[发明专利]一种盾构机滚刀磨损实时监测的研制

说明书

本发明公开了一种盾构机滚刀磨损实时监测的研制，所述盾构机滚刀磨损实时监测的步骤如下：步骤一：利用扫描仪对未经使用的盾构机滚刀进行扫描，将采集的三维点云数据输入至计算机，并建立三维模型备用；步骤二：通过供应商提供的盾构机滚刀使用寿命建立二至七个监测点，相邻监测点的转数差距应在三万至八万之间；步骤三：测量带动盾构机滚刀电机的转数，从而计算出盾构机滚刀的钻转数。本发明提供了一种盾构机滚刀磨损实时监测的研制，具备监测精度高，监测成本低的优点，解决了现有的盾构机滚刀磨损实时监测精准度低的问题，且建立的数据库可以对盾构机滚刀的使用寿命进行预测，结果科学合理，精准度高。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，具体为一种盾构机滚刀磨损实时监测的研 制。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，盾构的施工法是掘进机在掘进 的同时构建隧道支撑性管片，盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤 压式盾构，半机械式盾构，机械式盾构，用盾构法的机械进行隧洞施工具有 自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时 可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通 等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理， 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘，该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞 段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将 地下水挡在外面，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行，盾构机全 名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集 光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、 拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、 电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行量体裁衣式 的设计制造，可靠性要求极高，盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、 市政、水电等隧道工程，盘形滚刀是一种可更换刀圈的刀具，通常有单刃、 双刃和多刃之分，常以辐射状或螺旋状分布装在盾构机刀盘上，盾构机在千 斤顶的压力下向前掘进，同时盾构机刀盘作旋转运动，安装在盾构机刀盘上 的刀具在随刀盘公转同时，自己在摩擦力和压力下作自转，从而利用刀圈刃口对岩石表面产生滚动切削作用，盘形滚刀破岩工作原理可以理解为：掘进 时盘形滚刀刀圈先在岩石内挤压出一个槽，并在槽周围生成初始的张拉破坏 的裂纹，井随着刀具不断惯入，刀圈的楔形面对刀圈两边的岩石起剪切破坏 作用，初始的张拉破坏裂纹会在剪切力作用下沿岩石切线方向持续快速扩张， 相临刀具间的岩石裂纹会产生相互影响，产生进一步的张拉破坏，使相临切 槽之间的岩脊在这种张拉破坏下产生较大的岩块剥落下来。

盘形滚刀工作时除了要承受刀圈周向的正压力之外，还受到刀圈切向的 摩擦力、以及侧向方向上交变应力的作用，受力复杂，工作环境恶劣，地层 以及剥落的岩石对刀圈、刀体有着磨削、冲蚀效应，极易造成刀具的磨损， 因此对盾构机滚刀磨损实时监测是必不可少的程序之一，然而现有的盾构机 滚刀磨损监测大多是对盾构机滚刀进行目测或者根据供应商提供的数据在使 用达到报废时间后强制报废，不能精确的判断盾构机滚刀磨损实时状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构机滚刀磨损实时监测的研制，具备监测 精度高，监测成本低的优点，解决了现有的盾构机滚刀磨损实时监测精准度 低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种盾构机滚刀磨损实时 监测的研制，所述盾构机滚刀磨损实时监测的步骤如下：

步骤一：利用扫描仪对未经使用的盾构机滚刀进行扫描，将采集的三维 点云数据输入至计算机，并建立三维模型备用；

步骤二：通过供应商提供的盾构机滚刀使用寿命建立二至七个监测点， 相邻监测点的转数差距应在三万至八万之间；

步骤三：测量带动盾构机滚刀电机的转数，从而计算出盾构机滚刀的钻 转数；

步骤四：当盾构机滚刀的转数达到监测点设置的数值时立即停止盾构机；