事故概率，而且可靠性好、方便及时发现漏油并更换浮动密封，避免轴承提前损坏。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，包括油位感应开关和防护组件，在截割臂的联接筒上设置引油孔，所述引油孔的内端与联接筒内的轴承腔连通，所述油位感应开关连接在所述联接筒的引油孔内，油位感应开关上插入引油孔的一端设有感应开关探测头，所述引油孔的位置低于截割臂水平状态时轴承腔润滑油液面高度；所述防护组件固定连接在所述联接筒的外侧，用于保护油位感应开关及感应开关线缆。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置中，所述油位感应开关与掘进机主控器电连接，所述掘进机主控器还与显示设备和/或语音警示设备电连接。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置中，所述悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置还包括直线位移传感器，所述直线位移传感器安装在截割臂升降油缸上，用于检测截割臂相对于地面位置，所述直线位移传感器与掘进机主控器电连接。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置中，所述防护组件包括上防护块、下防护块、防护板、前防护盖、防护筒和后防护盖，所述上防护块和下防护块分别设置在感应开关的上面和下面，并焊接在联接筒外圆面上，上防护块和下防护块之间靠近截割头的一侧焊接有防护板，前防护盖固定在上防护块和下防护块上，后防护盖固定在联接筒后部法兰上，防护筒位于前防护盖和后防护盖之间，且沿联接筒的轴线方向焊接在联接筒外圆面上。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置中，所述上防护块和下防护块上设有螺纹孔，所述前防护盖通过螺栓固定在上防护块和下防护块上；所述后防护盖通过螺栓固定在联接筒后部法兰上。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置中，所述前防护盖包括弧形盖板和连接在弧形盖板一侧的侧板，所述侧板的外侧边设置为与弧形盖板的弧度相匹配的弧线，内侧边设置为与所述联接筒的外圆面相匹配的弧线，所述侧板上设有连接孔和线缆穿过槽，所述前防护盖通过侧板固定在上防护块和下防护块上。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置中，所述后防护盖包括连接板和线缆防护罩，所述连接板的内侧边和外侧边均设置为弧线，所述连接板上设有连接孔，所述后防护盖通过连接板固定在联接筒后部法兰上，所述线缆防护罩的一端焊接在连接板的板面上，另一端罩在所述防护筒的端部外侧。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置中，所述引油孔靠近联接筒外圆面一端内壁上加工有螺纹，所述感应开关通过引油孔螺接在联接筒上。

一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测方法，采用前面任一条所述的悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置进行检测，首先在掘进机驾驶室里看着显示设备并操作手柄使截割臂相对于地面的位置角度α达到0±1度，截割臂相对于地面的位置角度α由掘进机主控器读取安装在截割臂升降油缸上的直线位移传感器的数据计算得到并显示在显示设备上，然后通过显示设备和/或语音警示设备获得轴承是否漏油的信息，漏油信息由掘进机主控器读取油位感应开关的数据并控制显示设备和/或语音警示设备输出。

进一步地，在上述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测方法中，截割臂相对于地面位置角度α的计算公式为：

其中，L1为截割架体前后铰点直线距离，L2为回转台上下铰点直线距离，L3为截割臂升降油缸安装距，X为截割臂升降油缸伸缩量，其通过读取直线位移传感器的数据获得，γ为截割臂轴向中心线与L1夹角，δ为L2相对于地面位置角度，β为升降油缸相对于地面位置角度。

本发明的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置及方法的有益效果：

本发明的悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置通过在联接筒上设置用于检测截割臂水平位置时是否缺油的油位感应开关，能够实现对截割臂大轴承油位的自动检测，能提高检测工作效率、降低现场工作人员发生安全事故概率，掘进机主控器与油位感应开关、显示设备和/或语音警示设备电连接电连接，能够方便司机直接在驾驶室观察检测结果，通过在截割臂升降油缸上设置用于检测截割臂相对于地面位置的直线位移传感器，方便精确控制截割臂的角度，使对截割臂大轴承油位的自动检测可靠性好、方便及时发现漏油并更换浮动密封，避免轴承提前损坏，通过设置防护组件，使在联接筒位置的复杂环境中设置油位感应开关切实可行；

本发明的悬臂掘进机截割臂轴承油位检测方法不仅能提高检测工作效率、降低现场工作人员发生安全事故概率，而且可靠性好、方便及时发现漏油并更换浮动密封，另外通过截割臂位置角度计算方法，能够巧妙地根据截割臂升降油缸的直线位移得到截割臂位置角度，由于直线位移传感器的数据准确度高，进而根据直线位移传感器得到的截割臂位置角度也更准确。

附图说明

图1是根据本发明实施例的悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图3是根据本发明实施例的焊接在联接筒外圆面上的防护件的结构示意图。

