CN115389328A - 滚刀检测加载装置及滚刀检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滚刀检测技术领域，提供了一种滚刀检测加载装置及滚刀检测系统，其中，滚刀检测加载装置包括滚刀夹紧机构、检测机构、导向机构以及加载机构；加载机构的输出部件推动导向机构的移动部件移动，加载机构驱使检测件与滚刀相互接触，并对滚刀进行加载。与现有技术相对比，需要运用本装置对待测滚刀进行加载时，先行将待测滚刀安装在滚刀夹紧机构上，利用滚刀夹紧机构对滚刀定位夹紧，随后操作加载机构，加载机构的输出部件在导向机构的引导下驱使待测滚刀与摩擦轮接触，加载机构继续输出负载，逐渐提高摩擦轮与滚刀之间的挤压力，从而实现向待测滚刀进行加载的效果，模拟滚刀的实际工作负载，以解决现有技术中无法进行负载检测的问题。

Description

滚刀检测加载装置及滚刀检测系统

技术领域

本发明涉及滚刀检测技术领域，特别是涉及一种滚刀检测加载装置及滚刀检测系统。

背景技术

盾构机在岩石地层掘进时，滚刀随着刀盘的公转进行自转，并在盾构机的巨大推力下挤压、碾碎岩石，最终达到破岩目的。盾构机的盘形滚刀在装配过程中容易出现装配失误或转动扭矩调整不合理的情况，后续会导致滚刀在工作过程中发生密封失效、偏磨等问题，最终引起滚刀不同程度的损坏。因此，滚刀出厂前均需进行严格的检测，检测主要包括气密性检测、扭矩检测、跑合试验。

目前，滚刀的跑合试验均为空载条件下对滚刀进行跑合检测，但在施工过程中，每把滚刀需承受上十吨的巨大推力，因此，空载的跑合试验无法对滚刀的使用稳定性进行检测，故亟需设计一种能够检测滚刀扭矩的带载跑合试验装置，以解决现有技术的检测问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种滚刀检测加载装置及滚刀检测系统，能够模拟滚刀的实际工作负载，以解决现有技术中无法进行负载检测的问题。

一种滚刀检测加载装置，包括滚刀夹紧机构、检测机构、导向机构以及加载机构；

所述滚刀夹紧机构用以夹紧待测滚刀；

所述检测机构用以安装对所述滚刀进行检测的摩擦轮；

所述滚刀夹紧机构以及所述检测机构均位于所述导向机构的引导方向上，所述滚刀夹紧机构或所述检测机构设置在所述导向机构的移动部件上；以及

所述加载机构的输出部件推动所述导向机构的移动部件移动，所述加载机构驱使所述检测件与所述滚刀相互接触，并对所述滚刀进行加载。

与现有技术相对比，需要运用本装置对待测滚刀进行加载时，先行将待测滚刀安装在滚刀夹紧机构上，利用滚刀夹紧机构对滚刀定位夹紧，随后操作加载机构，加载机构的输出部件在导向机构的引导下驱使待测滚刀与摩擦轮接触，加载机构继续输出负载，逐渐提高摩擦轮与滚刀之间的挤压力，从而实现向待测滚刀进行加载的效果，模拟滚刀的实际工作负载，以解决现有技术中无法进行负载检测的问题。

在其中一个实施例中，所述检测机构包括安装座，所述摩擦轮与所述安装座转动连接。

在其中一个实施例中，所述检测机构还包括驱动所述摩擦轮转动的驱动组件，所述驱动组件与所述摩擦轮传动连接。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括驱动电机以及减速机，所述驱动电机通过所述减速机与所述摩擦轮传动连接。

