專利名稱：一種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型具體涉及一種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，用于盾構(gòu)機(jī)行業(yè)中檢測(cè)刀盤外周先行齒刀的磨損量。
背景技術(shù)：
目前，隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，盾構(gòu)法在國(guó)內(nèi)地鐵施工中得以廣泛的應(yīng)用，且隨著這種進(jìn)程的推進(jìn)，盾構(gòu)發(fā)展呈現(xiàn)出大斷面、大深度、長(zhǎng)距離幾大趨勢(shì)。這幾大趨勢(shì)均對(duì)盾構(gòu)的刀盤和刀具提出了較高要求。及時(shí)掌握刀具的磨損規(guī)律、磨損量對(duì)設(shè)置合理的掘進(jìn)參數(shù)，有計(jì)劃的更換刀具起著決定性的作用。在北京、沈陽(yáng)等粘土、沙土、砂卵石及混合地層中的軟土盾構(gòu)，特別是以日本軟土
盾構(gòu)為代表的刀盤都設(shè)置了周邊先行齒刀，周邊先行齒刀的尺寸和高度均大于輻條上其它齒刀，它的主要作用是先行切削刀盤范圍內(nèi)土體，起到將刀盤切削范圍內(nèi)的土體與外界隔離，降低土體對(duì)輻條上齒刀的壓力，進(jìn)而降低土體對(duì)輻條上刀盤的摩擦力，起到降低齒刀磨損的作用。經(jīng)過幾個(gè)典型地層的施工實(shí)踐證明周邊先行齒刀的壽命直接決定著刀盤的掘進(jìn)壽命。一旦周邊先行齒刀磨損，刀盤切削的直徑將很難保證，給盾構(gòu)的推進(jìn)帶來較大的困難。因?yàn)橹苓呄刃旋X刀位置的特殊性，先行齒刀多采用焊接的裝配形式，使得在齒刀內(nèi)裝備電子元器件難度加大，因此采取一種合理的形式來判定周邊先行刀的磨損量成為一個(gè)亟需解決的課題。專利號(hào)為201010280528. 0的中國(guó)實(shí)用新型專利《盾構(gòu)刮刀磨損檢測(cè)裝置》、專利號(hào)為201020157936. 2中國(guó)實(shí)用新型專利《一種盾構(gòu)機(jī)用液壓式磨損檢測(cè)刀具》及專利號(hào)201020590360. 9為的中國(guó)實(shí)用新型專利《盾構(gòu)機(jī)檢測(cè)刀》幾篇專利中介紹的均是一種液壓式磨損檢測(cè)刮刀，檢測(cè)刀具的具體型式有所差別。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)地檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀的磨損量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下—種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，在盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀內(nèi)設(shè)置有通過數(shù)據(jù)線與檢測(cè)儀輸入端連接的檢測(cè)探頭，所述檢測(cè)儀通過信號(hào)輸出裝置連接盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)，所述盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)與一觸摸屏連接并通訊。其中，所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀焊接在一刀座上，所述刀座內(nèi)設(shè)有所述數(shù)據(jù)線穿過的通孔。進(jìn)一步的，所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀的刀刃部裝有合金條；所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀本體內(nèi)設(shè)有放置所述檢測(cè)探頭的盲孔，所述盲孔的孔頂部至所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀的頂部距離與所述合金條長(zhǎng)度相同。較優(yōu)的，所述檢測(cè)探頭長(zhǎng)度與所述盲孔深度一致。[0011]所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀基體表面覆蓋有耐磨層，基體側(cè)面設(shè)有耐磨塊。所述信號(hào)輸出裝置為導(dǎo)電滑線環(huán)。所述數(shù)據(jù)線穿過一旋轉(zhuǎn)接頭后連接所述檢測(cè)儀的輸入端。所述盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)通過同軸電纜與所述觸摸屏連接。其中，所述數(shù)據(jù)線為電纜線。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型通過檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀上合金條的高度來檢測(cè)周邊齒刀磨損量，克服了液壓極限式檢測(cè)方式只能對(duì)刀具磨損至某一高度時(shí)才能進(jìn)行報(bào)警的缺陷，是一種能實(shí)時(shí)連續(xù)的檢測(cè)裝置；通過將外周先行齒刀焊接在一刀座，解決了焊接式刀具磨損檢測(cè)難的問題，同時(shí)通過導(dǎo)電滑線環(huán)運(yùn)用檢測(cè)數(shù)據(jù)可直接在操作室并觸摸進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄，使用更加便捷；另外，本實(shí)用新型測(cè)量精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中A部分的放大圖。附圖標(biāo)記1 一盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀、2 —盲孔、3 —檢測(cè)探頭、4 一刀座、5 —通孔、6 一數(shù)據(jù)線、7 —旋轉(zhuǎn)接頭、8 —外殼、9 一檢測(cè)儀、10 —信號(hào)輸出裝置、11 一盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)、12 一觸摸屏。