图4是根据本发明实施例的连接在联接筒外圆面上的防护组件的结构示意图。

图5是根据本发明实施例的前防护盖的结构示意图。

图6是根据本发明实施例的后防护盖的结构示意图。

图7是根据本发明实施例的截割臂位置角度计算的原理图。

图8是根据本发明实施例的悬臂掘进机轴承油位检测装置工作原理框图。

图中：1是截割臂升降油缸，2是直线位移传感器，3是联接筒，4是油位感应开关，5是上防护块，6是下防护块，7是防护板，8是防护筒，9是前防护盖，91是弧形盖板，92是侧板，10是后防护盖，101是连接板，102是线缆防护罩，11是引油孔，12是引油孔螺纹，13是检测开关探测头，14是螺栓，15是联接筒后部法兰，16是轴承腔，17是回转台，18是截割架体。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置及方法做更加详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1-图8，本实施例公开了一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，包括油位感应开关和防护组件，在截割臂的联接筒上设置引油孔，引油孔的内端与联接筒内的轴承腔连通，轴承腔为截割臂大轴承前、后密封件之间的储油的空腔，油位感应开关连接在联接筒的引油孔内，油位感应开关上插入引油孔的一端设有感应开关探测头，用于自动检测截割臂水平位置时是否缺油，引油孔的位置低于截割臂水平状态时轴承腔润滑油液面高度，感应开关探测头浸入润滑油中，当漏油发生时，引油孔会高于润滑油液面高度，开关探测头脱离润滑油并产生信号，能提高检测工作效率、降低现场工作人员发生安全事故概率；防护组件固定连接在联接筒的外侧，联接筒与截割臂的截割头距离近，其外部环境恶劣，故需要设置防护组件用来保护油位感应开关及感应开关线缆，使在联接筒位置的复杂环境中设置油位感应开关切实可行。

本实施例中，优选地，油位感应开关与掘进机主控器电连接，掘进机主控器还与显示设备和/或语音警示设备电连接，能够方便司机直接在驾驶室观察检测结果。在上述方案的基础上，更优选地，悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置还包括直线位移传感器，直线位移传感器安装在截割臂升降油缸上，用于检测截割臂相对于地面位置，直线位移传感器与掘进机主控器电连接，设置直线位移传感器方便精确控制截割臂的角度，使对截割臂大轴承油位的自动检测可靠性好。掘进机主控器读取位移传感器、感应开关数据或信号并处理后输出截割臂位置角度、是否缺油等信息到与主控器电连接的显示设备或语音警示设备上，方便及时发现漏油并更换浮动密封，避免轴承提前损坏。

本实施例中，优选地，防护组件包括上防护块、下防护块、防护板、前防护盖、防护筒和后防护盖，上防护块和下防护块分别设置在感应开关的上面和下面，并焊接在联接筒外圆面上，防止在截割过程中感应开关受到挤压，上防护块和下防护块之间靠近截割头的一侧焊接有防护板，防止截割头旋转带起来的料块磨损感应开关，前防护盖固定在上防护块和下防护块上，后防护盖固定在联接筒后部法兰上，防护筒位于前防护盖和后防护盖之间，且沿联接筒的轴线方向焊接在联接筒外圆面上，用于保护感应开关线缆。

本实施例中，优选地，上防护块和下防护块上设有螺纹孔，前防护盖通过螺栓固定在上防护块和下防护块上；后防护盖通过螺栓固定在联接筒后部法兰上。采用螺纹连接方便对油位感应开关和感应开关电缆进行维修保养。

本实施例中，优选地，前防护盖包括弧形盖板和连接在弧形盖板一侧的侧板，侧板的外侧边设置为与弧形盖板的弧度相匹配的弧线，内侧边设置为与联接筒的外圆面相匹配的弧线，弧形盖板和侧板的形状使前防护盖与联接筒的表面更贴合，不宜被损坏，侧板上设有连接孔和线缆穿过槽，前防护盖通过侧板上的连接孔、螺栓及上防护块和下防护块上的螺纹孔固定在上防护块和下防护块上，螺栓设置的位置使其不宜被砸到，不宜被损害，前防护盖起保护油位感应开关及感应开关线缆的作用。

本实施例中，优选地，后防护盖包括连接板和线缆防护罩，连接板的内侧边和外侧边均设置为弧线，使其方便与联接筒的后部法兰固定，连接板上设有连接孔，后防护盖通过连接板固定在联接筒后部法兰上，线缆防护罩的一端连接在弧形连接板的板面上，另一端罩在防护筒的端部外侧，能够保护防护筒端部的感应开关线缆，后防护盖能够防止截割过程中掉落的料块砸到感应开关线缆上。

本实施例中，优选地，引油孔靠近联接筒外圆面一端内壁上加工有螺纹，感应开关通过引油孔螺接在联接筒上，对油位感应开关的连接拆卸方便。

一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测方法，采用前述的悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置进行检测，首先在掘进机驾驶室里看着显示设备并操作手柄使截割臂相对于地面的位置角度α达到0±1度，截割臂相对于地面的位置角度α由掘进机主控器读取安装在截割臂升降油缸上的直线位移传感器的数据计算得到并显示在显示设备上，然后通过显示设备和/或语音警示设备获得轴承是否漏油的信息，漏油信息由掘进机主控器读取油位感应开关的数据并控制显示设备和/或语音警示设备输出。本检测方法操作简单可靠，安全性好、检测效率高，方便及时发现漏油并更换浮动密封。

