[实用新型]盾构/TBM滚刀磨损测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种盾构/TBM滚刀磨损测量装置。

背景技术

盾构机及TBM(全断面隧道掘进机)作为重要的隧道施工设备，被广泛应用于铁路隧道、城市轨道等工程中。盾构机及TBM中的盘形滚刀作为破碎岩石的关键部件，其工作环境恶劣，刀具的磨损不可避免。施工过程中需要不断对滚刀的磨损情况进行检测，准确全面获取滚刀磨损量，才能合理确定更换节点。如滚刀磨损不严重而提前更换会造成刀具浪费；滚刀更换不及时则会造成相邻刀具受力过大、加剧磨损。

对滚刀磨损情况进行检测的传统方法是使用测量尺测量，这种测量方法随意性大、准确性低，而且一般只测量磨损尺寸最大值，不能有效掌握磨损截面的全面信息；滚刀的在线测量技术成本高、需要对刀盘进行改造、可靠性不足，多处于研究试验阶段。因此亟需一种在不改变刀盘刀具结构的前提下准确测量滚刀磨损量大小并判断磨损类型的测量装置和测量方法。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够在不改变刀盘刀具结构的前提下准确测量滚刀磨损量大小并判断磨损类型的盾构/TBM滚刀磨损测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种盾构/TBM滚刀磨损测量装置，包括架体、紧固组件和移动测量组件，

所述架体包括横梁、分别设置在所述横梁两端且与所述横梁垂直连接的固定支杆和可调支杆，在所述可调支杆的竖直方向上设有轨道；

所述紧固组件包括活动支腿和设置在所述活动支腿下端的紧固螺栓，所述活动支腿的上端滑动安装在所述轨道内，在所述轨道上还设置有用于调整和固定所述活动支腿位置的限位螺栓；

所述移动测量组件包括测量头、设置在所述横梁上的水平导轨、设置在所述水平导轨内的水平滑块、与所述水平滑块固定在一起的竖直导轨，以及设置在所述竖直导轨内的竖直滑块，所述测量头的上端与所述竖直滑块固定安装在一起。

优选的，该测量装置还包括数据采集组件，所述数据采集组件包括与所述位移传感器对应连接的单片机，还包括无线通信发射器和无线通信接收器，所述无线通信发射器与所述单片机对应连接，所述无线通信接收器与数据终端进行通信。

优选的，所述无线通信发射器和无线通信接收器之间采用ZigBee、蓝牙、WiFi或LiFi进行无线通信。

优选的，所述位移传感器为拉线式光栅光纤传感器或LVDT位移传感器。

优选的，所述测量头是下端为锥形的圆柱杆件。

优选的，所述测量头的上端与所述竖直滑块之间为螺纹连接。

优选的，所述固定支杆与可调支杆之间的距离大于待测盾构/TBM滚刀台阶面的宽度。

在上述技术方案中，测量装置的架体类似于倒置的“凹”字形，固定支杆用于与待测滚刀的台阶面相配合，可调支杆与活动支腿相配合，使活动支腿的高度可调，在进行测量时可根据具体的设备规格调整活动支腿的高度，使活动支腿下端与滚刀挡环相切，然后拧紧紧固螺栓，即可实现测量装置与滚刀之间的定位及夹紧。测量头的上端与竖直滑块固定安装在一起，竖直滑块可沿竖直导轨上下移动，控制测量头的上下位置；竖直导轨与设置在水平导轨中的水平滑块固定在一起，当水平滑块沿水平导轨移动时，带动竖直导轨的水平移动，即带动测量头的水平移动，这样测量头即可与沿滚刀的轮廓进行移动，与滚刀上的不同位置接触，在水平导轨和竖直导轨的端部设置有位移传感器，测量头的运动会让位移传感器产生电信号，并将信号传输给单片机，单片机将数据转换水平、竖直方向的位移数据进行显示、存储。测量的数据通过无线传输的方式传送至数据终端。

使用上述的测量装置进行盾构/TBM滚刀磨损测量的方法，包括下列步骤：

(1)测量未磨损的同类型滚刀的参考数据：

a.安装测量装置；先将固定支杆的下端与滚刀台阶面贴合在一起，然后将活动支腿的高度调整至合适位置，使用限位螺栓将活动支腿与可调支杆固定在一起，再拧紧紧固螺栓，使滚刀被夹紧在固定支杆与活动支腿之间；

b.测量参考数据：分别调整水平滑块在水平导轨中的位置、竖直滑块在竖直导轨中的位置，使测量头在滚刀的轮廓面上移动，通过位移传感器得到滚刀轮廓面上各参考点的位置坐标，并将得到的位移参数数据传输至单片机，将测量数据拟合得到未磨损的同类型滚刀的标准轮廓线；