[发明专利]一种盾构机用滚刀性能监测系统

说明书

本发明公开了一种盾构机用滚刀性能监测系统，属于盾构机监测设备，本发明要解决的技术问题为如何在不影响盾构机滚刀原有机械结构的基础上，实现自动监测盾构机滚刀旋转的绝对位置、滚刀旋转方向、滚刀转速、滚刀温度等性能参数，避免滚刀磨损严重，采用的技术方案为：其结构包括滚刀刀体、刀轴和隔台，刀轴包括刀轴本体以及位于刀轴本体上的隔环，隔台与隔环之间的间隙处设置有旋转机构；旋转机构包括旋转台和T型延伸支架，T型延伸支架位于隔环与旋转台之间，T型延伸支架两侧设置有轴承保持架，旋转台靠近T型延伸支架的一侧设置有光栅环带，旋转台远离旋转轴承的一侧设置有连接组件；T型延伸支架与旋转台之间设置有密封组件。

技术领域

本发明涉及盾构机监测设备，具体地说是一种盾构机用滚刀性能监测系统。

背景技术

盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构机上安装有众多滚刀，现有技术中对滚刀性能的检测的方法是在滚刀外环镶嵌8颗磁铁，并在刀桶内部架设磁场监测器，当滚刀旋转时，可被磁场监测器感测到滚刀转速，但该方法存在下列几种缺点:

(1)、岩石碎屑或泥土会磨损磁铁和滚刀表面，导致磁场监测器与磁铁的距离越来越远,磁场大幅减弱,降低精准度；

(2)、岩石碎屑或泥土中参杂铁元素时，这些碎屑会吸附于磁铁之上并屏蔽磁场，降低监测精准度；

(3)、镶嵌的磁铁可能在岩石撞击过程变形或刮伤或掉出；

(4)、镶嵌的磁铁可能会因为滚刀与岩石或泥土的长时间工作下，因摩擦升温而降低磁力，导致失真；

(5)、滚刀旋转速度不同时，因摩擦力不同或地质不同(如岩石和水流变换出现)，工作温度也因而高低升降,导致磁场强度亦跟随变化，影响磁场监测精准度；

(6)、无法监测并记录滚刀前端与岩石和土壤接触点的地质硬度变化或地质界面变化状况；

(7)、无法监测滚刀旋转方向；

(8)、无法监测滚刀旋转加速度；

(9)、无法监测滚刀震动频率。

故如何在不影响盾构机滚刀原有机械结构的基础上，实现自动监测盾构机滚刀旋转的绝对位置、滚刀旋转方向、滚刀转速、滚刀温度等性能参数，避免滚刀磨损严重，进而造成刀盘的损伤是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种盾构机用滚刀性能监测系统，来解决如何在不影响盾构机滚刀原有机械结构的基础上，实现自动监测盾构机滚刀旋转的绝对位置、滚刀旋转方向、滚刀转速、滚刀温度等性能参数，避免滚刀磨损严重，进而造成刀盘的损伤的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种盾构机用滚刀性能监测系统，该系统包括光收发器、温度传感器、滚刀刀体、刀轴和隔台，刀轴包括刀轴本体以及位于刀轴本体上的隔环，隔台与隔环之间的间隙处设置有旋转机构；

旋转机构包括旋转台和T型延伸支架，T型延伸支架位于隔环与旋转台之间，T型延伸支架两侧设置有轴承保持架，旋转台靠近T型延伸支架的一侧设置有光栅环带，旋转台远离刀轴的一侧设置有隔台，隔台与旋转台联动；T型延伸支架与旋转台之间设置有密封组件；