一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置的製作方法

2023-05-19 20:51:56

專利名稱：一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型具體涉及一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，用於盾構機行業中檢測刀盤外周先行齒刀的磨損量。
背景技術：
目前，隨著中國城市化進程的不斷推進，盾構法在國內地鐵施工中得以廣泛的應用，且隨著這種進程的推進，盾構發展呈現出大斷面、大深度、長距離幾大趨勢。這幾大趨勢均對盾構的刀盤和刀具提出了較高要求。及時掌握刀具的磨損規律、磨損量對設置合理的掘進參數，有計劃的更換刀具起著決定性的作用。在北京、瀋陽等粘土、沙土、砂卵石及混合地層中的軟土盾構，特別是以日本軟土
盾構為代表的刀盤都設置了周邊先行齒刀，周邊先行齒刀的尺寸和高度均大於輻條上其它齒刀，它的主要作用是先行切削刀盤範圍內土體，起到將刀盤切削範圍內的土體與外界隔離，降低土體對輻條上齒刀的壓力，進而降低土體對輻條上刀盤的摩擦力，起到降低齒刀磨損的作用。經過幾個典型地層的施工實踐證明周邊先行齒刀的壽命直接決定著刀盤的掘進壽命。一旦周邊先行齒刀磨損，刀盤切削的直徑將很難保證，給盾構的推進帶來較大的困難。因為周邊先行齒刀位置的特殊性，先行齒刀多採用焊接的裝配形式，使得在齒刀內裝備電子元器件難度加大，因此採取一種合理的形式來判定周邊先行刀的磨損量成為一個亟需解決的課題。專利號為201010280528. 0的中國實用新型專利《盾構刮刀磨損檢測裝置》、專利號為201020157936. 2中國實用新型專利《一種盾構機用液壓式磨損檢測刀具》及專利號201020590360. 9為的中國實用新型專利《盾構機檢測刀》幾篇專利中介紹的均是一種液壓式磨損檢測刮刀，檢測刀具的具體型式有所差別。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，能夠實時連續地檢測盾構機外周先行齒刀的磨損量。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下—種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，在盾構機外周先行齒刀內設置有通過數據線與檢測儀輸入端連接的檢測探頭，所述檢測儀通過信號輸出裝置連接盾構機PLC控制系統，所述盾構機PLC控制系統與一觸控螢幕連接並通訊。其中，所述盾構機外周先行齒刀焊接在一刀座上，所述刀座內設有所述數據線穿過的通孔。進一步的，所述盾構機外周先行齒刀的刀刃部裝有合金條；所述盾構機外周先行齒刀本體內設有放置所述檢測探頭的盲孔，所述盲孔的孔頂部至所述盾構機外周先行齒刀的頂部距離與所述合金條長度相同。較優的，所述檢測探頭長度與所述盲孔深度一致。[0011]所述盾構機外周先行齒刀基體表面覆蓋有耐磨層，基體側面設有耐磨塊。所述信號輸出裝置為導電滑線環。所述數據線穿過一旋轉接頭後連接所述檢測儀的輸入端。所述盾構機PLC控制系統通過同軸電纜與所述觸控螢幕連接。其中，所述數據線為電纜線。與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果本實用新型通過檢測盾構機外周先行齒刀上合金條的高度來檢測周邊齒刀磨損量，克服了液壓極限式檢測方式只能對刀具磨損至某一高度時才能進行報警的缺陷，是一種能實時連續的檢測裝置；通過將外周先行齒刀焊接在一刀座，解決了焊接式刀具磨損檢測難的問題，同時通過導電滑線環運用檢測數據可直接在操作室並觸摸進行實時顯示和記錄，使用更加便捷；另外，本實用新型測量精度高、實時性強、可靠性高。