在其中一个实施例中，所述检测机构设置在所述导向机构上，所述加载机构的输出部件与所述检测机构连接。

在其中一个实施例中，所述加载机构包括液压油缸，所述液压油缸油路连接有外部供油泵站，所述液压油缸的伸缩轴与所述检测机构连接。

在其中一个实施例中，所述导向机构包括滑轨以及导向块；

所述滑轨设置有两条，且平行安装在试验台上；

所述导向块设置有两个，两个所述导向块分别对应两条所述滑轨设置。

在其中一个实施例中，所述滚刀夹紧机构包括机械夹臂，所述机械夹臂安装在试验台上，所述机械夹臂用以夹紧所述滚刀的刀轴。

在其中一个实施例中，所述滚刀夹紧机构还包括立柱，所述立柱与所述试验台固定；

所述立柱转动连接有加强板，所述加强板的一端向所述机械夹臂上方伸出，并在端部设置有转盘，所述刀轴的一端被所述机械夹臂夹紧，另一端与所述转盘活动连接。

本发明还提供了一种滚刀检测系统，包括上述方案所述的滚刀检测加载装置。

与现有技术相对比，本系统通过模拟滚刀的实际工作负载，以解决现有技术中无法对滚刀进行负载检测的问题。

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是本发明一实施例中滚刀检测加载装置的具体结构示意图；

图2是本发明一实施例中滚刀检测加载装置的内部结构示意图；

图3是图1中A处的放大图；

图4是本发明一实施例中导向机构的具体结构示意图。

附图标记说明：

10、试验台；

20、滚刀夹紧机构；201、滚刀；202、机械夹臂；203、立柱；204、加强板；205、转盘；206、轴孔；

30、检测机构；301、摩擦轮；302、安装座；303、驱动电机；304、减速机；305、联轴器；

40、导向机构；401、滑轨；402、导向块；

50、加载机构；501、液压油缸；502、供油泵站；

60、扭矩传感器。

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。

盾构机的盘形滚刀在装配过程中容易出现装配失误或转动扭矩调整不合理的情况，后续会导致滚刀在工作过程中发生密封失效、偏磨等问题，最终引起滚刀不同程度的破坏。本发明提供一种滚刀检测加载装置，能够模拟滚刀的实际工作负载，以解决现有技术中无法进行负载检测的问题，其具体方案如下：

参照图1、图2以及图3所示，本发明提供一种滚刀检测加载装置，包括试验台10、滚刀夹紧机构20、检测机构30、导向机构40以及加载机构50。其中，滚刀夹紧机构20用以夹紧待测滚刀201；检测机构30用以安装对滚刀201进行检测的摩擦轮301；滚刀夹紧机构20以及检测机构30均位于导向机构40的引导方向上，滚刀夹紧机构20或检测机构30设置在导向机构40的移动部件上；加载机构50的输出部件推动导向机构40的移动部件移动，加载机构50驱使检测件与滚刀201相互接触，并对滚刀201进行加载。

需要说明的是，在该实施例中，为了提高加载机构50的施力稳定性，加载机构50的施力方向与导向机构40的引导方向为同向设置。因滚刀夹紧机构20以及检测机构30均位于导向机构40的引导方向上，故加载机构50的输出部件、滚刀夹紧机构20以及检测机构30均处于同一直线上，保证滚刀201所受的负载方向能够直指滚刀201的刀轴，避免滚刀201在检测的过程中出现偏磨的现象。

另外，本装置的最终目的是对待测滚刀201进行重量加载，而导向机构40主要是为了对加载机构50所输出的加载力的方向进行引导，故安装在导向机构40上的机构可以为滚刀夹紧机构20或检测机构30。

若选择滚刀夹紧机构20安装在导向机构40的移动部件上，检测机构30则相应地安装固定在试验台10上，加载机构50的输出部件与滚刀夹紧机构20连接，加载时，加载机构50的输出部件在导向机构40的引导下推动滚刀夹紧机构20向检测机构30移动，促使滚刀201与摩擦轮301抵接，加载机构50继续输出负载，逐渐提高滚刀201与摩擦轮301之间的挤压力，从而实现向待测滚刀201进行加载的效果。

