一种盾构TBM油液状态在线自动监测系统的制作方法

本发明属于盾构机润滑状态监测技术领域，涉及一种盾构机润滑系统运行状态检测技术，尤其涉及一种盾构TBM油液状态在线自动监测系统。

背景技术：

盾构机是地下掘进盾构施工中的主要施工机械，在我国的城市地铁、过江公路隧道、跨海隧道等大型隧道工程项目中得到了广泛的应用。盾构机主轴承是盾构机的核心部件，起着支撑盾构刀盘并使之回转破岩的作用。盾构机的润滑与磨损状态监测及故障诊断技术日新月异，是不断提高盾构机安全运行的重要保障。如果在施工过程中，主轴承润滑油泄漏或者泥水、沙砾及渣土进入主轴承润滑系统，将导致主轴承和齿轮副的迅速破坏；破坏的主轴承需从盾构机上方开挖竖井吊出更换，难度非常大，将给盾构施工带来不可估量的损失。因此，保障盾构机主轴承润滑系统的运行安全具有很大的意义。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种一种盾构TBM油液状态在线自动监测系统。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种盾构TBM油液状态在线自动监测系统，盾构TBM油液状态在线自动监测系统包括有行星齿轮油箱和主轴承齿轮主油箱；所述的行星齿轮油箱为多个，多个所述行星齿轮油箱的进油口分别与主轴承齿轮主油箱的出油口连通；多个所述行星齿轮油箱的回油口通过回路支油管与主轴承齿轮主油箱相连通；所述的在线自动监测系统具有在线监测采集控制部分；所述的在线监测采集控制部分的开启与盾构机润滑系统的启停相对应；所述的在线监测采集控制部分具有对应盾构机齿轮油润滑系统中的多个行星齿轮油箱设置的电磁阀；所述的电磁阀为多个，且多个所述的电磁阀与盾构机齿轮油润滑系统中的多个所述行星齿轮油箱一一对应；多个所述的电磁阀在一个在线监测周期内循环打开，且只有一个处于常开状态；所述的电磁阀的一端连接在所对应行星齿轮油箱的回油管路上；多个所述的电磁阀由电磁阀控制模块控制；所述的电磁阀控制模块与在线监测采集控制部分相连；所述的在线自动监测系统还设置有油液监测回路；多个所述电磁阀的另一端均与所述的油液监测回路相连通；所述的油液监测回路通过输油磁力泵与在线监测采集控制部分相连；所述的在线监测采集控制部分包括有数据采集模块、水分传感器、高粘度传感器、铁磁颗粒传感器、温度传感器和压力传感器；所述的水分传感器、高粘度传感器、铁磁颗粒传感器并联连接，分别对油液监测回路中油液的水分、粘度和铁磁颗粒进行检测，并将检测数据送入所述的数据采集模块；所述的温度传感器和压力传感器串联连接，分别对油液监测回路中油液的温度、压力进行检测，并将检测数据送入所述的数据采集模块；所述的数据采集模块将接收到的检测数据进行分析、计算后通过工控机输出控制信号给所述的盾构机润滑系统、电磁阀控制模块，并由所述的工控机对信号进行显示和存储；所述的在线监测采集控制部分与主轴承齿轮主油箱相连。

所述数据采集模块包括有CAN通讯模块、RS232通讯串口、数字模拟模块、RS485通讯串口、网口、USB接口和硬盘接口；所述的CAN通讯模块与水分传感器、高粘度传感器连接；所述的RS232通讯串口与铁磁颗粒传感器连接；数字模拟模块与压力传感器连接，RS485通讯串口与温度传感器连接，网口网络接入工控机。

本发明采用上述技术方案后可达到如下的有益效果：

（1）实现了对盾构机齿轮油润滑系统在工作过程中含水量的实时监测,了解齿轮油冷却系统是否有管道泄漏及外界是否有水进入；实现了对盾构机齿轮油润滑系统在工作过程中粘度变化实时监测，了解齿轮油粘度变化趋势及科学化管理，是否加对正确型号油品和按质换油；实现了对盾构机齿轮油润滑系统在工作过程中磨粒尺寸及浓度实时监测，获得设备磨损状态信息，提前对设备故障预判分析，预防重大设备故障，降低维修停机成本。

（2）实现了周期性分时段对不同主轴承齿轮箱行星减速机润滑油在工作状态的实时监测，对于了解设备润滑效果排查设备故障精准化科学化管理。

（3）实现了从齿轮箱回流支管采集油样信息后重新回到主齿轮油箱，未对工作油样进行破坏及污染。

（4）实现了对采集到的数据分析处理，获取齿轮油系统各项指标变化趋势，并将所储存数据能以多种传输方式进行打包远传调用。

综上所述，本发明通过对盾构机在用润滑油的分析检测，一方面能有效地分析设备在用润滑油的质量状态，判别油品是否可继续使用以及何时换油，从而确保设备的可靠润滑；另一方面则能有效地分析评判设备的磨损状态及磨损故障的原因，指导设备的视情维护和保养，确保盾构机安全运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中在线监测采集控制部分的示意图；

