[發(fā)明專利]一種基于磨損檢測的常壓滾刀螺栓松動和斷裂檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110586174.0 | 申請日： | 2021-05-27 |
| 公開（公告）號： | CN113324746B | 公開（公告）日： | 2022-03-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 傅杰;楊妹;吳遁;蘭浩;暨智勇;夏毅敏 | 申請（專利權(quán)）人： | 中南大學(xué) |
| 主分類號： | G01M13/00 | 分類號： | G01M13/00 |
| 代理公司： | 長沙軒榮專利代理有限公司 43235 | 代理人： | 黃藝平 |
| 地址： | 410000 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 磨損 檢測 常壓 螺栓 松動 斷裂 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種基于磨損檢測的常壓滾刀螺栓松動和斷裂檢測方法，涉及隧道施工機械檢測領(lǐng)域，通過三個磨損檢測傳感器對滾刀的磨損量進行檢測并根據(jù)第一磨損檢測曲線、第二磨損檢測曲線和第三磨損檢測曲線的數(shù)值對比進一步的判斷螺栓是否處于松動和斷裂狀態(tài)，發(fā)明可以適用于盾構(gòu)機特有的工作環(huán)境，不需要對常壓滾刀和刀筒進行較大的改造，可以方便可靠的實時檢測螺栓的狀態(tài)，便于施工人員選擇合適時機進行維護檢修，有效提高使用效率，降低施工成本。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及隧道施工機械檢測領(lǐng)域，特別涉及一種基于磨損檢測的常壓滾刀螺栓松動和斷裂檢測方法。
背景技術(shù)
盾構(gòu)機是集機電液自動化于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)掘進、移動、出渣和襯砌連續(xù)作業(yè)的大型掘進裝置，因其快速、優(yōu)質(zhì)、安全等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于水電、鐵路、公路、地鐵等隧道工程。在較硬的巖層下，盾構(gòu)機主要依靠前端安裝在刀盤上的滾刀切削破碎巖石進行隧道開挖。滾刀承受強沖擊、振動和大載荷，滾刀的緊固螺栓不可避免地會發(fā)生松動和斷裂等故障，直接影響滾刀切削效率，甚至?xí)觿L刀的損耗。常壓可更換滾刀通常配置有長刀筒和閘門密封裝置來隔絕前方高壓區(qū)域，工作人員無法實時觀測和檢查連接螺栓的松動狀態(tài)，難以判斷滾刀是否正常工作。因此，實時監(jiān)測螺栓的松動和斷裂情況，合理安排維修換刀時間，可大大縮短掘進工期，降低施工成本。
目前，針對螺栓松動檢測方面已有少量研究，包括圖像拍攝法、電容變化法等，但是由于盾構(gòu)機的特殊工作環(huán)境，盾構(gòu)內(nèi)部空間狹窄、黑暗潮濕、高溫高壓，故不能利用前述的辦法進行測量，因此還未有檢測盾構(gòu)機常壓滾刀的螺栓松動的檢測方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于磨損檢測的常壓滾刀螺栓松動和斷裂檢測方法，其目的是為了解決現(xiàn)有螺栓松動檢測無法適用于盾構(gòu)內(nèi)部特殊環(huán)境的問題。
為了達到上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種基于磨損檢測的常壓滾刀螺栓松動和斷裂檢測方法，包括：
S1：將刀筒內(nèi)部安裝滾刀，并保證滾刀的刀軸與刀筒面貼合、在刀筒內(nèi)貼合安裝壓塊，并保證滾刀的刀軸與壓塊面貼合，刀筒的兩側(cè)分別安裝螺栓，螺栓通過連接壓塊和刀筒鎖定滾刀的刀軸；
S2：將第一磨損檢測裝置、第二磨損檢測裝置安裝在滾刀進刀方向的正后方，第一磨損檢測裝置和第二磨損檢測裝置并排設(shè)置，分別用于檢測進刀方向上刀筒左端、右端的螺栓，將第三磨損檢測裝置安裝在退刀方向的下方，并與第一磨損檢測裝置安裝角度呈45°，用于檢測滾刀滾動力方向的磨損量以區(qū)分具體斷裂螺栓位置，對第一磨損檢測裝置、第二磨損檢測裝置和第三磨損檢測裝置進行標定；
S3：隨著滾刀滾動破巖，并根據(jù)第一磨損檢測裝置、第二磨損檢測裝置和第三磨損檢測裝置采集隨滾刀轉(zhuǎn)動圈數(shù)變化的平均磨損量；
S4：以滾刀所轉(zhuǎn)的圈數(shù)為橫坐標，以第一磨損檢測裝置、第二磨損檢測裝置、第三磨損檢測裝置檢測的磨損量分別繪制第一磨損檢測曲線、第二磨損檢測曲線和第三磨損檢測曲線；
S5：分別對比第一磨損檢測曲線、第二磨損檢測曲線內(nèi)相鄰圈數(shù)的磨損量的變化量，若所述變化量為負，則進行下一步驟，若所述變化量為正，則繼續(xù)記錄磨損量數(shù)據(jù)；
S6：對比第一磨損檢測曲線、第二磨損檢測曲線在相同圈數(shù)時磨損量的變化量，并根據(jù)檢測結(jié)果判斷松動或斷裂螺栓的左右位置；
S7：對比第一磨損檢測曲線、第三磨損檢測曲線相鄰圈數(shù)內(nèi)滾刀在滾動方向上的變化量判斷松動或斷裂螺栓的上下位置。
優(yōu)選的，在步驟S4中，獲得滾刀的轉(zhuǎn)速ω，并通過T＝2π/ω，獲得滾刀的轉(zhuǎn)動周期，以nT為橫坐標，以第一、第二、第三磨損檢測裝置測量的磨損量為縱坐標獲得第一、第二、第三磨損檢測曲線，其中n≥0且為整數(shù)。
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