CN114352294A - 盾构机磨损的检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构机磨损的检测方法及检测装置，包括以下步骤：在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构将金属物质从排渣中分离出来。当盾构机掘进T时间后，对分离的金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断盾构机的磨损部位。本发明在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构将金属物质从排渣中分离并进行磨损成分检测，进而根据磨损成分的检测结果判断盾构机的磨损部位，从而不需要人工进仓检查，提高了盾构机磨损检测的安全性，且当需要检测盾构机的磨损部位时，只需利用磁性机构将金属物质从排渣中分离并进行磨损成分检测即可，不需要停止盾构机掘进，进而提高了盾构机掘进的效率，操作简单方便。

Description

盾构机磨损的检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及盾构机领域，特别是涉及一种盾构机磨损的检测方法及检测装置。

背景技术

盾构机在掘进过程中遇到磨蚀性较强的地层(例如砂层或花岗岩等)，通常会发生磨损，其磨损部位包括采用不同材质的耐磨块、刀盘、刀具、搅拌棒等，当一些部位发生磨损时会影响其掘进功能，甚至造成重大的机械故障。为了了解盾构机的磨损部位，传统的检测方法需通过人工进仓检查。因此，传统的检测方法不仅存在安全风险，还影响掘进进度。

发明内容

基于此，有必要针对传统的检测方法不仅存在安全风险，还影响掘进进度的问题，提供一种盾构机磨损的检测方法及检测装置。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种盾构机磨损的检测方法，包括以下步骤：

在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构将金属物质从排渣中分离出来；

当所述盾构机掘进T时间后，对分离的所述金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断所述盾构机的磨损部位。

在其中一个实施例中，在当所述盾构机掘进T时间后，对分离的所述金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断所述盾构机的磨损部位步骤中，包括：

当所述盾构机掘进T时间后，对所述磁性机构上的所述金属物质进行收集；

去除收集到的所述金属物质中的杂质；

对去除杂质后的所述金属物质进行磨损成分检测，进而能够根据磨损成分检测的结果判断盾构机的磨损部位。

在其中一个实施例中，在当所述盾构机掘进T时间后，对分离的所述金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断所述盾构机的磨损部位步骤之后，包括：

将所述金属物质中的磨损成分进行分离并称重，进而能够根据所述磨损成分的质量判断磨损部位的磨损程度。

另一方面，提供了一种盾构机磨损的检测装置，包括

排渣机构，所述排渣机构用于排出盾构机掘进过程中产生的排渣；

磁性机构，所述磁性机构设置于所述排渣机构上，所述磁性机构用于分离所述排渣中的金属物质；及

检测机构，所述检测机构用于检测所述金属物质中的磨损成分。

在其中一个实施例中，所述排渣机构包括螺旋输送机及用于输送所述排渣的皮带输送机，所述磁性机构设置于所述皮带输送机的上方，所述螺旋输送机用于将所述盾构机掘进过程中产生的所述排渣输送至所述皮带输送机上。

在其中一个实施例中，所述检测装置还包括用于筛选所述排渣的筛选机构，所述筛选机构设置于所述螺旋输送机与所述皮带输送机之间。

在其中一个实施例中，所述排渣机构包括用于输送所述排渣的排浆管，所述磁性机构设置于所述排浆管上。

在其中一个实施例中，所述排渣机构还包括用于过滤所述排渣的采石箱，所述采石箱设置于所述排浆管上，所述磁性机构设置于所述采石箱上。

在其中一个实施例中，所述采石箱的顶端设有开口，所述磁性机构可拆卸设置于所述开口内。

在其中一个实施例中，所述磁性机构包括电磁铁及用于调节所述电磁铁的通电电流的电源件。

上述实施例中的盾构机磨损的检测方法及检测装置，至少具有以下优点：(1)、在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构将金属物质从排渣中分离并进行磨损成分检测，进而根据磨损成分的检测结果判断盾构机的磨损部位，从而不需要人工进仓检查，提高了盾构机磨损检测的安全性。(2)、当需要检测盾构机的磨损部位时，只需利用磁性机构将金属物质从排渣中分离并进行磨损成分检测即可，不需要停止盾构机掘进，进而提高了盾构机掘进的效率，操作简单方便。(3)、在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构对排渣进行实时分离，进而确保能够分离出所有排渣中的金属物质，从而提高检测结果的准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例的盾构机磨损的检测方法的流程图；

