[实用新型]盾构机刀具磨损监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种刀具磨损监测装置，特别是盾构机的刀具磨损监测装置。

背景技术

北京铁路地下直径线2标工程盾构隧道全长2026.5m，采用了一台全新φ11.97m的泥水加压平衡盾构机施工。盾构机刀盘上安装有很多刀具，有切刀、撕裂刀、周边刮刀等，由于这些刀具安装位置的特殊性，不能方便直接地观察这些刀具的磨损情况，因此刀具监测对这个工程的影响巨大。

盾构机原机设置有切刀磨损监测装置，原理是：通过在切刀上开盲孔，通高压液压油，当切刀磨损到一定程度后液压油泄漏，压力降低，可判定切刀磨损。但在刀盘改造施工中，经过检查发现刀盘磨损最严重的部位是周边刮刀，使用切刀磨损检测装置并未对其起到有效的监测作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种盾构机刀具的磨损监测装置，以解决上述原有机构的不足之处。

为实现上述目的，本实用新型提供一种盾构机刀具磨损监测装置，其主要由超声波测厚装置、蓝牙信号发射装置及蓝牙信号接收装置组成，所述超声波测厚装置包括安装在周边刮刀内的超声波探头，所述蓝牙信号发射装置与数据读取记录装置集成在一起，蓝牙信号接收装置安装在前盾前方。

一方面，周边刮刀的刀具基体上钻有通孔，孔深依据超声波探头长度确定，通孔与周边刮刀的下刀缘的夹角为45度。

进一步的，在周边刮刀与刀座贴紧侧开有槽，槽的长度保证探头可以放下，槽深达到通孔位置处，信号线通过槽引出。

进一步的，超声波探头后方安装有弹簧，弹簧底部用平头螺丝加密封胶后封闭。

另一方面，数据读取记录装置及蓝牙信号发射装置安装在密闭的铁壳内，铁壳安装在周边刮刀刀座后方。

进一步的，蓝牙信号接收装置安装在前盾隔水板正上方，在隔水板上钻有螺纹孔，信号线从中通过，隔水板前方用钢板焊接形成一个空腔，空腔外侧用钢板封盖，在前盾内气垫仓的螺纹孔上安装对丝，对丝外侧连接液压油管，信号线通过液压油管进入刀盘气垫仓。

本实用新型可方便快速了解盾构机刀盘上刀具的磨损情况，根据磨损情况做出更换刀具计划，对盾构机施工提供了安全保证。

附图说明

图1为数据读取记录装置安装位置示意图；

图2为探头安装位置示意图；

图3为探头安装位置及开槽示意图；

图4为蓝牙信号接收装置的安装与线路走向示意图。

图中：1-周边刮刀，2-切刀，3-保护罩固定块，4-信号线，5-数据读取记录装置，6-电池，7-探头，8-槽，9-液压油管，10-锁紧头，11-球阀，12-通孔，13-铁壳。

具体实施方式

为了监测周边刮刀1的磨损情况，本发明采用超声波测厚装置对周边刮刀1上合金头厚度测量并通过蓝牙无线传送信号方式将数据传至盾构机内，由电脑读取，监测周边刮刀1的磨损情况。

在刀盘上的32把周边刮刀1中对称选取8把作为检测刀，从检测刀引出的信号经过超声波测厚装置检测，通过蓝牙信号发射器发送；在盾构机中盾前正上方设置蓝牙接收器并将数据通过电缆传至前盾后方进行读取。

盾构机刀具磨损监测装置主要由超声波测厚装置、蓝牙信号发射装置及蓝牙信号接收装置组成：

(一)超声波测厚装置：超声波测厚装置通过超声波探头测量金属的厚度，探头直径15mm，长度25mm，信号线标准线长1.5m，探头安装在周边刮刀1内；数据读取记录装置可以保存5000组数据，可以设定测量间隔时间，按每小时测试一次合金齿厚度，可以保证200天的数据，满足周边刮刀寿命期内的监测。

(二)蓝牙信号发射装置及接收装置：蓝牙信号发射装置与测厚数据读取记录装置集成在一起，配备锂电池，保证工作时长3个月以上，采用蓝牙信号发射数据，如无线部分故障也可由人员携带数据读取设备带压进仓对磨损数据进行读取或将数据读取记录装置5取出后读取，数据读取记录装置5的安装位置示意图如图1所示。

蓝牙信号接收装置安装在前盾前方，其用电及信号线通过前盾传输至前盾主控室。

(三)刀具磨损监测装置在盾构机周边刮刀1上的安装保护：

周边刮刀1在焊接合金块之前，在合金块底部刀具基体上钻15mm通孔12，孔深依据探头7长度确定，根据刀具磨损情况，磨损严重位置与刀盘轴线成45度角，因此通孔12与周边刮刀1下刀缘夹角为45度，如图2所示。

在周边刮刀1与刀座贴紧侧开槽8，槽宽15mm，长度26mm保证探头7可以放下，槽8深保证达到15mm通孔12位置处。同时可以将信号线4引出。如图3所示。