[發(fā)明專利]盾構(gòu)機(jī)刀具耐磨塊厚度磨損量的超聲波實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310005315.0
• 申請(qǐng)日: 2013-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN103114858A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪開榮;呂瑞虎;王光輝;于少輝;李建華;張家鳴;熊炎林;田皓文;趙云非;白中坤;李輝;楊朝帥;楊澤平;何偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵隧道集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;E21D9/093;G01B17/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務(wù)所 41112
• 代理人: 符繼超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于盾構(gòu)機(jī)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種盾構(gòu)機(jī)刀具耐磨塊厚度磨損量的超聲波實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置。?

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背景技術(shù)

刀具耐磨塊的磨損是盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層施工中遇到的最大難題之一，目前對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀具耐磨塊的磨損量很難做到實(shí)時(shí)監(jiān)測，往往只能在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)當(dāng)中刀具耐磨塊產(chǎn)生嚴(yán)重磨損時(shí)才能被動(dòng)地對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀具進(jìn)行帶壓開倉檢查，但帶壓開倉檢查通常耗時(shí)較長，不但影響施工進(jìn)度，而且安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

也有采用預(yù)埋油管或添加異味劑的方式來判斷盾構(gòu)機(jī)刀具耐磨塊的磨損程度，這種方式只能在刀具耐磨塊的磨損量達(dá)到一定程度時(shí)才能發(fā)揮作用，但不能對(duì)刀具耐磨塊的磨損量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，無實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)就不能為刀具耐磨塊的及時(shí)更換提供必要的技術(shù)支持。

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發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種盾構(gòu)機(jī)刀具耐磨塊厚度磨損量的超聲波實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，該超聲波實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置能實(shí)時(shí)監(jiān)測刀盤上固定的刀具耐磨塊的磨損量，通過電滑環(huán)裝置并以有線傳輸方式將監(jiān)測信號(hào)傳至尾盾控制室內(nèi)的PC機(jī)，同時(shí)尾盾控制室內(nèi)的交變直電源也通過電滑環(huán)裝置為測厚儀提供持續(xù)供電保證，解決了盾構(gòu)機(jī)在施工過程中不能對(duì)刀具耐磨塊磨損量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種盾構(gòu)機(jī)刀具耐磨塊厚度磨損量的超聲波實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，所述盾構(gòu)機(jī)含有刀具、中心回轉(zhuǎn)體、刀盤、前盾、中盾、尾盾、主控室、刀頭、耐磨塊、固定體以及刀座，刀盤固定在中心回轉(zhuǎn)體的前端且刀盤隨中心回轉(zhuǎn)體一同轉(zhuǎn)動(dòng)，中心回轉(zhuǎn)體通過固定體固定在前盾的中心處，在刀盤上固定有刀座，刀座上配置刀具，刀具由鑲嵌在刀頭上的耐磨塊構(gòu)成，中盾的前端聯(lián)接前盾，中盾的后端聯(lián)接尾盾，尾盾后端配置主控室，所述監(jiān)測裝置含有超聲波換能器、測厚儀、PC機(jī)以及交變直電源，測厚儀具備RS485通訊方式且通訊距離達(dá)千米，PC機(jī)配置通用數(shù)據(jù)處理軟件并能控制發(fā)送監(jiān)測指令、取消監(jiān)測指令以及設(shè)置監(jiān)測時(shí)間頻率，交變直電源能將施工現(xiàn)場的220V交流電轉(zhuǎn)化為3V直流電并為測厚儀的正常工作提供持續(xù)電力。

