[发明专利]硬岩隧道掘进机盘形滚刀磨损的在线检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种TBM盘形滚刀检验测量装置，用于硬岩掘进机行业中在线检测刀盘上滚刀的磨损量。

背景技术

随着国家基础建设的投入，大型工程出现在各个行业领域，尤其是铁路和水利工程。为缩短施工工期和减少成本，通常施工单位采用直线施工。这样在施工中就会遇到很多问题和困难，例如遇到山脉和河流。尽管爆破施工已经相对成熟，但是其工作环境危险和施工效率低。硬岩隧道掘进机将隧道施工的掘进、换步、支护、运输和保养等多道工序放在同一时间内平行作业，然而在掘进过程中，刀具的磨损成为技术难题之一，同时也是主要的掘进成本之一。

现场对于刀具磨损的检测是在停机之后由工作人员进入刀盘后面，用规尺测量刀具是否达到磨损极限。这种方法虽然直观，但风险大。因为停机可能造成掌子面的失稳，引发掌子面及周围岩石的坍塌。此外，停机一次造成工期延误和成本的增加。除停机检查刀具磨损情况外，有人根据掘进参数来估算刀具磨损程度。但是，该方法是在施工实例中总结出来的，普遍应用性差。而关于硬岩隧道掘进机滚刀磨损在线检测的专利较少。

发明内容

针对上述现有技术，出于对大型硬岩隧道掘进机的工作效率和人员安全的考虑，本发明提供一种硬岩隧道掘进机盘形滚刀磨损的在线检测装置，能实时在线的检测出掘进机滚刀的磨损量，并且可以判断刀具是否出现平磨。

为了解决上述技术问题，本发明一种硬岩隧道掘进机盘形滚刀磨损的在线检测装置，包括刀轴、刀体和装配在刀体上的被测滚刀的刀圈，该检测装置还包括厚度检测传感器、信号处理集成器、支撑架、信号输出装置、数据无线发射装置和数据无线接收装置；所述刀圈和所述刀体内设有安装腔体，所述厚度检测传感器、信号处理集成器、支撑架和信号输出装置沿径向依次由外向内设置在所述安装腔体内，所述厚度检测传感器与所述信号处理集成器之间、所述信号处理集成器与所述支撑架之间进分别通过AB胶固定；所述信号输出装置由电刷和滑槽组成，所述滑槽由设置在一非导电材料圆筒上、且在周向上均布的三段圆心角均为100°的接触弧构成，所述非导电材料圆筒装配在所述刀轴上，所述非导电材料圆筒上设有用于间隔三段接触弧的连接圆弧，每段连接圆弧的圆心角为20°；所述刀轴上设有数据线槽，所述数据线槽的一端通向滑槽，所述数据线槽的另一端通向刀轴的一端面，所述滑槽内设有导线，所述导线连接所述滑槽和所述数据无线发射装置；所述数据无线发射装置安装在所述刀盘后面板上，所述数据无线接收装置安装在硬岩隧道掘进机前盾上，所述数据无线接收装置通过数据线连接至TBM主控室。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用本发明检测装置可以使工作人员快速的掌握当前滚刀的磨损情况以及判断出是否出现偏磨或者平磨，并根据实际情况确定是否需要换刀，这样既可以防止提早更换滚刀和过度使用滚刀情况的出现，又保证了其他滚刀的使用寿命和掘进的速度。

本发明检测装置能够实时在线监测刀具磨损程度，通过所存储的检测数据能为以后研究提供依据，通过该数据可以判断刀具是否出现非正常磨损-平磨；实现转动结构和固定结构间信号的传递。

附图说明

图1是本发明硬岩隧道掘进机盘形滚刀磨损的在线检测装置整体结构示意图；

图2-1是本发明检测装置中滑槽的剖面示意图；

图2-2是图2-1中接触弧周向布局示意图；

图3是本发明检测装置检测过程中信号流程示意图。

图中：1-刀圈，2-厚度检测传感器，3-AB胶,4-信号处理集成器，5-刀体，6-支架，7-信号输出装置，8-刀轴，9-数据线槽，10、11、12-接触弧，13-数据无线发射装置，14-数据无线接收装置。

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。

如图1所示，本发明一种硬岩隧道掘进机盘形滚刀磨损的在线检测装置，包括刀轴8、刀体5和装配在刀体5上的被测滚刀的刀圈1，该检测装置还包括厚度检测传感器2、信号处理集成器4、支撑架6、信号输出装置7、数据无线发射装置13和数据无线接收装置14，如图3所示。