[發(fā)明專利]電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器及磨損量監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310755078.X
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103698237A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯振德;岳澄;亢一瀾;蔡宗熙;富東慧
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01B7/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大型施工設(shè)備的檢測技術(shù)，具體涉及一種用于盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工中對刀具磨損量進(jìn)行監(jiān)測的裝置。

背景技術(shù)

盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是隧道、地鐵建設(shè)的大型裝備。由刀盤轉(zhuǎn)動刀具進(jìn)行掘進(jìn)。其中地鐵施工所用的刀盤直徑6.2-6.4m，刀盤刀具是掘進(jìn)的關(guān)鍵部件，也是最易磨損和失效的部件。刀具磨損主要是指刀刃和刀體的磨損。刀具的磨損除了無法掘進(jìn)外也會危及人身安全。施工中，實(shí)時(shí)監(jiān)測刀具的磨損程度有助于提高施工效率和安全性。

能夠?qū)崟r(shí)測量刀具磨損的方法特點(diǎn)是將磨損傳感器置于刀具內(nèi)部，刀具被磨損時(shí)，傳感器同時(shí)被磨掉。設(shè)法測量傳感器被磨掉量的多少，即可知道刀具的磨損程度。傳感器的具體實(shí)現(xiàn)方面，有并聯(lián)電阻排式，即將一系列電阻并聯(lián)固結(jié)在一基體上，每磨斷一個(gè)電阻，傳感器的總電阻就發(fā)生變化，測出這一變化就可知道磨損的多少。申請人也曾開發(fā)過絲柵式刀具磨損傳感器，基本原理是一組電阻絲柵，通過識別被磨斷的絲柵數(shù)值實(shí)現(xiàn)刀具磨損測量。這類傳感器形狀多為柱狀，直徑在5-8mm之間。這種傳感器的缺點(diǎn)是直徑大。因?yàn)橹糜诘毒邇?nèi)部的傳感器與刀具同時(shí)被磨削，但傳感器的材料的耐磨程度遠(yuǎn)小于刀具的材料。使用中會形成傳感器自身的磨損快于周圍的刀具材料，致使傳感器的部位被磨成下凹狀，傳感器被磨去部分多于刀具被磨損的部分，從而導(dǎo)致測量誤差。因此，只有傳感器的直徑充分小，由材料耐磨程度不一致而產(chǎn)生的誤差才越小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種能夠滿足刀具磨損精度要求的直徑較小的電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器及基于該傳感器的盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量在線監(jiān)測裝置，該裝置能夠減少測量誤差。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的一個(gè)技術(shù)方案是：一種電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器，包括電阻柱芯、柱芯套、灌注式連線、外表連接線和傳感器的輸出端；所述柱芯套的外徑為2-3mm，所述電阻柱芯插在所述柱芯套內(nèi)，二者的頂部平齊；在所述柱芯套的側(cè)壁上設(shè)有上下排列的多個(gè)側(cè)向通孔，所述側(cè)向通孔內(nèi)灌注有形成所述灌注式連線的導(dǎo)體材料，所有所述灌注式連線的外端分別與所述外表連接線連接，所有所述灌注式連線的內(nèi)端均與所述電阻柱芯連接；在所述柱芯套的下端設(shè)有固定臺肩，在所述固定臺肩的底部設(shè)有電阻柱芯的引出線和外表連接線的引出線，所述電阻柱芯的引出線和所述外表連接線的引出線形成所述傳感器的輸出端。

在所述固定臺肩的下部設(shè)有中心螺紋孔，所述電阻柱芯的引出線通過螺紋連接在所述中心螺紋孔上，所述外表連接線穿出所述固定臺肩的部分形成所述外表連接線的引出線。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的另一個(gè)技術(shù)方案是：基于上述傳感器的盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量在線監(jiān)測裝置，包括所述傳感器、信號放大器、發(fā)射天線、接收天線、信號接收裝置和監(jiān)測計(jì)算機(jī)；所述信號放大器接收所述傳感器的信號，所述發(fā)射天線接收所述信號放大器的信號，所述接收天線接收所述發(fā)射天線的信號，所述信號接收裝置接收所述接收天線的信號，所述監(jiān)測計(jì)算機(jī)接收所述信號接收裝置的信號；所述傳感器鑲嵌固定在刀具內(nèi)，且所述傳感器的頂部與所述刀具的刀刃平齊。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：采用能夠滿足刀具磨損精度要求的直徑較小的基于電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器，能夠減小由材料耐磨程度不一致而產(chǎn)生的測量誤差，并且能夠?qū)崟r(shí)測量挖掘刀具的磨損狀態(tài)，有效減小或避免因刀具事故停機(jī)所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡等危險(xiǎn)事故的發(fā)生。由于可以及時(shí)準(zhǔn)確掌握施工中刀盤、刀具的運(yùn)行情況，可有效保障保證掘進(jìn)的可靠性。同時(shí)也延長了盾構(gòu)機(jī)的安全使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明一種電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器的柱芯套結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明一種電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器置于挖掘刀具內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明一種基于電阻柱芯式盾構(gòu)刀具磨損傳感器的盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量在線監(jiān)測裝置的示意圖。

圖中：1、電阻柱芯；2、柱芯套；3、灌注式連線；4、外表連接線；5、橡膠墊；6、鎖母；7、中心通孔；8、固定臺肩，9、螺紋孔；10、側(cè)位孔；11、側(cè)向通孔；12、電阻柱芯的引出線；13、外表連接線的引出線；14、刀具；15、信號放大器；16、發(fā)射天線；17、接收天線；18、信號接收裝置；19、盾構(gòu)主機(jī)艙；20、刀盤。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：