以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。圖I是本實用新型實施例提供的一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置的結構示意圖。圖2是圖I中A部分的放大圖。附圖標記1 一盾構機外周先行齒刀、2 —盲孔、3 —檢測探頭、4 一刀座、5 —通孔、6 一數據線、7 —旋轉接頭、8 —外殼、9 一檢測儀、10 —信號輸出裝置、11 一盾構機PLC控制系統、12 一觸控螢幕。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。本實用新型是利用安裝在盾構機外周先行齒刀內的檢測探頭來檢測周邊先行齒刀合金的高度來反映周邊齒刀磨損的磨損量。本實用新型通過檢測盾構機外周先行齒刀而非刮刀的磨損量，克服了液壓極限式檢測方式只能對刀具磨損至某一高度時才能進行報警的缺陷，是一種能實時連續的檢測裝置。參見圖1，一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，在盾構機外周先行齒刀I內設置有通過數據線6與檢測儀9輸入端連接的檢測探頭3，所述檢測儀9通過信號輸出裝置10連接盾構機PLC控制系統11，所述盾構機PLC控制系統11與一觸控螢幕12連接並通訊。其中，所述盾構機外周先行齒刀I焊接在一刀座4上，所述刀座4內設有所述數據線穿過的通孔5。通過將盾構機外周先行齒刀焊接在刀座上，解決了這種焊接式刀具磨損檢測難的問題。進一步的，所述盾構機外周先行齒刀I的刀刃部裝有合金條；所述盾構機外周先行齒刀I本體內設有放置所述檢測探頭3的盲孔2，所述盲孔2的孔頂部至所述盾構機外周先行齒刀的頂部距離與所述合金條長度相同。較優的，所述檢測探頭3長度與所述盲孔2深度一致。[0029]所述盾構機外周先行齒刀基體表面覆蓋有耐磨層，基體側面設有耐磨塊。這樣可以提高刀具的耐磨性。所述信號輸出裝置10為導電滑線環。通過導電滑線環檢測的數據可直接在操作室進行實時顯示和記錄，使用更加便捷。所述數據線6穿過一旋轉接頭7後連接所述檢測儀9的輸入端。所述旋轉接頭7安裝在一外殼8中。所述盾構機PLC控制系統11通過同軸電纜與所述觸控螢幕12連接。其中，所述數據線6為電纜線。所述檢測儀9為超聲波測厚儀。 一種應用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置的檢測方法，步驟如下步驟一、檢測儀9校準。以2mm厚的標準厚度板對檢測儀9進行強制校準，避免出
現測量誤差。步驟二、將檢測探頭3的數據線6與檢測儀9相連，作為檢測數據的來源。步驟三、將數據輸出線通過信號輸出裝置10輸入到盾構機PLC控制系統11的AD轉換模塊。步驟四、通過PLC控制系統11的主從站間信息交換，觸控螢幕12上可以實時連續地顯示盾構機外周先行齒刀I的高度。所述檢測探頭安裝在盾構機外周先行齒刀I內，外周先行齒刀I與刀座4焊接後，再焊接在刀盤上，從刀座4上引出的與檢測探頭連接的電纜線通過附在刀盤輻條側面的穿線管，經過旋轉接頭7送到土倉壁後部後接入檢測儀9，檢測儀9讀出的數據通過安裝在旋轉接頭7上的導電滑線環10輸入到盾構機PLC控制系統11的AD轉換模塊，再通過該PLC控制系統11的主從站間信息交換，測量數據在所述觸控螢幕12上加以實時連續地顯示。所述 PLC 控制系統由 A1S68AD、A1SX42-S1、A1SJ71BR11、A2USHCPU-S1 以及 A1S61PN 系列產品組成。在相同條件下，超聲波在材料內的往返時間取決於材料的厚度。若往返時間恰好等於超聲振動的周期，就會產生共振。在共振時，變送器加給振蕩器的負荷會突然改變，隨之使振蕩器電流相應改變。通過指示器記下電流改變時的振蕩頻率，就可確定超聲波往返一次所需的時間，從而可測出外周先行齒刀合金的高度。為了避免焊接過程中對超聲波測厚儀損壞，在外周先行齒刀I的下部先行焊接刀座4，刀座4焊接完成，並確認探頭3在盲孔2中安裝完好後，將連接探頭3的電纜線6通過刀座4內的通孔5引至刀盤的箱型輻條內，並將外周先行檢測齒刀I焊接在刀盤上。電纜線6通過穿過旋轉接頭7傳到檢測儀9上進行數據讀取；讀取後的數據通過導電滑線環10後傳輸至盾構機PLC控制系統11的AD轉換模塊，經PLC控制系統11的站間同軸電纜的通訊傳至操作室在觸控螢幕12上得以實現。