[發明專利]基于刀具轉速比的盾構刀盤刀具更換方法

有效

• 申請號: 202011168170.2
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112282778B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 姜宗恒;陳建立;母永奇;梁奎生;曾垂剛;葉忠;黃大為;王剛;郝超超;楊洋;馬菁;陳春彬;候振宇;岳海
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道股份有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D9/00;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 鄭州盈派知識產權代理事務所(普通合伙) 41196
• 代理人: 張曉輝;樊羿

本發明涉及一種泥水盾構刀盤刀具磨損診斷方法及其應用。本發明基于刀具磨損后刀具直徑變小而刀具轉速增高的特點，提出刀具實際轉速與刀具理論轉速的比值，通過轉速比測算得到刀具實際磨損量值。采用本發明方法解決了因判斷不準導致未到達磨損值不必要的換刀，嚴重影響盾構施工效率或者刀具磨損超標刀具更換不及時造成刀盤面板磨損等后果，使得現場刀具管理人員可更加準確的判斷出刀具是否磨損，并及時對達到磨損值的刀具進行更換，進一步提高了刀具更換的準確性和及時性。

技術領域

本發明涉及盾構施工技術領域，具體涉及一種基于刀具轉速比的盾構刀盤刀具更換方法。

背景技術

常壓刀盤配置可常壓更換的刀具，通過刀盤主臂與刀盤中心塊相連形成中心倉，鋼結構可承受外部水土壓力，中心倉內處于常壓狀態，檢查和更換刀具的人員可以從中心倉進入主臂內，通過一些輔助換刀工裝可以將所有滾刀和部分刮刀進行更換，而不需要帶壓潛水進入泥水倉甚至刀盤前方進行刀具更換作業。

可常壓更換的刀具通常配置有刀具狀態監控系統，主要通過刀具旋轉檢測傳感器和刀具溫度檢測傳感器來實時監測刀具旋轉和溫度情況，但仍不能監測到刀具的具體磨損值，而是還需要通過刀具旋轉和溫度數據進行研究判斷刀具是否磨損，并結合地層情況以及以往拆刀刀具磨損情況判斷刀具在該地層中的刀具使用壽命。這種判斷刀具使用壽命的方法顯然無法做到精準判斷，而一旦判斷失誤將會造成未到達磨損值而進行不必要的換刀，嚴重影響盾構施工效率，或者是造成因刀具磨損超標而更換不及時導致掘進效率低下、刀盤面板磨損等不良后果。

發明內容

本發明旨在提供一種基于刀具轉速比的盾構刀盤刀具更換方法，旨在實現刀具磨損量的精準判斷，從而能夠及時對達到磨損量控制標準的刀具進行更換，避免發生因判斷不準所導致刀具更換頻繁或刀具更換不及時而導致刀盤面板磨損或施工效率損失的問題。

為解決上述技術問題，本發明主要采用以下技術方案：

設計一種基于刀具轉速比的盾構刀盤刀具更換方法，包括如下步驟：

（1）測量或采集盾構施工過程中的刀具實際轉速S_實際；

（2）獲取或計算刀具理論轉速S_理論：

S_理論= （L_軌跡×υ）/（π×D_刀×60）

式中，L_軌跡為刀盤旋轉一周的刀具運動軌跡時計量長度，υ為刀盤轉速，D_刀為未磨損時新刀具的直徑，π為圓周率；

（3）計算刀具轉速比

i=S_實際/S_理論×100% ；

（4）設定刀具磨損控制值w_設；

（5）依據所述設定的磨損控制值，測算對應的臨界轉速比：

i_臨= L_軌跡/（L_軌跡-2πw_設S_理論）；

（6）當刀具運行轉速比i_實際≥i_臨，進行刀具的更換。

所述盾構為大直徑泥水盾構；所述刀盤刀具為常壓可更換刀具。

本發明的主要有益技術效果在于：

1. 增加刀具磨損量判斷的準確性