本發(fā)明的特征是：

在刀頭的大端面上配鉆有內(nèi)螺紋通孔，內(nèi)螺紋通孔的前端配置超聲波換能器，超聲波換能器的前端面與耐磨塊的后端面平齊，距離內(nèi)螺紋通孔的后端固定有測厚儀，測厚儀固定在刀盤上，與超聲波換能器聯(lián)接的信號(hào)線從內(nèi)螺紋通孔引出后再與測厚儀聯(lián)接，沿中心回轉(zhuǎn)體的內(nèi)腔壁配鉆一軸向通孔，在中心回轉(zhuǎn)體的后端和固定體的后端同時(shí)配裝有電滑環(huán)裝置，與測厚儀聯(lián)接的信號(hào)線和電源線在穿過通孔后再與電滑環(huán)裝置中引出的一束轉(zhuǎn)子引線實(shí)施對(duì)接，而電滑環(huán)裝置中引出的一束定子引線與對(duì)接的信號(hào)線、電源線在經(jīng)過中盾、尾盾后分別與安裝在主控室內(nèi)的PC機(jī)、交變直電源聯(lián)接。

上述內(nèi)螺紋通孔的后端設(shè)置聯(lián)通有比內(nèi)螺紋通孔直徑大的臺(tái)階孔，呈臺(tái)階狀的密封塞通過外螺紋以及涂抹在該外螺紋上的鎖固劑后再旋接在內(nèi)螺紋通孔的后端，在超聲波換能器和密封塞之間設(shè)置彈簧并在此之間灌注有耦合劑，在所述臺(tái)階孔的一側(cè)配銑有凹槽，超聲波換能器的信號(hào)線從密封塞的中心通孔引出后通過凹槽被聯(lián)接在測厚儀上，在所述中心通孔灌注耦合劑后再使用密封膠將所述中心通孔封閉。

上述測厚儀的外圍配置有鐵質(zhì)保護(hù)罩，與測厚儀聯(lián)接的信號(hào)線和電源線均穿過鐵質(zhì)保護(hù)罩并通過通孔再與電滑環(huán)裝置中引出的一束轉(zhuǎn)子引線實(shí)施對(duì)接。

上述電滑環(huán)裝置包括定子、轉(zhuǎn)子、一束定子引線、一束轉(zhuǎn)子引線、止轉(zhuǎn)片、銷軸、卡具以及固定片，定子的內(nèi)環(huán)配置有間距相等的數(shù)個(gè)定滑環(huán)，轉(zhuǎn)子的外環(huán)配置有間距相等的數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)滑環(huán)，所述數(shù)個(gè)定滑環(huán)均對(duì)應(yīng)于所述數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)滑環(huán)，從所述數(shù)個(gè)定滑環(huán)上聯(lián)接引出一束定子引線，從所述數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)滑環(huán)上聯(lián)接引出一束轉(zhuǎn)子引線，轉(zhuǎn)子固定在中心回轉(zhuǎn)體的后端，固定片將一束轉(zhuǎn)子引線固定在中心回轉(zhuǎn)體配鉆的通孔內(nèi)，一束轉(zhuǎn)子引線再對(duì)應(yīng)與測厚儀聯(lián)接的信號(hào)線和電源線實(shí)施對(duì)接，在固定體的后端聯(lián)接配置有卡具，卡具上設(shè)置有對(duì)稱的徑向卡槽，在兩個(gè)所述卡槽內(nèi)分別通過銷軸聯(lián)接止轉(zhuǎn)片，兩個(gè)止轉(zhuǎn)片再與定子聯(lián)接，一束定子引線與PC機(jī)、交變直電源聯(lián)接過來的信號(hào)線、電源線實(shí)施對(duì)接。

????由于采用如上所述技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生如下積極效果：

????1、本發(fā)明的超聲波實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置能實(shí)時(shí)監(jiān)測刀盤上固定的刀具耐磨塊的磨損量，通過電滑環(huán)裝置并以有線傳輸方式將監(jiān)測信號(hào)傳至尾盾控制室內(nèi)的PC機(jī)，同時(shí)尾盾控制室內(nèi)的交變直電源也通過電滑環(huán)裝置為測厚儀提供持續(xù)供電保證，解決了盾構(gòu)機(jī)在施工過程中不能對(duì)刀具耐磨塊磨損量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的難題。