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型是利用安裝在盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀內(nèi)的檢測(cè)探頭來檢測(cè)周邊先行齒刀合金的高度來反映周邊齒刀磨損的磨損量。本實(shí)用新型通過檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀而非刮刀的磨損量，克服了液壓極限式檢測(cè)方式只能對(duì)刀具磨損至某一高度時(shí)才能進(jìn)行報(bào)警的缺陷，是一種能實(shí)時(shí)連續(xù)的檢測(cè)裝置。參見圖1，一種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，在盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀I內(nèi)設(shè)置有通過數(shù)據(jù)線6與檢測(cè)儀9輸入端連接的檢測(cè)探頭3，所述檢測(cè)儀9通過信號(hào)輸出裝置10連接盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)11，所述盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)11與一觸摸屏12連接并通訊。其中，所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀I焊接在一刀座4上，所述刀座4內(nèi)設(shè)有所述數(shù)據(jù)線穿過的通孔5。通過將盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀焊接在刀座上，解決了這種焊接式刀具磨損檢測(cè)難的問題。進(jìn)一步的，所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀I的刀刃部裝有合金條；所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀I本體內(nèi)設(shè)有放置所述檢測(cè)探頭3的盲孔2，所述盲孔2的孔頂部至所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀的頂部距離與所述合金條長(zhǎng)度相同。較優(yōu)的，所述檢測(cè)探頭3長(zhǎng)度與所述盲孔2深度一致。[0029]所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀基體表面覆蓋有耐磨層，基體側(cè)面設(shè)有耐磨塊。這樣可以提高刀具的耐磨性。所述信號(hào)輸出裝置10為導(dǎo)電滑線環(huán)。通過導(dǎo)電滑線環(huán)檢測(cè)的數(shù)據(jù)可直接在操作室進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄，使用更加便捷。所述數(shù)據(jù)線6穿過一旋轉(zhuǎn)接頭7后連接所述檢測(cè)儀9的輸入端。所述旋轉(zhuǎn)接頭7安裝在一外殼8中。所述盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)11通過同軸電纜與所述觸摸屏12連接。其中，所述數(shù)據(jù)線6為電纜線。所述檢測(cè)儀9為超聲波測(cè)厚儀。 一種應(yīng)用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，步驟如下步驟一、檢測(cè)儀9校準(zhǔn)。以2mm厚的標(biāo)準(zhǔn)厚度板對(duì)檢測(cè)儀9進(jìn)行強(qiáng)制校準(zhǔn)，避免出
現(xiàn)測(cè)量誤差。步驟二、將檢測(cè)探頭3的數(shù)據(jù)線6與檢測(cè)儀9相連，作為檢測(cè)數(shù)據(jù)的來源。步驟三、將數(shù)據(jù)輸出線通過信號(hào)輸出裝置10輸入到盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)11的AD轉(zhuǎn)換模塊。步驟四、通過PLC控制系統(tǒng)11的主從站間信息交換，觸摸屏12上可以實(shí)時(shí)連續(xù)地顯示盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀I的高度。所述檢測(cè)探頭安裝在盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀I內(nèi)，外周先行齒刀I與刀座4焊接后，再焊接在刀盤上，從刀座4上引出的與檢測(cè)探頭連接的電纜線通過附在刀盤輻條側(cè)面的穿線管，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)接頭7送到土倉(cāng)壁后部后接入檢測(cè)儀9，檢測(cè)儀9讀出的數(shù)據(jù)通過安裝在旋轉(zhuǎn)接頭7上的導(dǎo)電滑線環(huán)10輸入到盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)11的AD轉(zhuǎn)換模塊，再通過該P(yáng)LC控制系統(tǒng)11的主從站間信息交換，測(cè)量數(shù)據(jù)在所述觸摸屏12上加以實(shí)時(shí)連續(xù)地顯示。所述 PLC 控制系統(tǒng)由 A1S68AD、A1SX42-S1、A1SJ71BR11、A2USHCPU-S1 以及 A1S61PN 系列產(chǎn)品組成。在相同條件下，超聲波在材料內(nèi)的往返時(shí)間取決于材料的厚度。若往返時(shí)間恰好等于超聲振動(dòng)的周期，就會(huì)產(chǎn)生共振。在共振時(shí)，變送器加給振蕩器的負(fù)荷會(huì)突然改變，隨之使振蕩器電流相應(yīng)改變。通過指示器記下電流改變時(shí)的振蕩頻率，就可確定超聲波往返一次所需的時(shí)間，從而可測(cè)出外周先行齒刀合金的高度。為了避免焊接過程中對(duì)超聲波測(cè)厚儀損壞，在外周先行齒刀I的下部先行焊接刀座4，刀座4焊接完成，并確認(rèn)探頭3在盲孔2中安裝完好后，將連接探頭3的電纜線6通過刀座4內(nèi)的通孔5引至刀盤的箱型輻條內(nèi)，并將外周先行檢測(cè)齒刀I焊接在刀盤上。電纜線6通過穿過旋轉(zhuǎn)接頭7傳到檢測(cè)儀9上進(jìn)行數(shù)據(jù)讀?。