[发明专利]盾构机刀具耐磨块厚度磨损量的超声波实时监测装置

说明书

技术领域

本发明属于盾构机监测技术领域，尤其涉及到一种盾构机刀具耐磨块厚度磨损量的超声波实时监测装置。 

 

背景技术

刀具耐磨块的磨损是盾构机在复合地层施工中遇到的最大难题之一，目前对盾构机刀具耐磨块的磨损量很难做到实时监测，往往只能在盾构机掘进当中刀具耐磨块产生严重磨损时才能被动地对盾构机刀具进行带压开仓检查，但带压开仓检查通常耗时较长，不但影响施工进度，而且安全风险较高。

也有采用预埋油管或添加异味剂的方式来判断盾构机刀具耐磨块的磨损程度，这种方式只能在刀具耐磨块的磨损量达到一定程度时才能发挥作用，但不能对刀具耐磨块的磨损量进行实时监测，无实时监测数据就不能为刀具耐磨块的及时更换提供必要的技术支持。

 

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了一种盾构机刀具耐磨块厚度磨损量的超声波实时监测装置，该超声波实时监测装置能实时监测刀盘上固定的刀具耐磨块的磨损量，通过电滑环装置并以有线传输方式将监测信号传至尾盾控制室内的PC机，同时尾盾控制室内的交变直电源也通过电滑环装置为测厚仪提供持续供电保证，解决了盾构机在施工过程中不能对刀具耐磨块磨损量进行实时监测的难题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种盾构机刀具耐磨块厚度磨损量的超声波实时监测装置，所述盾构机含有刀具、中心回转体、刀盘、前盾、中盾、尾盾、主控室、刀头、耐磨块、固定体以及刀座，刀盘固定在中心回转体的前端且刀盘随中心回转体一同转动，中心回转体通过固定体固定在前盾的中心处，在刀盘上固定有刀座，刀座上配置刀具，刀具由镶嵌在刀头上的耐磨块构成，中盾的前端联接前盾，中盾的后端联接尾盾，尾盾后端配置主控室，所述监测装置含有超声波换能器、测厚仪、PC机以及交变直电源，测厚仪具备RS485通讯方式且通讯距离达千米，PC机配置通用数据处理软件并能控制发送监测指令、取消监测指令以及设置监测时间频率，交变直电源能将施工现场的220V交流电转化为3V直流电并为测厚仪的正常工作提供持续电力。

本发明的特征是：

在刀头的大端面上配钻有内螺纹通孔，内螺纹通孔的前端配置超声波换能器，超声波换能器的前端面与耐磨块的后端面平齐，距离内螺纹通孔的后端固定有测厚仪，测厚仪固定在刀盘上，与超声波换能器联接的信号线从内螺纹通孔引出后再与测厚仪联接，沿中心回转体的内腔壁配钻一轴向通孔，在中心回转体的后端和固定体的后端同时配装有电滑环装置，与测厚仪联接的信号线和电源线在穿过通孔后再与电滑环装置中引出的一束转子引线实施对接，而电滑环装置中引出的一束定子引线与对接的信号线、电源线在经过中盾、尾盾后分别与安装在主控室内的PC机、交变直电源联接。

上述内螺纹通孔的后端设置联通有比内螺纹通孔直径大的台阶孔，呈台阶状的密封塞通过外螺纹以及涂抹在该外螺纹上的锁固剂后再旋接在内螺纹通孔的后端，在超声波换能器和密封塞之间设置弹簧并在此之间灌注有耦合剂，在所述台阶孔的一侧配铣有凹槽，超声波换能器的信号线从密封塞的中心通孔引出后通过凹槽被联接在测厚仪上，在所述中心通孔灌注耦合剂后再使用密封胶将所述中心通孔封闭。

上述测厚仪的外围配置有铁质保护罩，与测厚仪联接的信号线和电源线均穿过铁质保护罩并通过通孔再与电滑环装置中引出的一束转子引线实施对接。

上述电滑环装置包括定子、转子、一束定子引线、一束转子引线、止转片、销轴、卡具以及固定片，定子的内环配置有间距相等的数个定滑环，转子的外环配置有间距相等的数个转滑环，所述数个定滑环均对应于所述数个转滑环，从所述数个定滑环上联接引出一束定子引线，从所述数个转滑环上联接引出一束转子引线，转子固定在中心回转体的后端，固定片将一束转子引线固定在中心回转体配钻的通孔内，一束转子引线再对应与测厚仪联接的信号线和电源线实施对接，在固定体的后端联接配置有卡具，卡具上设置有对称的径向卡槽，在两个所述卡槽内分别通过销轴联接止转片，两个止转片再与定子联接，一束定子引线与PC机、交变直电源联接过来的信号线、电源线实施对接。

    由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

    1、本发明的超声波实时监测装置能实时监测刀盘上固定的刀具耐磨块的磨损量，通过电滑环装置并以有线传输方式将监测信号传至尾盾控制室内的PC机，同时尾盾控制室内的交变直电源也通过电滑环装置为测厚仪提供持续供电保证，解决了盾构机在施工过程中不能对刀具耐磨块磨损量进行实时监测的难题。