若选择检测机构30安装在导向机构40的移动部件上，滚刀夹紧机构20则相应地安装固定在试验台10上，加载机构50的输出部件与检测机构30连接，加载时，加载机构50的输出部件推动检测机构30向滚刀夹紧机构20移动，促使摩擦轮301与滚刀201抵接，加载机构50继续输出负载，逐渐提高摩擦轮301与滚刀201之间的挤压力，从而实现向待测滚刀201进行加载的效果。

示例性的，需要运用本装置对待测滚刀201进行加载时，先行将待测滚刀201安装在滚刀夹紧机构20上，利用滚刀夹紧机构20对滚刀201定位夹紧，随后操作加载机构50，加载机构50的输出部件驱使待测滚刀201与摩擦轮301接触，加载机构50继续输出负载，逐渐提高摩擦轮301与滚刀201之间的挤压力，从而实现向待测滚刀201进行加载的效果。

在一实施例中，对检测机构30作出进一步的细化，检测机构30包括安装座302，摩擦轮301与安装座302转动连接。在运用本装置对滚刀201进行检测时，加载机构50完成加载后，检测人员可利用扭矩扳手人工转动滚刀201的刀圈进行读数，从而进行人工检测。

具体参照图4所示，更优的是，在该实施例中，检测机构30还包括驱动摩擦轮301转动的驱动组件，驱动组件与摩擦轮301传动连接。具体地的是，驱动组件包括驱动电机303以及减速机304，驱动电机303与减速机304传动连接，减速机304通过联轴器305与摩擦轮301的转轴传动连接。

需要说明的是，人工检测方法由于人力的不均匀性，导致扭矩度数波动较大，故在该实施例中，通过驱动组件传动摩擦轮301进行转动，故在检测的过程中，摩擦轮301所受到的扭矩力能够精准化，且摩擦轮301转动的过程中，整体的受力稳定性将更高，令检测机构30能够针对不同滚刀201调整准确且合适的扭矩参数。另外，因滚刀201在实际工作中，其整体的转速较慢，普遍为15～35r/min范围内，故在该实施例中增设了减速机304，驱动电机303通过减速机304与摩擦轮301传动连接。

在该实施例中，检测机构30设置在导向机构40上，加载机构50的输出部件与检测机构30连接。本装置主要目的是对待测滚刀201进行重量加载，在工作过程中需要对各种滚刀201进行检测，故滚刀夹紧机构20需要频繁地对滚刀201进行安装以及拆卸，而检测机构30完成对摩擦轮301的安装操作后，不需要对摩擦轮301进行频繁的拆装。为了便于检测人员对滚刀201进行拆装，故将滚刀夹紧机构20固定设置在试验台10上，而检测机构30则安装在导向机构40上，以优化滚刀夹紧机构20的拆装灵活性，提高本装置的整体检测效率。

在一实施例中，对加载机构50作出进一步的细化，在该实施例中，加载机构50包括液压油缸501，液压油缸501油路连接有外部供油泵站502，需要加载机构50对摩擦轮301进行负载加载时，操控供油泵站502向液压油缸501进行供油，随后液压油缸501的伸缩轴带动检测机构30整体进行移动，直至摩擦轮301与滚刀201接触，随着液压油缸501的继续加载，摩擦轮301与滚刀201之间的挤压力将逐渐增大，达到所需的负载重量后关闭供油泵站502即可，此时对滚刀201的加载操作完毕。

在一实施例中，对导向机构40作进一步的细化，在该实施例中，导向机构40包括滑轨401以及导向块402。滑轨401设置有两条，且平行设置在试验台10上。另外，导向块402设置有两个，导向块402与滑轨401一一对应活动连接。上述提及到导向机构40主要是为了对加载机构50所输出的加载力的方向进行引导，故安装在导向机构40上的机构可以为滚刀夹紧机构20或检测机构30。进行安装时将滚刀夹紧机构20或检测机构30固定在两个导向块402上即可，具体地，在该实施例中，检测机构30固定安装在两个导向块402上。

