CN216691176U - 一种全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置 - Google Patents

Abstract

一种全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置，包括探头、继电器、无线信号发射器和接收器、报警装置；探头包括通过螺纹连接安装在刮刀中的薄壁金属管，金属管前端位于刮刀磨损极限位置，金属管内用绝缘树脂埋设两端伸出金属管开口端的“∪”形绝缘导线，绝缘导线的弯曲端贴靠金属管盲端内壁，绝缘导线通过继电器、无线信号发射器和接收器控制报警装置，绝缘导线断开报警装置接通发出报警信号。使用该检测装置对刮刀磨损进行检测，可较好避免外部环境影响，确保检测准确；装置结构简单，操作简便，能够在动态条件下进行检测，不需开仓检查，在操纵室内即可通过报警装置准确判断磨损至极限需要更换的刮刀。

Description

一种全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置

技术领域

本实用新型涉及隧道掘进机刀具磨损检测，特别是一种全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置。

背景技术

全断面隧道掘进机目前普遍应用于各大隧道施工工程中，在泥水混合和江海隧道施工中，全断面隧道掘进机的刮刀的磨损是影响施工过程的重要因素。在盾构施工过程中，刮刀的损耗在整个施工阶段耗资占比较大，且刮刀的检查和维修以及刮刀更换都十分复杂。单凭工人靠经验判断刮刀的磨损并开仓换刀，常因判断不准出现两种情况：一是刮刀尚未磨损至极限就提前换刀，造成浪费；二是刮刀磨损超过极限而未及时换刀，影响整个施工效果。因此，刮刀磨损检测的精准对于节约施工成本和提高施工效率具有重要意义。

目前刮刀磨损的检测方法主要有液压回路检测法，异味惰性气体检测法，超声波磨损检测法，参数分析法等。液压回路检测法主要是通过在刮刀内部设置液压回路来进行检测，当刮刀磨损到极限时液压回路发生变化，刀腔内部压力发生变化，由此判断刮刀的磨损程度。该方法受到刀盘内部管路、线路布置和刀盘中心回转影响，无法实现对多数量刮刀同时进行检测。异味惰性气体检测法是通过传感器检测刮刀磨损到极限时产生释放异味气体来判断刮刀磨损，由于全断面隧道掘进机刮刀工作环境复杂，尤其是在泥水混合和主要以土层为主的工作条件下该检测方法很难实现。超声波磨损检测法虽然能够实现刮刀磨损的实时监测，但受刮刀装配形式和刮刀工作时其他部件干扰的影响，检测精度难以保证。参数分析法是依据现有理论基础，分析刮刀所受力和力矩，或通过整合刮刀在掘进过程中刀盘转速掘进速度等参数，确定全断面隧道掘进机掘进过程中相关作用关系式，建立全断面隧道掘进机刮刀磨损预测模型。参数分析法在理论与实际运用之间存在较大偏差，无法及时准确判断刮刀磨损是否到达磨损极限。

实用新型内容

为解决上述现有刮刀磨损检测方法存在的缺陷，本实用新型提供一种全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置。

本实用新型提供的全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置，包括探头、继电器、无线信号发射器、无线信号接收器和报警装置；所述探头包括通过螺纹连接安装在刮刀中的薄壁(壁厚1～2mm)金属管，金属管的前端位于刮刀磨损极限位置，金属管内用绝缘填塞物埋设有两端伸出金属管开口端的“∪”形绝缘导线，绝缘导线的弯曲端贴靠金属管盲端的内壁，绝缘导线与所述继电器输入端接口相接；继电器输出端接口与所述无线信号发射器相接；所述无线信号接收器与所述报警装置相接；使绝缘导线断开时继电器动作，无线信号发射器发射信号，无线信号接收器接收到信号后接通报警装置，报警装置发出报警信号。

进一步，所述金属管为厚度2mm、外表面带有外螺纹的钢管；所述绝缘导线为直径0.56mm的漆包线，漆包线的两个末端分别与探头接点相接；所述绝缘填塞物为绝缘树脂；所述探头接点从钢管开口端露出，并被凝固的绝缘树脂固定。

进一步，所述继电器为SRD-12DVC-SL-C继电器，该继电器通过光耦隔离继电器驱动模块将其DC+和DC-端分别与电源的正负极相接，DC+和IN端分别与两个探头接点相接，COM和NC端与无线信号发射器相接。