本實用新型與傳統的檢測裝置相比，具有以下幾個優點I、超聲波磨損檢測的刀具是外周先行齒刀而非刮刀，並且先行齒刀的裝配型式為焊接，本實用新型通過增加先行齒刀的刀座解決了這種焊接式刀具磨損檢測難的問題。2、檢測位置為最外周先行齒刀，此位置直接決定刀盤的使用壽命，最能代表刀具的磨損情況。[0046]3、檢測的數據通過導電滑線環可以直接在操作室進行實時顯示和記錄，使用更加便捷，為研究刀具磨損規律提供了有力的支撐。本實用新型具有測量精度高、實時性強、可靠性高的特點，通過該裝置可以為研究刀具磨損的規律、及時掌握刀具磨損的情況提供依據，為在長距離施工實行有計劃的換刀提供有力的支撐。 以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，在盾構機外周先行齒刀(I)內設置有通過數據線(6 )與檢測儀(9 )輸入端連接的檢測探頭(3 )，所述檢測儀(9 )通過信號輸出裝置(10)連接盾構機PLC控制系統(11 )，所述盾構機PLC控制系統(11)與一觸控螢幕(12)連接並通訊。
2.根據權利要求I所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述盾構機外周先行齒刀(I)焊接在一刀座(4)上，所述刀座(4)內設有所述數據線穿過的通孔(5)。
3.根據權利要求2所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述盾構機外周先行齒刀(I)的刀刃部裝有合金條；所述盾構機外周先行齒刀(I)本體內設有放置所述檢測探頭(3)的盲孔(2)，所述盲孔(2)的孔頂部至所述盾構機外周先行齒刀的頂部距離與所述合金條長度相同。
4.根據權利要求3所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述檢測探頭(3)長度與所述盲孔(2)深度一致。
5.根據權利要求3所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述盾構機外周先行齒刀基體表面覆蓋有耐磨層，基體側面設有耐磨塊。
6.根據權利要求I或5所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述信號輸出裝置(10)為導電滑線環。
7.根據權利要求I或5所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述數據線(6)穿過一旋轉接頭(7)後連接所述檢測儀(9)的輸入端。
8.根據權利要求I或5所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述盾構機PLC控制系統(11)通過同軸電纜與所述觸控螢幕(12)連接。
9.根據權利要求I所述的用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，其特徵在於，所述數據線(6)為電纜線。
專利摘要本實用新型公開了一種用於盾構機刀具磨損量的檢測裝置，在盾構機外周先行齒刀內設置有通過數據線與檢測儀輸入端連接的檢測探頭，所述檢測儀通過信號輸出裝置連接盾構機PLC控制系統，所述盾構機PLC控制系統與一觸控螢幕連接並通訊。本實用新型通過檢測盾構機外周先行齒刀上合金條的高度來檢測周邊齒刀磨損量，克服了液壓極限式檢測方式只能對刀具磨損至某一高度時才能進行報警的缺陷，是一種能實時連續的檢測裝置；通過將外周先行齒刀焊接在一刀座，解決了焊接式刀具磨損檢測難的問題，同時通過導電滑線環運用檢測數據可直接在操作室並觸摸進行實時顯示和記錄，使用更加便捷；另外，本實用新型測量精度高、實時性強、可靠性高。
文檔編號G01B17/00GK202562455SQ20122012548
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者張峰, 邱俊華, 鄧美龍, 張洪濤, 王太平, 朱英偉, 油新華, 董清崇, 劉華, 鄭國良, 李海兵 申請人:中建交通建設集團有限公司, 中國建築一局(集團)有限公司, 北京宗聖興業商業控股有限公司