图2为另一个实施例的盾构机磨损的检测方法的流程图；

图3为一个实施例的盾构机磨损的检测装置的结构示意图；

图4为另一个实施例的盾构机磨损的检测装置的结构示意图。

附图标记说明：

10、检测装置；100、排渣机构；110、螺旋输送机；111、闸门；120、皮带输送机；130、排浆管；140、采石箱；200、磁性机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，在一个实施例中，提供了一种盾构机磨损的检测方法，包括以下步骤：

S100、在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构200将金属物质从排渣中分离出来。如此，利用磁性机构200的磁吸力将排渣中的金属物质分离出来，进而保证盾构机掘进过程中产生的磨损成分能够从排渣中分离出来，从而保证对磨损成分收集的准确性，操作简单方便。同时，分离出来的金属物质吸附在磁性机构200上，进而便于后续对金属物质的收集。

S200、当盾构机掘进T时间后，对分离的金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断盾构机的磨损部位。如此，通过对分离的金属物质中的磨损成分进行检测，进而能够通过金属物质中的磨损成分的材质快速判断盾构机的磨损部位，并及时进行相应的处理，从而保证盾构机的掘进性能及掘进过程中的安全性。

需要说明的是，磨损成分包含耐磨块的磨损成分、刀盘的磨损成分、刀具的磨损成分或搅拌棒的磨损成分等盾构机掘进过程中会发生磨损部位的磨损成分。

如图2所示，具体到本实施中，S210、当盾构机掘进T时间后，对磁性机构200上的金属物质进行收集。如此，通过收集磁性机构200上的金属物质，进而获得掘进过程中产生的金属物质，进而便于后续对金属物质进行磨损成分检测。

需要说明的是，对磁性机构200上的金属物质进行收集，可以是通过拆卸磁性机构200进行金属物质收集的方式，也可以是直接对磁性机构200上金属物质进行收集的方式，只需能够收集到磁性机构200上的金属物质即可。

S220、去除收集到的金属物质中的杂质。如此，通过去除金属物质表面吸附的非金属物质及明显不是磨损成分的金属物质，从而减小杂质对磨损成分检测的干扰，进而提高了磨损成分检测的效率及准确性。

需要说明的是，杂质包括非金属物质及明显不是磨损的金属物质。去除杂质的方式可以是冲洗、振动、烘干或人工筛选等，只需能够去除收集到的金属物质中的杂质即可。

S230、对去除杂质后的金属物质进行磨损成分检测，进而能够根据磨损成分检测的结果判断盾构机的磨损部位。如此，通过对去除杂质的金属物质进行磨损成分检测，进而能够快速、准确的判断盾构机磨损的部位。

S300、将金属物质中的磨损成分进行分离并称重，进而能够根据磨损成分的质量判断磨损部位的磨损程度。如此，通过进一步对金属物质中的磨损成分进行分离并称重，进而能够通过磨损成分的质量对磨损部位的磨损程度进行定量分析，从而提高了检测装置10的智能化程度及检测性能，便于用户了解盾构机的磨损程度并进行对应处理。

需要说明的是，磨损成分可以是一个磨损部位的磨损成分、两个磨损部位的磨损成分或多个磨损部位的磨损成分。当磨损成分为两个及两个以上磨损部位的磨损成分时，不同的磨损成分均能够被单独分离并称重，进而能够判断不同部位的不同磨损程度。

上述实施例中的盾构机磨损的检测方法，至少具有以下优点：(1)、在盾构机掘进过程中，利用磁性机构200将金属物质从排渣中分离并进行磨损成分检测，进而根据磨损成分的检测结果判断盾构机的磨损部位，从而不需要人工进仓检查，提高了盾构机磨损检测的安全性。(2)、当需要检测盾构机的磨损情况时，只需利用磁性机构200将金属物质从排渣中分离并进行磨损成分检测即可，不需要停止盾构机，进而提高了盾构机掘进的效率，操作简单方便。(3)、在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构200对排渣进行实时分离，进而确保能够分离出所有排渣中的金属物质，从而提高检测结果的准确性。

如图3及图4所示，还提供了一种盾构机磨损的检测装置10，包括排渣机构100、磁性机构200及检测机构(未图示)。其中，排渣机构100用于排出盾构机掘进过程中产生的排渣。磁性机构200设置于排渣机构100上，磁性机构200用于分离排渣中的金属物质。检测机构用于检测金属物质中的磨损成分。

