[发明专利]一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及隧道掘进机领域，尤其是土压平衡盾构机的刀盘刀具磨损检测领域，更尤其涉及一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的方法及装置。

背景技术

刀盘是掘进机核心部件之一，也是盾构机最前端部件，安装在刀盘上的刀具会直接与岩土地质界面接触，导致磨损。因而，为能在刀具达到限定程度的磨损后及时发现并更换，本领域技术人员进行了很多研究和改进。已知土压平衡盾构机刀具磨损检测多采用以下方式：把分布在刀盘必要处的刀具更换为检测刀具，即在刀具内部设置液压保压油路，通过盾构机掘进过程中的刀具磨损而使油路暴露，导致油路失压同时报警，以达到磨损检测的目的。此结构形式存在以下缺点：由于需要对多把刀具设置保压油路，使检测刀具种类增多；磨损检测用的液压保压管路结构复杂。

发明内容

本发明的目的是解决已知盾构机刀盘刀具磨损检测由于需要对多把刀具设置保压油路，使刀具种类增多和磨损检测用液压保压管路结构复杂的问题，提供一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的方法及装置。

根据本发明的第一个目的，提供一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的方法，依次包括以下步骤：

一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的方法，依次包括以下步骤：

步骤一、在盾构机刀盘的刀座上适当位置焊接薄壁钢管；

步骤二、在薄壁钢管上堆焊耐磨层；

步骤三、在盾构机刀盘上设置液压保压油路，所述液压保压油路与薄壁钢管连通；

步骤四、在所述液压保压油路上设置压力表和压力传感器等检测部件；

步骤四、通过压力表和压力传感器的监控，对所述盾构机面部刀盘的磨损情况进行监控，其原理如下：

当设置在所述盾构机面部刀盘的检测刀具被磨损到设定程度时，所述薄壁钢管将暴露出来同刀具一起磨损，当所述薄壁钢管磨漏后，所述的液压保压油路将失压，导致压力传感器反馈报警，进而达到盾构机面部刀盘刀具磨损检测的目的。

进一步的：所述薄壁钢管焊接的适当位置需要根据不同土质确定出对应的刀具允许磨损的最大值来确定。

所述薄壁钢管的长度、直径和壁厚取决于刀具的许可磨损的最大值。

所述薄壁钢管设置在从刀盘中心通到刀盘弧面处。

所述薄壁钢管的焊接位置是在刀盘检测刀具的刀尖后方，检测刀具刀座上侧的条块旁。

所述耐磨层的厚度取决于具体工作环境。

根据本发明的另一目的，提供一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的装置，包括薄壁钢管、耐磨层和液压保压回路，其中：所述薄壁钢管焊接在盾构机刀盘的刀座上的适当位置，用于在检测刀具磨损后暴露出来，与所述检测刀具一起磨损；所述耐磨层堆焊在所述薄壁钢管上；在盾构机刀盘上设置液压保压油路，在所述液压保压油路上设置压力表和压力传感器等检测部件，所述液压保压油路与薄壁钢管连通；当设置在所述盾构机面部刀盘的检测刀具被磨损到设定程度时，所述薄壁钢管将暴露出来同刀具一起磨损，当所述薄壁钢管磨漏后，所述的液压保压油路将失压，导致压力传感器反馈报警，进而达到盾构机面部刀盘刀具磨损检测的目的。

进一步的，根据不同土质，所述薄壁钢管的焊接位置及其长度、直径和壁厚取决于刀具的许可磨损的最大值；所述的薄壁管优选外径21mm、壁厚4mm的20#钢管。

所述薄壁钢管设置在从刀盘中心通到刀盘弧面处，所述薄壁钢管的焊接位置是在刀盘检测刀具的刀尖后方，检测刀具刀座上侧的条块旁。

所述耐磨层的材质和厚度取决于具体工作环境，所述耐磨层的厚度优选为3mm。

综上，本发明提供的检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的方法及装置，通过在在从刀盘中心通到刀盘弧面处设置与液压保压油路连通的薄壁钢管，实现了在掘进过程中自动监控刀具磨损情况，同时，减少了检测刀具的数量，使用于磨损检测的液压管路结构大幅简化，可以更精确的范围更广的反映刀盘刀具的磨损情况，有效降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，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是本发明一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的装置的结构示意图；

图2是本发明一一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的装置的剖面示意图；

图3是本发明一种检测土压平衡盾构机刀盘刀具磨损的装置的磨损原理示意图。

图4是现有技术中土压平衡盾构机刀具磨损检测装置的结构示意图。