在一实施例中，对滚刀夹紧机构20作进一步的细化，在该实施例中，滚刀夹紧机构20包括机械夹臂202，机械夹臂202设置在试验台10上，用以夹紧滚刀201的刀轴。

更优的是，为了对滚刀201进行辅助支撑，在该实施例中，滚刀夹紧机构20还包括立柱203，立柱203与试验台10固定。立柱203转动连接有加强板204，加强板204的一端向机械夹臂202上方伸出，并在端部设置有转盘205，刀轴的一端被机械夹臂202夹紧，另一端与转盘205活动连接。

需要说明的是，机械夹臂202为机械手式夹具，通过操控机械手的开合，即可对滚刀201的刀轴实现夹紧的效果。增设的转盘205能够给刀轴增设连接点，以提高刀轴的安装稳定性，且加强板204的转动连接结构能够令转盘205能够绕立柱203进行转动，需要对滚刀201进行安装时，转离转盘205即可。安装滚刀201时，将操控机械夹臂202将滚刀201的刀轴夹紧，随后转动转盘205，令转盘205与刀轴的端部对应，随后操控机械夹臂202上升，直至刀轴的端部安入到转盘205，令刀轴与转盘205活动连接，此时滚刀201即安装完毕。需要注意的是，为了提高装置整体的受力效果，加强板204的长度方向与摩擦轮301的受力方向同向设置。

更优的是，在该实施例中，立柱203顶部设置有供刀轴陷入的轴孔206，故检测人员需要对滚刀201进行安装或拆卸时，通过将滚刀201的刀轴插入到轴孔206内，可暂时将刀轴放置在立柱203的顶部，向滚刀201提供一个临时放置点，以便于检测人员进行操作。

本发明还提供一种滚刀检测系统，包括上述方案中提及的滚刀检测加载装置。

在该实施例中，滚刀检测加载装置包括试验台10、滚刀夹紧机构20、检测机构30、导向机构40以及加载机构50。

导向机构40的两条滑轨401固定设置在试验台10上。

检测机构30包括安装座302，摩擦轮301与安装座302转动连接。检测机构30还包括驱动电机303以及减速机304，驱动电机303与减速机304传动连接，减速机304通过联轴器305与摩擦轮301的转轴传动连接。其中安装座302固定安装在两条滑轨401上，安装座302通过导向块402与两条滑轨401滑动连接。

加载机构50包括液压油缸501，液压油缸501油路连接有外部供油泵站502，且液压油缸501的伸缩轴与安装座302连接。液压油缸501的工进将通过安装座302推动检测机构30整体向滚刀201的方向移动。

液压油缸501的伸缩轴的轴向与导向机构40的引导方向为同向设置，且伸缩轴的轴向与滚刀201以及摩擦轮301的轴向均垂直设置，故伸缩轴、摩擦轮301以及滚刀201均处于同一直线上，保证滚刀201所受的负载方向能够直指滚刀201的刀轴，避免滚刀201在检测的过程中出现偏磨的现象。

滚刀夹紧机构20包括机械夹臂202以及立柱203，立柱203与试验台10固定。立柱203转动连接有加强板204，加强板204的一端向机械夹臂202上方伸出，并在端部设置有转盘205，刀轴的一端被机械夹臂202夹紧，另一端与转盘205活动连接。立柱203顶部设置有供刀轴陷入的轴孔206，给滚刀201提供一个临时放置点，以便于检测人员进行操作。

滚刀检测系统还包括扭矩传感器60以及显示模块，扭矩传感器60设置在摩擦轮301的转轴上，用以监测摩擦轮301所承受的扭矩。扭矩传感器60与显示模块电性连接，显示模块用以显示扭矩传感器60的检查数值。

具体实施例方式：

利用本系统对滚刀201进行检测时需要先行对待测滚刀201进行安装，整体安装过程如下：转动加强板204，令加强板204离开机械夹臂202上方，随后将待检测的滚刀201进行定位，令滚刀201的刀轴与伸缩轴以及摩擦轮301相对应。操控机械夹臂202将刀轴夹紧，然后再次转动转盘205，令转盘205与刀轴的端部对应，操控机械夹臂202上升，直至刀轴的端部安入到转盘205，令刀轴与转盘205活动连接，此时滚刀201即安装完毕。