上述实施例中的盾构机磨损的检测装置10，在盾构机掘进时，首先，通过将磁性机构200设置在排渣机构100上，使得磁性机构200能够吸引排渣机构100上的排渣中的金属物质，且金属物质能够吸附在磁性机构200上，进而实现金属物质从排渣中自动分离出来，操作简单方便。然后，收集磁性机构200上的金属物质并进行磨损成分检测，进而根据金属物质中磨损成分的材质判断盾构机的磨损部位，避免了需要人工进仓检查，从而提高了盾构机磨损检测的安全性。另外，在盾构机掘进的过程中，通过磁性机构200持续的对排渣机构100上的排渣进行磁吸，使得排渣中的金属物质能够吸附在磁性机构200上，从而将金属物质从排渣中分离出来，提高了对金属物质收集的准确性，进而提高对盾构机磨损检测的准确性，且在将金属物质从排渣中分离的过程中，不需要停止盾构机工作，进而提高了盾构机掘进的效率。

其中，检测机构可以是近红外光谱仪、能谱仪、热谱仪或质谱仪等检测仪器，只需能够检测出金属物质中的磨损成分即可。

其中，排渣是指盾构机在掘进过程中产生的渣土或泥水混合物等物质。

其中，盾构机可以是土压盾构机或泥水盾构机等。

当盾构机为土压盾构机时。

如图3所示，在一个实施例中，排渣机构100包括螺旋输送机110及用于输送排渣的皮带输送机120。磁性机构200设置于皮带输送机120的上方。螺旋输送机110用于将盾构机掘进过程中产生的排渣输送至皮带输送机120上。如此，通过螺旋输送机110将盾构机产生的排渣均匀输送至皮带输送机120上，从而使得磁性机构200能够对皮带输送机120上的排渣持续的进行磁吸，进而使得排渣中的金属物质在磁吸力的作用下吸附至磁性机构200上，从而将金属物质从排渣中分离，操作简单方便。另外，在盾构机掘进的过程中，磁性机构200同步将金属物质从排渣中分离出来，不影响盾构机掘进进度，还缩短了盾构机磨损检测的周期。

其中，磁性机构200设置于皮带输送机120的上方，可以利用支撑杆或支撑管等中间元件的方式，也可以是将磁性结构设置成拱形结构或环形结构等方式。磁性结构与皮带输送机120连接，可以通过插接、卡接或螺接等可拆卸的连接的方式，也可以是焊接或铆钉连接等不可拆卸的连接方式

进一步的，螺旋输送机110远离盾构机的一侧设有闸门111。闸门111位于皮带输送机120的上方。如此，螺旋输送机110内的排渣通过闸门111输送至皮带输送机120上，使得排渣在皮带输送机120上分布的更加分散，从而便于磁性机构200吸引出排渣中的金属物质，进而提高对排渣中的金属物质收集的准确性。另外，通过控制闸门111的大小，进而能够控制螺旋输送机110输送排渣的量，并保证螺旋输送机110输送排渣的均匀性，从而提高对排渣中的金属物质收集的准确性。

可选地，检测装置10还包括用于筛选排渣的筛选机构(未图示)。筛选机构设置于螺旋输送机110与皮带输送机120之间。如此，利用筛选机构将排渣中的直径较大的固体成分筛选出来，使得直径较小的固体成分(含有磨损成分的排渣)通过筛选机构并输送至皮带输送机120上，进而避免直径较大的固体成分干扰磁性机构200吸引金属物质，进而提高将金属物质从排渣中分离出来的准确性。

其中，筛选机构可以是普通筛网或筛选装置等结构，只需能够去除排渣中直径较大的固体成分即可。

当盾构机为泥水盾构机时。

如图4所示，在一个实施例中，排渣机构100包括用于输送排渣的排浆管130。磁性机构200设置于排浆管130上。如此，当排渣流经排浆管130上的磁性机构200时，在磁性机构200的磁吸力的作用下，使得金属物质从排渣中分离出来并吸附在磁性机构200上，进而便于后续对金属物质进行收集与磨损成分检测。

进一步地，排渣机构100包括用于过滤排渣的采石箱140。采石箱140设置于排浆管130上。磁性机构200设置于采石箱140上。如此，利用采石箱140相对较大的体积及用于容纳排渣的容纳空间，从而便于磁性机构200的安装与拆卸。

其中，磁性机构200可以设置在采石箱140的外侧壁上或采石箱140的内侧壁上等位置。磁性机构200设置于采石箱140上，可以是螺接、卡接或插接的那个可拆卸的连接方式，也可以是焊接或铆钉连接等不可拆卸的连接方式，只需能够将磁性机构200设置在采石箱140上，并能够将金属物质从排渣中分离出来即可。

