CN217953870U - 掘进装置主驱动装配质量检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种掘进装置主驱动装配质量检测系统，该掘进装置主驱动装配质量检测系统包括：图像采集设备、间隙测量仪器和数据处理装置，所述图像采集设备和所述间隙测量仪器均与所述数据处理装置电连接，所述图像采集设备用于拍摄所述第二齿轮，解决了主驱动装配质量检测中，齿轮啮合检验和主驱动密封间隙测量的精度较低，难以准确反映实际工况的技术问题。

Description

掘进装置主驱动装配质量检测系统

技术领域

本实用新型涉及掘进装备的技术领域，尤其涉及一种掘进装置主驱动装配质量检测系统。

背景技术

主驱动密封间隙大小和齿轮啮合情况，是评价盾构机装配质量的两个重要指标。

主驱动密封间隙的大小直接决定盾构机性能，主驱动装配后，如果主驱动密封间隙过大或过小都会引起密封加速失效，造成泥浆进入主轴承，进而引起主轴承失效，导致盾构机瘫痪，将给工程带来不可估量的损失。盾构机主轴承作为盾构机核心部件，其性能直接影响盾构机掘进效率与成本。主驱动轴承失效多发生在齿轮，齿圈啮合是否正常直接决定主轴承的寿命。如果齿轮啮合异常，齿轮上载荷分布不均，容易造成主轴承齿圈失效，将给工程带来巨大的损失。

目前，齿轮啮合检验是通过人工查看啮合形状及计算啮合面积的，误差较大，效率较低。测量主驱动密封间隙采用游标卡尺，内密封间隙圆周方向上只在一个位置上测量一次，测量值作为密封间隙，人工读数，人工记录数据，操作繁琐，容易读错数据，人工误差较大；并且，密封间隙主要以检测静态下的密封间隙为主，精度不足，且与正常使用状态不一致。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种掘进装置主驱动装配质量检测系统，以解决主驱动装配质量检测中，齿轮啮合检验和主驱动密封间隙测量的精度较低，难以准确反映实际工况的技术问题。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种掘进装置主驱动装配质量检测系统，掘进装置主驱动包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述掘进装置主驱动装配质量检测系统包括：图像采集设备、间隙测量仪器和数据处理装置，所述图像采集设备和所述间隙测量仪器均与所述数据处理装置电连接，所述图像采集设备用于拍摄所述第二齿轮。

在优选的实施方式中，所述检测系统包括动力装置、连接机构和安装机构，所述动力装置能够通过所述安装机构安装于掘进装置主驱动的座体，所述动力装置能够通过所述连接机构与所述第一齿轮连接以驱动所述第一齿轮旋转。

在优选的实施方式中，所述检测系统包括伸缩架，所述动力装置安装于所述伸缩架，所述伸缩架能够驱动所述动力装置上下移动。

在优选的实施方式中，所述图像采集设备固定设置，所述图像采集设备能够在所述第二齿轮转动时拍摄所述第二齿轮。

在优选的实施方式中，所述第二齿轮为齿圈，所述第一齿轮和所述图像采集设备均安装于所述第二齿轮内侧。

在优选的实施方式中，所述掘进装置主驱动装配质量检测系统包括间隙测量仪器，所述间隙测量仪器能够安装于掘进装置主驱动的第一密封体与第二密封体的密封配合处，在所述第二密封体转动时，所述间隙测量仪器能够进行测量并实时记录测量值。

在优选的实施方式中，所述间隙测量仪器的数量为多个，多个所述间隙测量仪器绕所述第一密封体的轴线圆周分布。

在优选的实施方式中，所述间隙测量仪器包括容栅位移传感器和内径百分杆；所述第一密封体为外圈体，所述第二密封体为内转动体；所述容栅位移传感器固定于所述第一密封体，所述容栅位移传感器连接内径百分杆并抵接于所述第二密封体。

本实用新型的特点及优点是：

提升了齿轮啮合状况的检测精度，实现主驱动密封动态间隙的测量；易于操作，大大提升了工作效率，节省了人力物力，降低了检测成本；将动态密封间隙检测和齿轮啮合检验集成在一起进行检测，可实现密封动态间隙和齿轮啮合同时测量，更加高效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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-图3为本实用新型提供的掘进装置主驱动装配质量检测系统的示意图；