检测时，操控供油泵站502向液压油缸501进行供油，随后液压油缸501的伸缩轴通过安装座302带动检测机构30整体进行移动，直至摩擦轮301与滚刀201接触，随着液压油缸501的继续加载，摩擦轮301与滚刀201之间的挤压力将逐渐增大，达到所需的负载重量后关闭供油泵站502即可，此时对滚刀201的加载操作完毕。在加载的过程中，扭矩传感器60实时将摩擦轮301所受的扭矩值通过显示模块显示，检测人员通过扭矩传感器60的检测数值即可完成滚刀201的使用稳定性检测，通过模拟滚刀201的实际工作负载，以解决现有技术中无法进行负载检测的问题。

另外，对滚刀201的检测方式作出进一步的细化，扭矩传感器60实时监测到摩擦轮301的扭矩值后，通过控制器的换算即可推算出滚刀201的扭矩值，随后即可对滚刀201的扭矩值作进一步的数据处理，另外，换算出的滚刀201的扭矩值能够通过显示模块进行同步显示。

以上所述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。

以上所述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。

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。

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。

Claims (10)

1.一种滚刀检测加载装置，其特征在于，包括滚刀夹紧机构(20)、检测机构(30)、导向机构(40)以及加载机构(50)；

所述滚刀夹紧机构(20)用以夹紧待测滚刀(201)；

所述检测机构(30)用以安装对所述滚刀(201)进行检测的摩擦轮(301)；

所述滚刀夹紧机构(20)以及所述检测机构(30)均位于所述导向机构(40)的引导方向上，所述滚刀夹紧机构(20)或所述检测机构(30)设置在所述导向机构(40)的移动部件上；以及

所述加载机构(50)的输出部件推动所述导向机构(40)的移动部件移动，所述加载机构(50)驱使所述检测件与所述滚刀(201)相互接触并对所述滚刀(201)进行加载。

2.根据权利要求1所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述检测机构(30)包括安装座(302)，所述摩擦轮(301)与所述安装座(302)转动连接。

3.根据权利要求2所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述检测机构(30)还包括驱动所述摩擦轮(301)转动的驱动组件，所述驱动组件与所述摩擦轮(301)传动连接。

4.根据权利要求3所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机(303)以及减速机(304)，所述驱动电机(303)通过所述减速机(304)与所述摩擦轮(301)传动连接。

5.根据权利要求1所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述检测机构(30)设置在所述导向机构(40)上，所述加载机构(50)的输出部件与所述检测机构(30)连接。

6.根据权利要求5所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述加载机构(50)包括液压油缸(501)，所述液压油缸(501)油路连接有外部供油泵站(502)，所述液压油缸(501)的伸缩轴与所述检测机构(30)连接。

7.根据权利要求1所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述导向机构(40)包括滑轨(401)以及导向块(402)；

所述滑轨(401)设置有两条，且平行固定安装在试验台(10)上；

所述导向块(402)设置有两个，所述导向块(402)与所述滑轨(401)一一对应活动连接。

8.根据权利要求1所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述滚刀夹紧机构(20)包括机械夹臂(202)，所述机械夹臂(202)安装在试验台(10)上，所述机械夹臂(202)用以夹紧所述滚刀(201)的刀轴。

9.根据权利要求8所述的滚刀检测加载装置，其特征在于，所述滚刀夹紧机构(20)还包括立柱(203)，所述立柱(203)与所述试验台(10)固定；

所述立柱(203)转动连接有加强板(204)，所述加强板(204)的一端向所述机械夹臂(202)上方伸出，并在端部设置有转盘(205)，所述刀轴的一端被所述机械夹臂(202)夹紧，另一端与所述转盘(205)活动连接。

10.一种滚刀检测系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的滚刀检测加载装置。

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