具体地，采石箱140的顶端设有开口(未图示)。磁性机构200可拆卸设置于开口内。如此，磁性机构200通过开口与采石箱140内的排渣接触，进而增大了磁性机构200对排渣中金属物质的磁吸力，从而提高将金属物质从排渣中分离出来的准确性。另外，利用磁性机构200与采石箱140可拆卸连接，进而便于后续对磁性机构200上的金属物质进行收集。

其中，磁性机构200可拆卸设置于开口内，可以通过插接、卡接或螺接等方式，只需能够实现磁性机构200与开口的内侧壁可拆卸连接即可。

其中，磁性机构200可以是包含永久磁铁的机构，也可以还包含电磁铁的机构，只需能够将金属物质从排渣中分离出来即可。

在一个实施例中，磁性机构200包括电磁铁及用于调节电磁铁的通电电流的电源件(未图示)。如此，通过电源件调节电磁铁的通电电流的大小，进而使得电磁铁的磁吸力可调，从而能够根据实际需要调节电磁铁的磁吸力，提高了检测装置10的适用性。另外，当需要收集电磁铁上的金属物质时，通过电源件停止给电磁铁供电，使得电磁铁失去磁性，进而便于对电磁铁上的金属物质进行收集。

其中，电源件可以是电源箱或蓄电池等结构。电源件可以设置在电磁铁上或排渣机构100上等位置。电源件与电磁铁电连接，可以通过导线或数据线等结构，只需能够通过电源件调节电磁铁的通电电流即可。

为了便于更好地理解本申请中盾构机磨损的检测原理，以下以其中一种盾构机磨损的检测方法为例进行详细阐述。

S001、在盾构掘进过程中，掘进产生的排渣均通过排渣机构100排出，若排出的物质为金属性物质，则被磁性机构200吸住。

S002、当盾构掘进一段时间后，将磁性机构200从排渣机构100上拆下。

S003、将磁性机构200上吸附的金属物质收集好并进行磨损成分检测。

S004、通过磨损成分的检测结果判断盾构机的磨损部位。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。本发明中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种盾构机磨损的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在盾构机掘进的过程中，利用磁性机构将金属物质从排渣中分离出来；

当所述盾构机掘进T时间后，对分离的所述金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断所述盾构机的磨损部位。

2.根据权利要求1所述的盾构机磨损的检测方法，其特征在于，在当所述盾构机掘进T时间后，对分离的所述金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断所述盾构机的磨损部位步骤中，包括：

当所述盾构机掘进T时间后，对所述磁性机构上的所述金属物质进行收集；

去除收集到的所述金属物质中的杂质；

对去除杂质后的所述金属物质进行磨损成分检测，进而能够根据磨损成分检测的结果判断盾构机的磨损部位。

3.根据权利要求1或2所述的盾构机磨损的检测方法，其特征在于，在当所述盾构机掘进T时间后，对分离的所述金属物质进行磨损成分检测，并根据磨损成分检测的结果判断所述盾构机的磨损部位步骤之后，包括：

将所述金属物质中的磨损成分进行分离并称重，进而能够根据所述磨损成分的质量判断磨损部位的磨损程度。

4.一种盾构机磨损的检测装置，其特征在于，包括：

排渣机构，所述排渣机构用于排出盾构机掘进过程中产生的排渣；

磁性机构，所述磁性机构设置于所述排渣机构上，所述磁性机构用于分离所述排渣中的金属物质；及

检测机构，所述检测机构用于检测所述金属物质中的磨损成分。

5.根据权利要求4所述的盾构机磨损的检测装置，其特征在于，所述排渣机构包括螺旋输送机及用于输送所述排渣的皮带输送机，所述磁性机构设置于所述皮带输送机的上方，所述螺旋输送机用于将所述盾构机掘进过程中产生的所述排渣输送至所述皮带输送机上。

6.根据权利要求5所述的盾构机磨损的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括用于筛选所述排渣的筛选机构，所述筛选机构设置于所述螺旋输送机与所述皮带输送机之间。

7.根据权利要求4所述的盾构机磨损的检测装置，其特征在于，所述排渣机构包括用于输送所述排渣的排浆管，所述磁性机构设置于所述排浆管上。

8.根据权利要求7所述的盾构机磨损的检测装置，其特征在于，所述排渣机构还包括用于过滤所述排渣的采石箱，所述采石箱设置于所述排浆管上，所述磁性机构设置于所述采石箱上。

9.根据权利要求8所述的盾构机磨损的检测装置，其特征在于，所述采石箱的顶端设有开口，所述磁性机构可拆卸设置于所述开口内。

10.根据权利要求4至9任一项所述的盾构机磨损的检测装置，其特征在于，所述磁性机构包括电磁铁及用于调节所述电磁铁的通电电流的电源件。

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