[發明專利]滾刀磨損量測量裝置

有效

• 申請號: 201810709671.3
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108731629B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 殷麗君;馬亞楠;李志剛;董立波;劉永強;龔秋明;郝忠勤;于義;趙振威;邱海峰;李海英;陳東坡
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;中國水利水電第一工程局有限公司;北京玖瑞科技有限公司
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01B11/00;G01B21/22
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 娜拉

本發明涉及一種滾刀磨損量測量裝置。所述滾刀磨損量測量裝置包括：基座，包括容納部和與容納部連通的開口；一對滾刀固定裝置，通過開口設置于容納部內，并沿待測滾刀的軸向兩側設置，一對滾刀固定裝置能夠支撐并帶動待測滾刀相對于基座轉動；以及測量裝置，用于測量待測滾刀的刀刃在轉動過程中的邊緣位置信息和轉動角度信息，并根據刀刃的邊緣位置信息和轉動角度信息獲得待測滾刀的磨損量信息。本發明通過測量裝置獲得滾刀的磨損數據，從而可以為滾刀設計和隧道掘進機的施工提供一定的參考。

技術領域

本發明涉及滾刀測量技術領域，特別是涉及一種滾刀磨損量測量裝置。

背景技術

隧道掘進機因施工質量高、安全高效、圍巖擾動小等優點在國內外得到了廣泛應用。根據掘進地層的硬度，可以將隧道掘進機分為用于軟土地層的盾構機和用于巖石地層的硬巖掘進機(Tunnel Boring Machine，TBM)。隧道掘進機的核心部件為滾刀，在施工過程中，由于滾刀所承受的破巖力大且巖石中含有大量的耐磨顆粒等原因，造成滾刀的磨損十分嚴重。滾刀磨損后，刀刃變寬，與巖石接觸面積增大，破巖方式也由壓入巖石使其去除轉變為以滾刀磨削巖石為主要去除方式，破巖效率大大降低，導致施工過程中需要不斷地停機更換滾刀。若某種滾刀的磨損量達到額定值未及時更換，會引起臨近滾刀的載荷的劇烈增加，進而引起臨近滾刀的劇烈磨損，造成不必要的經濟損失，且滾刀磨損量過大時，還可能引起刀體及軸承的磨損，甚至引起刀盤的磨損。

導致這些風險的關鍵因素是滾刀的磨損數據無法準確預測。若能準確地測量滾刀的磨損數據，就可以在隧道掘進機施工前預測滾刀消耗量，進而預估換刀的時間，有效地避免以上情況的發生。此外，還可以預估滾刀破碎巖石的體積，為滾刀設計和隧道掘進機的施工提供一定的參考，通過合理選材、合理設計及合理施工達到減少滾刀磨損的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種滾刀磨損量測量裝置，其可以準確地測量滾刀的磨損數據。

本發明實施例提出了一種滾刀磨損量測量裝置，其包括：基座，包括容納部和與容納部連通的開口；一對滾刀固定裝置，通過開口設置于容納部內，并沿待測滾刀的軸向兩側設置，一對滾刀固定裝置能夠支撐并帶動待測滾刀相對于基座轉動；以及測量裝置，用于測量待測滾刀的刀刃在轉動過程中的邊緣位置信息和轉動角度信息，并根據刀刃的邊緣位置信息和轉動角度信息獲得待測滾刀的磨損量信息。

根據本發明實施例的一個方面，滾刀固定裝置包括固定部和與固定部連接的轉軸，固定部具有容納待測滾刀沿自身軸向設置的刀軸的凹槽，以使待測滾刀的刀軸與轉軸同軸地固定至固定部。

根據本發明實施例的一個方面，測量裝置包括光柵式傳感器，光柵式傳感器成對地且對稱地設置于待測滾刀的徑向兩側，用于測量待測滾刀的刀刃在轉動過程中的邊緣位置信息。

根據本發明實施例的一個方面，測量裝置包括角度傳感器，角度傳感器與其中一個滾刀固定裝置的轉軸同軸設置，用于測量待測滾刀的刀刃的轉動角度信息。

根據本發明實施例的一個方面，滾刀磨損量測量裝置進一步包括調整裝置，調整裝置包括相對于轉軸的中心軸線對稱設置的一對調整板和連接一對調整板的連接裝置，光柵式傳感器布置于一對調整板上且二者之間設置有調整墊片，一對調整板固定至基座的開口所在的端面上。

根據本發明實施例的一個方面，連接裝置包括相對設置的兩個連接板和設置在兩個連接板之間的跨梁，每一個連接板垂直于調整板所在的平面而設置。

根據本發明實施例的一個方面，連接板與跨梁之間還設置有加強筋。

根據本發明實施例的一個方面，基座沿待測滾刀的軸向兩側進一步設置有軸承座，軸承座與轉軸同軸設置，轉軸與容納于軸承座內的軸承配合，使待測滾刀相對于基座可轉動。

根據本發明實施例的一個方面，滾刀磨損量測量裝置進一步包括與基座連接的電機，電機的輸出軸與其中一個滾刀固定裝置的轉軸通過聯軸器連接。