进一步，所述报警装置为灯光报警装置。

本实用新型的使用方法和工作原理：

使用上述刮刀磨损检测装置对全断面隧道掘进机刮刀进行磨损检测时，在刮刀的后端面上对应刮刀磨损部位开设安装探头的螺纹孔，使螺纹孔的深度至刮刀设定的磨损极限位置，然后将带有外螺纹的探头拧入螺纹孔中，将继电器和无线信号发射器安装在刀盘上，将无线信号接收器和报警装置安装在掘进机操纵室内，将探头通过导线与光耦隔离继电器驱动模块的输入端相接，将无线信号发射器与光耦隔离继电器驱动模块的输出端相接。当刮刀磨损到极限位置时，探头前端同时被磨损，导致探头中的绝缘导线断开，届时继电器动作，使无线信号发射器发出信号，无线信号接收器接收到信号后触发报警装置，发出报警信号。在掘进机操纵室内将对应每个刮刀的无线信号发射器进行编号，通过报警装置即可判断磨损至极限需要更换的刮刀。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用继电器检测方法，可较好地避免外部环境影响，确保检测准确，性能稳定可靠。

2、本实用新型结构简单，操作简便，能够在动态条件下进行刮刀磨损检测，不需开仓检查，在掘进机操纵室内通过报警装置即可判断磨损至极限需要更换的刮刀，有利于提高掘进效率，降低检测成本。

附图说明

附图为本实用新型实施例的示意图，其中：

图1为其原理电路图；

图2为图1中探头的轴向局部剖视图；

图3为探头与刮刀安装示意图(侧视剖视图)；

图4为四个相互串联的探头在一个刮刀中的分布图(俯视图)。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型的实施加以说明。

本实用新型实施例如图1所示，包括探头1、光耦隔离继电器驱动模块2、无线信号发射器4、无线信号接收器5和灯光报警装置6。所述探头如图2所示，包括厚度为2mm、外表面带有外螺纹的钢管11；钢管内放置直径为0.56mm的“∪”形漆包线12，使漆包线的弯曲端与钢管盲端内壁贴靠，漆包线两个末端分别与探头接点13相接；在钢管内充填绝缘树脂14，将“∪”形漆包线固定，探头接点13从钢管开口端露出，并被凝固的树脂固定。如图3所示，在刮刀7的后端面上对应刮刀磨损部位开设安装探头的螺纹孔(未图示)，使螺纹孔的深度至设定的刮刀磨损极限位置71，将带有外螺纹的探头拧入刮刀的螺纹孔中，将刮刀安装在刀盘(未图示)上。所述光耦隔离继电器驱动模块2采用SRD-12DVC-SL-C继电器，光耦隔离继电器驱动模块安装在刀盘(未图示)上。如图1所示，继电器通过光耦隔离继电器驱动模块将其DC+和DC-端分别与电源3的正负极相接，DC+和IN端分别与两个探头接点相接，COM和NC端与无线信号发射器4相接，无线信号接收器5与灯光报警装置6相接。刮刀正常工作、未磨损到极限位置时，无线信号发射器处于断开状态，不发射信号；当刮刀磨损到极限位置时，探头前端同时被磨损，导致探头中的漆包线断开，届时继电器动作，NC与COM接口短接，使无线信号发射器4接通并发出信号，无线信号接收器5接收到信号，触发控制室内的灯光报警装置6，灯光报警装置中的预警指示灯点亮，发出报警信号。

为提高检测的准确性，本实施例在同一个刮刀中沿刮刀刃口相互间隔安装四个探头，四个探头的安装位置如图4所示，中间两个，两侧各一个。将四个探头串联(未图示)与继电器的输入端相接，无论刮刀任何一处磨损至极限位置，并使该处探头中的漆包线被磨断，灯光报警装置都会发出报警信号。

Claims (4)

1.一种全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置，其特征在于，包括探头、继电器、无线信号发射器、无线信号接收器和报警装置；所述探头包括通过螺纹连接安装在刮刀中的薄壁金属管，金属管的前端位于刮刀磨损极限位置，金属管内用绝缘填塞物埋设有两端伸出金属管开口端的“∪”形绝缘导线，绝缘导线的弯曲端贴靠金属管盲端的内壁，绝缘导线与所述继电器输入端接口相接；继电器输出端接口与所述无线信号发射器相接；所述无线信号接收器与所述报警装置相接；使绝缘导线断开时继电器动作，无线信号发射器发射信号，无线信号接收器接收到信号后接通报警装置，报警装置发出报警信号。

2.根据权利要求1所述全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置，其特征在于，所述金属管为厚度2mm、外表面带有外螺纹的钢管；所述绝缘导线为直径0.56mm的漆包线，漆包线的两个末端分别与探头接点相接；所述绝缘填塞物为绝缘树脂；所述探头接点从钢管开口端露出，并被凝固的绝缘树脂固定。

3.根据权利要求1或2所述全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置，其特征在于，所述继电器为SRD-12DVC-SL-C继电器，该继电器通过光耦隔离继电器驱动模块将其DC+和DC-端分别与电源的正负极相接，DC+和IN端分别与两个探头接点相接，COM和NC两端与无线信号发射器相接。

4.根据权利要求1所述全断面隧道掘进机刮刀磨损检测装置，其特征在于，所述报警装置为灯光报警装置。

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