[发明专利]TBM滚刀磨损检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚刀磨损检测装置，尤其涉及一种硬岩滚刀动态磨损检测装置。

背景技术

随着隧道掘进机（TBM）在工程的广泛使用，在施工中逐渐发现刀具磨损已经成为一个影响工程质量进度和安全的关键问题，工作中首先出现了单把刀损坏，与该刀相邻部位或同一径向的刀具受到偏载力，使得其他刀具磨损加剧，进而导致刀盘整体偏载，最终造成整个刀盘的开裂、解体。目前对于滚刀的磨损通常采用施工经验或理论计算估计，但这只能定性判断，具有很大的主观性，而且不能对单把滚刀工作状况实时跟踪监测。或对已有滚刀结构进行改造，此将无疑增加制造的难度和成本。在不改变原有刀盘和刀具的情况下，实时连续检测刀具的磨损状况有助于随时掌握刀具磨损量的大小，提前做好换刀的所有准备，减少由于过度磨损造成的安全隐患和工期延误。

发明内容

针对现有刀具磨损监测的不足，本发明提供一种TBM滚刀磨损检测装置，具有结构简单、安装方便、效率高以及工作可靠，实用性强、廉价、便携、易于控制等优点，在硬岩隧道掘进中，针对TBM刀盘上的滚刀能实时、准确地监测滚刀刀圈的几何形状变化，实现对滚刀磨损的动态测量。

为了解决上述技术问题，本发明TBM滚刀磨损检测装置予以实现的技术方案是：该TBM滚刀磨损检测装置包括一凹字形壳体，凹字形壳体内凹处侧壁的材料为透光材料，所述凹字形壳体内凹处侧壁的一端为光信号发射端，所述凹字形壳体内凹处侧壁的另一端为光信号接收端，所述光信号发射端设置有可以发射一组平行激光束的激光发射器，所述光信号接收端的设有一组光敏传感器；所述光敏传感器的数量与所述激光发射器发射出的激光束的数量相等、且成对对正布置，从而形成多条平行的光路；位于光信号接收端和所述光信号发射端均分别设有一套清洁结构，所述清洁结构包括由四个小型电机带动的清洁带和用来为清洁带除尘的柔性尘刷；所述清洁带的材料为透光材料，位于所述光信号接收端和所述光信号发射端的两侧均分别设有条形开口，每条清洁带穿过条形开口、并绕在四个小型电机的输出轴上，一套清洁结构中的清洁带从光信号接收端内表面滑过，另一套清洁结构中的清洁带从光信号接收端内表面滑过；还包括电源以及用于控制小型电机和光敏传感器的控制系统，所述控制系统接收光敏传感器传来的数据，并将该数据传送到TBM操作室主机上。

本发明TBM滚刀磨损检测装置，其中，所述条形开口的两边均分别设置滚轴。所述激光发射器选用半导体激光器或气体激光器。所述光敏传感器选用CCD传感器或CMOS传感器。所述控制系统选用Zigaee、蓝牙或者wifi向TBM操作室主机传送数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明TBM滚刀磨损检测装置结构紧凑，容易组装，从而能够实现小型化和微型化，并且还能够消除使用过程中由于岩石粉末可能导致的光路导通问题。本发明滚刀磨损检测装置以光检测技术为基础，通过电源驱动激光发射器发射光线，由滚刀的几何外形确定光线的导通与否，随着刀具磨损程度的变化，导通光线发生变化，在接收端检测导通光线的变化从而得到刀具的磨损数值。本发明适用于硬岩掘进TBM滚刀，使刀盘上所安装滚刀进行实时动态磨损检测成为可能。

附图说明

图1是本发明TBM滚刀磨损检测装置的结构示意图；

图2是图1所示TBM滚刀磨损检测装置凹字形壳体内侧的侧视图；

图中：1-凹字形壳体，2-小型电机，3-柔性尘刷，4-清洁带，5-螺钉，6-激光发射器，7-滚刀刀圈，8-光敏传感器，9-TBM刀盘，10-控制系统，11A、11B-滚轮。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。