[发明专利]一种带磨损特征的TBM滚刀磨损量的自动标定装置

说明书

本发明公开了一种带磨损特征的TBM滚刀磨损量的自动标定装置。其特征在于：侧板固定在底座上，电机安装在侧板上，安装在电机轴上的小齿轮与安装在轴端的大齿轮啮合，带动轴旋转；一种带有滚刀磨损特征的刀体固定在轴上，传感器立板上的装有电涡流传感器，磨损特征刀体刀刃面中心线对齐电涡流传感器端面中心线，角度传感模块磁吸在磨损特征刀体上；轴带动磨损特征刀体旋转，模拟滚刀逐渐磨损，由新刀至失效刀的过程，电涡流传感器输出的电压信号经过调理后和角度传感模块无线输出的角度信号，一并送入单片机处理后，拟合出滚刀磨损量的拟合系数，并显示出数据。

技术领域

本发明涉及全断面硬岩掘进机行业中的设备检测技术，尤其是涉及TBM施工中对盘形滚刀磨损量检测用电涡流传感器的标定装置。

背景技术

TBM是进行隧道工程建设的大型施工设备。盘形滚刀作为TBM破碎岩石的工具，是掘进机使用过程中用量最大的易耗品。刀具磨损到一定程度时，需要立即更换，否则会加剧其他刀具的磨损，形成恶性循环。

目前对滚刀的监测主要有人工检测、异味剂泄露检测、依据掘进参数估算和自动检测四种，通过对国内外相关文献及资料的检索发现，目前国内外多所高校和研究机构都对TBM刀具在线检测开展了试验研究或理论研究。国内中南大学、中铁隧道装备制造有限公司、天津大学等机构都对滚刀在线检测开展了相关研究。中南大学发明专利CN103148771A，名称为：一种TBM滚刀磨损实时监测装置，该装置是通过电涡流传感器检测滚刀的磨损量；中铁隧道装备制造有限公司实用新型专利CN202599933U，名称为：一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，通过传感器模块检测到刀具转速、温度等参数；天津大学发明专利CN103512527A，名称为：硬岩隧道掘进机盘形滚刀磨损的在线检测装置，该方法安装在滚刀内部的检查刀圈厚度传感器来检测滚刀磨损；天津大学实用新型专利CN203164109U，名称为：TBM滚刀磨损检测装置，该方法是通过滚刀在平行激光束中的遮断来实现磨损检测。

在自动检测中，由于TBM工作在地下，滚刀与岩石接触，粉尘比较严重，并且主机舱，刀盘，滚刀被岩土介质和地下水包围，因此用激光、红外线，超声波等信号接受装置难以实现准确监测，而电涡流传感器能在比较恶劣的环境中有效使用。

现在常用滚刀有17寸和19寸，其中：17寸滚刀的刀刃宽度为15-20mm，19寸的滚刀的刀刃宽度为20-30mm；滚刀刀刃形状有三角型、尖楔形、楔形和宽形弧刃等不同类型，与传统的电涡流检测距离技术有较大的不同。

综上所述，针对大型全断面掘进装备滚刀检测的电涡流传感器数据准确性需求，通过研发TBM滚刀磨损量电涡流传感器的自动标定装置，确定不同电涡流传感器的输出数据，保证准确的测量和预判滚刀的实际工况，是完成滚刀安全状态决策中急需解决的问题之一。本发明提出了一种TBM滚刀磨损量电涡流传感器的自动标定的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种带磨损特征的TBM滚刀磨损量的自动标定装置。

一种带磨损特征的TBM滚刀磨损量的自动标定装置，由底座，侧板，螺栓，垫圈，电机，小齿轮，螺钉，大齿轮，轴，轴承，磨损特征刀体，角度传感模块，螺母，导轨，传感器立板，锁紧螺钉，挡块，无线接收模块，调理电路，单片机，显示电路，驱动电路组成。

本发明公开了一种带磨损特征的TBM滚刀磨损量的自动标定装置。其特征在于：侧板固定在底座上，电机安装在侧板上，安装在电机轴上的小齿轮与安装在轴端的大齿轮啮合，带动轴旋转；一种带有滚刀磨损特征的刀体固定在轴上，传感器立板上的装有电涡流传感器，磨损特征刀体刀刃面中心线对齐电涡流传感器端面中心线，角度传感模块磁吸在磨损特征刀体上；轴带动磨损特征刀体旋转，模拟新滚刀逐渐磨损至失效的过程，电涡流传感器输出的电压信号经过调理后和角度传感模块无线输出的角度信号，一并送入单片机处理后，拟合出滚刀磨损量的拟合系数，并显示出数据。