蛔x取后的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)電滑線環(huán)10后傳輸至盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)11的AD轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)11的站間同軸電纜的通訊傳至操作室在觸摸屏12上得以實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的檢測(cè)裝置相比，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)I、超聲波磨損檢測(cè)的刀具是外周先行齒刀而非刮刀，并且先行齒刀的裝配型式為焊接，本實(shí)用新型通過增加先行齒刀的刀座解決了這種焊接式刀具磨損檢測(cè)難的問題。2、檢測(cè)位置為最外周先行齒刀，此位置直接決定刀盤的使用壽命，最能代表刀具的磨損情況。[0046]3、檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)電滑線環(huán)可以直接在操作室進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄，使用更加便捷，為研究刀具磨損規(guī)律提供了有力的支撐。本實(shí)用新型具有測(cè)量精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)，通過該裝置可以為研究刀具磨損的規(guī)律、及時(shí)掌握刀具磨損的情況提供依據(jù)，為在長(zhǎng)距離施工實(shí)行有計(jì)劃的換刀提供有力的支撐。 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，在盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀(I)內(nèi)設(shè)置有通過數(shù)據(jù)線(6 )與檢測(cè)儀(9 )輸入端連接的檢測(cè)探頭(3 )，所述檢測(cè)儀(9 )通過信號(hào)輸出裝置(10)連接盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)(11 )，所述盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)(11)與一觸摸屏(12)連接并通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀(I)焊接在一刀座(4)上，所述刀座(4)內(nèi)設(shè)有所述數(shù)據(jù)線穿過的通孔(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀(I)的刀刃部裝有合金條；所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀(I)本體內(nèi)設(shè)有放置所述檢測(cè)探頭(3)的盲孔(2)，所述盲孔(2)的孔頂部至所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀的頂部距離與所述合金條長(zhǎng)度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)探頭(3)長(zhǎng)度與所述盲孔(2)深度一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀基體表面覆蓋有耐磨層，基體側(cè)面設(shè)有耐磨塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)輸出裝置(10)為導(dǎo)電滑線環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)線(6)穿過一旋轉(zhuǎn)接頭(7)后連接所述檢測(cè)儀(9)的輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)(11)通過同軸電纜與所述觸摸屏(12)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)線(6)為電纜線。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于盾構(gòu)機(jī)刀具磨損量的檢測(cè)裝置，在盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀內(nèi)設(shè)置有通過數(shù)據(jù)線與檢測(cè)儀輸入端連接的檢測(cè)探頭，所述檢測(cè)儀通過信號(hào)輸出裝置連接盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)，所述盾構(gòu)機(jī)PLC控制系統(tǒng)與一觸摸屏連接并通訊。本實(shí)用新型通過檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)外周先行齒刀上合金條的高度來檢測(cè)周邊齒刀磨損量，克服了液壓極限式檢測(cè)方式只能對(duì)刀具磨損至某一高度時(shí)才能進(jìn)行報(bào)警的缺陷，是一種能實(shí)時(shí)連續(xù)的檢測(cè)裝置；通過將外周先行齒刀焊接在一刀座，解決了焊接式刀具磨損檢測(cè)難的問題，同時(shí)通過導(dǎo)電滑線環(huán)運(yùn)用檢測(cè)數(shù)據(jù)可直接在操作室并觸摸進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄，使用更加便捷；另外，本實(shí)用新型測(cè)量精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高。
文檔編號(hào)G01B17/00GK202562455SQ20122012548
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者張峰, 邱俊華, 鄧美龍, 張洪濤, 王太平, 朱英偉, 油新華, 董清崇, 劉華, 鄭國(guó)良, 李海兵 申請(qǐng)人:中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司, 中國(guó)建筑一局(集團(tuán))有限公司, 北京宗圣興業(yè)商業(yè)控股有限公司