图4-图5为本实用新型提供的掘进装置主驱动装配质量检测系统实施的检测方法的示意图。

附图标号说明：

11、图像采集设备；

12、间隙测量仪器；13、工业电脑；

20、动力装置；21、安装机构；22、连接机构；23、伸缩架；

30、掘进装置主驱动；31、观察孔；32、安装位；

41、第一密封体；42、第二密封体；

51、第一齿轮；52、第二齿轮；

61、支撑柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种掘进装置主驱动装配质量检测系统，如图1-图3所示，该检测系统包括：图像采集设备11、间隙测量仪器12和数据处理装置，图像采集设备 11和间隙测量仪器12均与数据处理装置电连接。图像采集设备11用于采集第二齿轮52的啮合照片，图像采集设备11可以采用工业相机和工业镜头。间隙测量仪器 12用于测量第一密封体41与第二密封体42之间的间隙；间隙测量仪器12可以采用容栅位移传感器。数据处理装置用于分析数据和处理数据，数据处理装置可以为工业电脑13。

进一步地，该检测系统包括动力装置20、连接机构22和安装机构21，动力装置 20能够通过安装机构21安装于掘进装置主驱动30的座体，动力装置20能够通过连接机构22与第一齿轮51连接以驱动第一齿轮51旋转。动力装置20与掘进装置主驱动30通过安装机构21连接到一起，同时动力装置20与第一齿轮51通过连接机构 22实现传动连接，动力装置20为掘进装置主驱动30提供旋转动力。第一齿轮51和第二齿轮52可以为掘进装置主驱动30中的部件。

在一些实施方式中，该检测系统包括伸缩架23，动力装置20安装于伸缩架23，伸缩架23能够驱动动力装置20上下移动。动力装置20、安装机构21、连接机构22 放置在伸缩架23上；安装机构21与动力装置20连接好后，连接机构22安装在动力装置20上并与第一齿轮51连接。进一步地，伸缩架23的包括移动机构，用于移动动力装置20以调整其位置。如图1所示，该检测系统包括支撑柱61，检测时，掘进装置主驱动30由多个等高的支撑柱61进行支撑。

通过该掘进装置主驱动装配质量检测系统，提升了齿轮啮合状况的检测精度，实现主驱动密封动态间隙的测量；易于操作，大大提升了工作效率，节省了人力物力，降低了检测成本；将动态密封间隙检测和齿轮啮合检验集成在一起进行检测，可实现密封动态间隙和齿轮啮合同时测量，并实现自动化测量，更加高效。还可以开发检测的系统界面，直观显示测量结果。

该掘进装置主驱动装配质量检测系统实施的检测方法包括：测量主驱动密封间隙和检验齿轮啮合状况；如图4所示，检验齿轮啮合状况包括：步骤S11，在第一齿轮 51的齿面上涂抹颜料；步骤S12，第一齿轮51与第二齿轮52啮合且转动；步骤S13，测算第二齿轮52被颜料粘附的齿面面积。第一齿轮51与第二齿轮52转动啮合后，第一齿轮51上的颜料会粘附在第二齿轮52啮合表面，粘有颜料的齿轮表面能够直观反映啮合情况，自动判断齿廓等级，分析载荷分布情况。

进一步地，步骤S13包括：图像采集设备11拍摄第二齿轮52，获取图像；通过图像测算第二齿轮52被颜料粘附的齿面面积。根据图像的像素计算齿轮啮合面积；根据机器学习，还可以自动判断齿廓等级，分析载荷分布情况。更进一步地，图像采集设备11固定设置；在第二齿轮52转动时图像采集设备11拍摄第二齿轮52。

在一些实施方式中，第二齿轮52为齿圈，第一齿轮51和图像采集设备11均安装于第二齿轮52内侧，如图2所示，掘进装置主驱动30设置有多个安装位32，第一齿轮51安装于其中一个或者多个安装位32，图像采集设备11安装于至少一个安装位32的内侧，且与第一齿轮51相错开。具体地，掘进装置主驱动30上预设有观察孔31，观察孔31位于安装位32的内侧，图像采集设备11安装在观察孔31处，第一齿轮51安装前涂抹颜料。检测过程中，第二齿轮52至少转动一周。在一实施例中，第二齿轮52与至少一个第一齿轮51啮合连接，相对设置两个图像采集设备11，同时进行拍摄，有利于提高检测效率；优选地，相对设置的两个图像采集设备11布置于第二齿轮52的同一条直径上。

测量主驱动密封间隙中，可以在第一密封体41与第二密封体42相对静止时进行测量，即静态间隙的测量；也可以在第一密封体41与第二密封体42相对旋转时进行测量，即动态间隙的测量。

在一些实施方式中，如图5所示，测量主驱动密封间隙包括：步骤S21，将间隙测量仪器12安装于第一密封体41与第二密封体42的密封配合处；步骤S22，在第二密封体42转动时，间隙测量仪器12进行测量并实时记录测量值；步骤S23，获取所有测量值中的最大值和最小值。第二密封体42转动一周，筛选出最大值和最小值，最值范围即是密封间隙的范围，实现主驱动密封动态间隙的测量。