图3为本发明的实施原理示意图。

图中：1、行星齿轮油箱，2、主轴承齿轮主油箱，3、回油管路，4、回油支管路，5、油液监测管路，6、主油箱回路支油管，7、电磁阀，8、输油磁力泵，9、在线监测采集控制部分，10、数据采集模块，11、水分传感器，12、高粘度传感器，13、压力传感器，14、工控机，15、温度传感器，16、铁磁颗粒传感器，17、CAN通讯模块，18、数字模拟模块，19、网口，20、RS485通讯串口，21、硬盘接口，22、USB接口，23、RS232通讯串口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对发明进行进一步说明：

如图1所示，一种盾构TBM油液状态在线自动监测系统，盾构TBM油液状态在线自动监测系统包括有行星齿轮油箱1和主轴承齿轮主油箱2；所述的行星齿轮油箱1为多个，多个所述行星齿轮油箱1的进油口分别与主轴承齿轮主油箱2的出油口连通；多个所述行星齿轮油箱1的回油口通过回路支油管4与主轴承齿轮主油箱7相连通；所述的在线自动监测系统具有在线监测采集控制部分9；多个所述的电磁阀在一个在线监测周期内循环打开，且只有一个处于常开状态；所述的在线监测采集控制部分9具有对应盾构机齿轮油润滑系统中的多个行星齿轮油箱设置的电磁阀7；所述的电磁阀7为多个，且多个所述的电磁阀7与盾构机齿轮油润滑系统中的多个所述行星齿轮油箱一一对应；所述的电磁阀7的一端连接在所对应行星齿轮油箱的回油管路3上；多个所述的电磁阀7由电磁阀控制模块控制；所述的电磁阀控制模块与在线监测采集控制部分9相连；所述的在线自动监测系统还设置有油液监测回路5；多个所述电磁阀7的另一端均与所述的油液监测回路5相连通；多个所述的电磁阀在使用时只有一个处于常开状态；所述的油液监测回路5通过输油磁力泵8与在线监测采集控制部分9相连；所述的在线监测采集控制部分9包括有数据采集模块10、水分传感器11、高粘度传感器12、铁磁颗粒传感器16、温度传感器15和压力传感器13；所述的水分传感器11、高粘度传感器12、铁磁颗粒传感器16并联连接，分别对油液监测回路中油液的水分、粘度和铁磁颗粒进行检测，并将检测数据送入所述的数据采集模块10；所述的温度传感器15和压力传感器13串联连接，分别对油液监测回路中油液的温度、压力进行检测，并将检测数据送入所述的数据采集模块10；所述的数据采集模块10将接收到的检测数据进行分析、计算后通过工控机14输出控制信号给所述的盾构机润滑系统、电磁阀控制模块，并由所述的工控机14对信号进行显示和存储；所述的在线监测采集控制部分9与主轴承齿轮主油箱2相连。

如图2所示，所述数据采集模块包括有CAN通讯模块17、RS232通讯串口23、数字模拟模块18、RS485通讯串口20、网口19、USB接口22和硬盘接口21；所述的CAN通讯模块17与水分传感器11、高粘度传感器12连接；所述的RS232通讯串口23与铁磁颗粒传感器16连接；数字模拟模块18与压力传感器13连接，RS485通讯串口20与温度传感器15连接，网口19网络接入工控机14。水分传感器17测试范围为0-100PPM，输出为绝对含水量；高粘度传感器18测试范围为运动粘度80-400CST；铁磁颗粒传感器19测试范围为铁磁颗粒40-1000um，非铁颗粒135-1000um每小时不同尺寸颗粒浓度。

高粘度传感器18测试值存在温度和粘度值漂移的现象，为此经过读取源数据后，代入非线性公式进行修正处理后显示在前台界面。铁磁颗粒传感器19通过数据通讯，直接把传感器读取数据传送在工控机21。

如图3所示，当盾构机润滑系统启停时会给在线监测采集控制模块一个信号，采集控制模块随即启停，电磁阀控制模块接到在线监测采集控制模块信号便启动所有电磁阀的开闭，当油液传感器采集到数据后，通过各种通讯协议传输数据到CPU，CPU通过对数据特定处理，储存正常格式数据，屏蔽异常格式数据，并在终端显示。当储存数据到一定润滑周期后，周期信号处理模块反馈信号给在线监测采集控制模块，在线监测采集控制模块改变输出信号给电磁阀，不同编号电磁阀随即进行切换闭开，保证始终只有一个行星减速机齿轮箱的油液流经在线监测系统。当终端显示数据超出设定上下限阈值时，根据判断数据软件见面会显示注意和报警，操作人员可根据监测分析结果推行润滑强化方案或排查润滑系统。