[实用新型]电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器及磨损量监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于大型施工设备的检测技术，具体涉及一种用于盾构掘进机施工中对刀具磨损量进行监测的装置。

背景技术

盾构掘进机是隧道、地铁建设的大型装备。由刀盘转动刀具进行掘进。其中地铁施工所用的刀盘直径6.2-6.4m，刀盘刀具是掘进的关键部件，也是最易磨损和失效的部件。刀具磨损主要是指刀刃和刀体的磨损。刀具的磨损除了无法掘进外也会危及人身安全。施工中，实时监测刀具的磨损程度有助于提高施工效率和安全性。

能够实时测量刀具磨损的方法特点是将磨损传感器置于刀具内部，刀具被磨损时，传感器同时被磨掉。设法测量传感器被磨掉量的多少，即可知道刀具的磨损程度。传感器的具体实现方面，有并联电阻排式，即将一系列电阻并联固结在一基体上，每磨断一个电阻，传感器的总电阻就发生变化，测出这一变化就可知道磨损的多少。申请人也曾开发过丝栅式刀具磨损传感器，基本原理是一组电阻丝栅，通过识别被磨断的丝栅数值实现刀具磨损测量。这类传感器形状多为柱状，直径在5-8mm之间。这种传感器的缺点是直径大。因为置于刀具内部的传感器与刀具同时被磨削，但传感器的材料的耐磨程度远小于刀具的材料。使用中会形成传感器自身的磨损快于周围的刀具材料，致使传感器的部位被磨成下凹状，传感器被磨去部分多于刀具被磨损的部分，从而导致测量误差。因此，只有传感器的直径充分小，由材料耐磨程度不一致而产生的误差才越小。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够满足刀具磨损精度要求的直径较小的电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器及基于该传感器的盾构机刀具磨损量在线监测装置，该装置能够减少测量误差。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器，包括电阻柱芯、柱芯套、灌注式连线、外表连接线和传感器的输出端；所述柱芯套的外径为2-3mm，所述电阻柱芯插在所述柱芯套内，二者的顶部平齐；在所述柱芯套的侧壁上设有上下排列的多个侧向通孔，所述侧向通孔内灌注有形成所述灌注式连线的导体材料，所有所述灌注式连线的外端分别与所述外表连接线连接，所有所述灌注式连线的内端均与所述电阻柱芯连接；在所述柱芯套的下端设有固定台肩，在所述固定台肩的底部设有电阻柱芯的引出线和外表连接线的引出线，所述电阻柱芯的引出线和所述外表连接线的引出线形成所述传感器的输出端。

在所述固定台肩的下部设有中心螺纹孔，所述电阻柱芯的引出线通过螺纹连接在所述中心螺纹孔上，所述外表连接线穿出所述固定台肩的部分形成所述外表连接线的引出线。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：基于上述传感器的盾构机刀具磨损量在线监测装置，包括所述传感器、信号放大器、发射天线、接收天线、信号接收装置和监测计算机；所述信号放大器接收所述传感器的信号，所述发射天线接收所述信号放大器的信号，所述接收天线接收所述发射天线的信号，所述信号接收装置接收所述接收天线的信号，所述监测计算机接收所述信号接收装置的信号；所述传感器镶嵌固定在刀具内，且所述传感器的顶部与所述刀具的刀刃平齐。

本实用新型具有的优点和积极效果是：采用能够满足刀具磨损精度要求的直径较小的基于电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器，能够减小由材料耐磨程度不一致而产生的测量误差，并且能够实时测量挖掘刀具的磨损状态，有效减小或避免因刀具事故停机所造成的巨大经济损失和人身伤亡等危险事故的发生。由于可以及时准确掌握施工中刀盘、刀具的运行情况，可有效保障保证掘进的可靠性。同时也延长了盾构机的安全使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器的结构图；

图2为本实用新型一种电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器的柱芯套结构图；

图3为本实用新型一种电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器置于挖掘刀具内的结构图；

图4为本实用新型一种基于电阻柱芯式盾构刀具磨损传感器的盾构机刀具磨损量在线监测装置的示意图。

图中：1、电阻柱芯；2、柱芯套；3、灌注式连线；4、外表连接线；5、橡胶垫；6、锁母；7、中心通孔；8、固定台肩，9、螺纹孔；10、侧位孔；11、侧向通孔；12、电阻柱芯的引出线；13、外表连接线的引出线；14、刀具；15、信号放大器；16、发射天线；17、接收天线；18、信号接收装置；19、盾构主机舱；20、刀盘。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：