本实施例中，优选地，截割臂相对于地面位置角度α的计算公式为：

其中，L1为截割架体前后铰点直线距离(即截割架体与回转台和截割臂升降油缸前端的铰接点)，L2为回转台上下铰点直线距离(上下绞点分别为与回转台与截割架体和截割臂升降油缸的铰接点)，L3为截割臂升降油缸安装距，X为截割臂升降油缸伸缩量，其通过读取直线位移传感器的数据获得，γ为截割臂轴向中心线与L1夹角，截割臂轴向中心线为联接筒内主轴的中心线，δ为L2相对于地面位置角度，β为升降油缸相对于地面位置角度。通过上述计算公式，能够巧妙地根据截割臂升降油缸的直线位移得到截割臂位置角度，由于直线位移传感器的数据准确度高，进而根据直线位移传感器得到的截割臂位置角度也更准确，另外通过实际使用发现，截割臂相对于地面位置角度α的检测滞后性和准确性优于一般的角度传感器。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，包括油位感应开关和防护组件，在截割臂的联接筒上设置引油孔，所述引油孔的内端与联接筒内的轴承腔连通，所述油位感应开关连接在所述联接筒的引油孔内，油位感应开关上插入引油孔的一端设有感应开关探测头，所述引油孔的位置低于截割臂水平状态时轴承腔润滑油液面高度；所述防护组件固定连接在所述联接筒的外侧，用于保护油位感应开关及感应开关线缆。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，所述油位感应开关与掘进机主控器电连接，所述掘进机主控器还与显示设备和/或语音警示设备电连接。

3.根据权利要求2所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，所述悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置还包括直线位移传感器，所述直线位移传感器安装在截割臂升降油缸上，用于检测截割臂相对于地面位置，所述直线位移传感器与掘进机主控器电连接。

4.根据权利要求1所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，所述防护组件包括上防护块、下防护块、防护板、前防护盖、防护筒和后防护盖，所述上防护块和下防护块分别设置在感应开关的上面和下面，并焊接在联接筒外圆面上，上防护块和下防护块之间靠近截割头的一侧焊接有防护板，前防护盖固定在上防护块和下防护块上，后防护盖固定在联接筒后部法兰上，防护筒位于前防护盖和后防护盖之间，且沿联接筒的轴线方向焊接在联接筒外圆面上。

5.根据权利要求4所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，所述上防护块和下防护块上设有螺纹孔，所述前防护盖通过螺栓固定在上防护块和下防护块上；所述后防护盖通过螺栓固定在联接筒后部法兰上。

6.根据权利要求5所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，所述前防护盖包括弧形盖板和连接在弧形盖板一侧的侧板，所述侧板的外侧边设置为与弧形盖板的弧度相匹配的弧线，内侧边设置为与所述联接筒的外圆面相匹配的弧线，所述侧板上设有连接孔和线缆穿过槽，所述前防护盖通过侧板固定在上防护块和下防护块上。

7.根据权利要求5所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，所述后防护盖包括连接板和线缆防护罩，所述连接板的内侧边和外侧边均设置为弧线，所述连接板上设有连接孔，所述后防护盖通过连接板固定在联接筒后部法兰上，所述线缆防护罩的一端连接在弧形连接板的板面上，另一端罩在所述防护筒的端部外侧。

8.根据权利要求1所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置，其特征在于，所述引油孔靠近联接筒外圆面一端内壁上加工有螺纹，所述感应开关通过引油孔螺接在联接筒上。

9.一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一条所述的悬臂掘进机截割臂轴承油位检测装置进行检测，首先在掘进机驾驶室里看着显示设备并操作手柄使截割臂相对于地面的位置角度α达到0±1度，截割臂相对于地面的位置角度α由掘进机主控器读取安装在截割臂升降油缸上的直线位移传感器的数据计算得到并显示在显示设备上，然后通过显示设备和/或语音警示设备获得轴承是否漏油的信息，漏油信息由掘进机主控器读取油位感应开关的数据并控制显示设备和/或语音警示设备输出。

10.根据权利要求9所述的一种悬臂掘进机截割臂轴承油位检测方法，其特征在于，截割臂相对于地面位置角度α的计算公式为：

其中，L1为截割架体前后铰点直线距离，L2为回转台上下铰点直线距离，L3为截割臂升降油缸安装距，X为截割臂升降油缸伸缩量，其通过读取直线位移传感器的数据获得，γ为截割臂轴向中心线与L1夹角，δ为L2相对于地面位置角度，β为升降油缸相对于地面位置角度。

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