进一步地，布置多个间隙测量仪器12，多个间隙测量仪器12绕第一密封体41 的轴线圆周分布；步骤S23中，获取所有间隙测量仪器12的测量值中的最大值和最小值。一周设置多个检测点，使用多个间隙测量仪器12进行测量，更准确反映第一密封体41与第二密封体42之间的间隙，有利于了解密封状态。

在一些实施方式中，间隙测量仪器12包括容栅位移传感器、内径百分杆和磁力表座；第一密封体41为外圈体，第二密封体42为内转动体；容栅位移传感器固定于第一密封体41，容栅位移传感器连接内径百分杆并抵接于第二密封体42。测量时，磁力表座将容栅位移传感器固定到第一密封体41上；第二密封体42随掘进装置主驱动30转动，第一密封体41保持静止的，一个检测点反映了该检测点处第二密封体 42相对于第一密封体41的间隙。

进一步地，间隙测量仪器12与工业电脑13点连接，间隙测量仪器12读取的数据自动保存到工业电脑13上，通过程序筛选出最大值和最小值，最值范围即是密封间隙的范围。

上面介绍了掘进装置主驱动30的外密封间隙检测，内密封间隙检测也可以采用类似的步骤实施。

该检测方法对盾构机的主驱动进行检测时，第一密封体41可以为油脂环，第二密封体42可以为外密封跑道；该检测方法对TBM的掘进装置主驱动30进行检测时，第一密封体41可以为主轴承安装环，第二密封体42可以为刀盘转接环。如图3所示，第二齿轮52为掘进装置主驱动30的主轴承的内齿圈，第一密封体41与主轴承的外圈连接，第二密封体42与第二齿轮52相对固定，即在第二齿轮52转动时，第二密封体42随着一起转动，从而与第一密封体41之间产生相对转动。

通过该检测方法，实现主驱动密封动态间隙的测量，测量数据可以自动记录分析；可以实现主轴承和小齿轮的啮合面积、啮合形状的自动计算和记录，形成检测报告，实现密封动态间隙和齿轮啮合的自动化测量，大大提升了检测精度；易于操作，提升了工作效率，节省了人力物力，降低了检测成本。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种掘进装置主驱动装配质量检测系统，掘进装置主驱动包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，其特征在于，所述掘进装置主驱动装配质量检测系统包括：图像采集设备、间隙测量仪器和数据处理装置，所述图像采集设备和所述间隙测量仪器均与所述数据处理装置电连接，所述图像采集设备用于拍摄所述第二齿轮。

2.根据权利要求1所述的掘进装置主驱动装配质量检测系统，其特征在于，所述检测系统包括动力装置、连接机构和安装机构，所述动力装置能够通过所述安装机构安装于掘进装置主驱动的座体，所述动力装置能够通过所述连接机构与所述第一齿轮连接以驱动所述第一齿轮旋转。

3.根据权利要求2所述的掘进装置主驱动装配质量检测系统，其特征在于，所述检测系统包括伸缩架，所述动力装置安装于所述伸缩架，所述伸缩架能够驱动所述动力装置上下移动。

4.根据权利要求1所述的掘进装置主驱动装配质量检测系统，其特征在于，所述图像采集设备固定设置，所述图像采集设备能够在所述第二齿轮转动时拍摄所述第二齿轮。

5.根据权利要求4所述的掘进装置主驱动装配质量检测系统，其特征在于，所述第二齿轮为齿圈，所述第一齿轮和所述图像采集设备均安装于所述第二齿轮内侧。

6.根据权利要求1所述的掘进装置主驱动装配质量检测系统，其特征在于，所述间隙测量仪器能够安装于掘进装置主驱动的第一密封体与第二密封体的密封配合处，在所述第二密封体转动时，所述间隙测量仪器能够进行测量并实时记录测量值。

7.根据权利要求6所述的掘进装置主驱动装配质量检测系统，其特征在于，所述间隙测量仪器的数量为多个，多个所述间隙测量仪器绕所述第一密封体的轴线圆周分布。

8.根据权利要求6所述的掘进装置主驱动装配质量检测系统，其特征在于，所述间隙测量仪器包括容栅位移传感器和内径百分杆；所述第一密封体为外圈体，所述第二密封体为内转动体；所述容栅位移传感器固定于所述第一密封体，所述容栅位移传感器连接所述内径百分杆并抵接于所述第二密封体。

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