一种TBM滚刀状态监控方法与流程

本发明涉及盾构机技术领域，具体涉及一种tbm滚刀状态监控方法。

背景技术：

滚刀是一种破碎坚硬岩石的挖掘工具，安装于盾构、tbm、顶管等大型非开挖施工设备的开挖刀盘上，其作用是碾压掌子面岩石并将岩石从掌子面上剥落下来。滚刀主要有刀圈、刀毂、刀轴、轴承、浮动密封、端盖等部件组成。由于岩石坚硬以及地层的不均一性，滚刀在工作过程中极易被磨损破坏。通常认为，滚刀磨损量达到20mm就会影响正常的掘进效率，单把滚刀的破坏会引起相邻刀具的偏磨，加剧其破坏速度，甚至会造成刀盘开裂、解体，由于刀盘及刀具安装位置的特殊性，不能方便直接观察它们的磨损情况，因而需要对滚刀磨损量大小进行实时监测。

技术实现要素：

本发明提供一种tbm滚刀状态监控方法，通过对滚刀部分的改进，并结合液压系统及电控系统的配合，从而实现了对滚刀磨损情况的监测工作。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种tbm滚刀状态监控方法,其包括如下步骤：步骤一、在滚刀的轴孔内沿径向开设盲孔，在所述滚刀的刀轴中沿轴向开设轴心油道，并且所述轴心油道对应所述盲孔的一端通过径向贯通孔与所述盲孔连通；步骤二、将所述轴心油道远离所述盲孔的一端与液压系统中的高压油管连通；步骤三、在所述高压油管中设置压力传感器，并与上位机连接；步骤四、通过上位机对所述压力传感器的返回值进行监测，从而获取滚刀的磨损极限情况。

优选的，所述盲孔末端位于所述滚刀磨损极限区域，并且所述盲孔的末端为锥度设置。

优选的，所述盲孔为多个设置，并成放射状分布于所述滚刀内部，并且各个所述盲孔靠近所述滚刀轴心的一端通过环形油道相互连通。

优选的，所述压力传感器为多个设置，并分别对应各个所述轴芯油道；所述压力传感器远离所述刀轴的一侧，还设有限流器，用于限制高压油管中的液压油流量。

优选的，还包括电磁阀，所述电磁阀设置在所述限流器与所述压力传感器之间的高压油管上。

优选的，还包括蓄能器，所述蓄能器由储油罐和高压油泵构成，所述高压油泵输出端通过分流器与多组高压油管连接；所述高压油泵设有恒压阀，用于保证所述液压系统中分流器内的压力恒定不变。

本发明有益效果为：滚刀随着工作不断的磨损，直至将盲孔磨穿时，盲孔内的液压油泄露，导致轴心油道内的压力降低，压力传感器检测到压力低于设定值时，上位机发出报警提示。由于盲孔末端直径较小，因此当盲孔刚被磨透时，压力传感器检测到的压力变化较轻微，随着滚刀磨损的加剧，盲孔末端的漏点直径逐渐加大，此时压力传感器检测到的压力变化随之加大，从而使得上位机实现对滚刀磨损曲线的感知。多个盲孔对滚刀工作表面多个区域进行检测，由于各个盲孔通过环形油道相互连通，因此当任意一个盲孔被磨漏后，均能造成轴心油道内的压力变化，从而更好的满足监测需求。限流器对各个轴心油道是输入进行限流，避免其中一个盲孔泄露后造成的整个液压系统失压问题，从而避免上位机误报。当上位机根据压力传感器的返回值采集到轴心油道失压后，在启动报警的同时，为了避免更多的液压油泄露，此时关闭对应该轴心油道的电磁阀，避免液压油继续向该轴心油道内输送。蓄能器用来补充管路接头等位置的油液渗漏，保证高压油管中的压力长时间维持在稳定状态，以免出现因基准压力出现波动而造成的误报现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明改装步骤流程图；

图2为本发明完整系统结构示意图；

图3为本发明滚刀内部结构示意。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据图1、图2、图3所示，一种tbm滚刀1状态监控方法,包括以下步骤：

步骤一、结构改造；在滚刀1的轴孔内沿径向开设盲孔3，在所述滚刀1的刀轴2中沿轴向开设轴心油道4，并且所述轴心油道4对应所述盲孔3的一端通过径向贯通孔5与所述盲孔3连通；

步骤二、油路系统连接；将所述轴心油道4远离所述盲孔3的一端与液压系统中的高压油管6连通；

步骤三、电控系统连接；在所述高压油管6中设置压力传感器8，并与上位机9连接；

步骤四、实施监测；通过上位机9对所述压力传感器8的返回值进行监测，从而获取滚刀1的磨损极限7情况。

通过上述步骤，滚刀1随着工作不断的磨损，直至将盲孔3磨穿时，盲孔3内的液压油泄露，导致轴心油道4内的压力降低，压力传感器8检测到压力低于设定值时，上位机9发出报警提示。

实施例二：

所述盲孔3末端位于所述滚刀1磨损极限7区域，并且所述盲孔3的末端为锥度设置。

通过上述办法，由于盲孔3末端直径较小，因此当盲孔3刚被磨透时，压力传感器8检测到的压力变化较轻微，随着滚刀1磨损的加剧，盲孔3末端的漏点直径逐渐加大，此时压力传感器8检测到的压力变化随之加大，从而使得上位机9实现对滚刀1磨损曲线的感知。

实施例三：

所述盲孔3为多个设置，并成放射状分布于所述滚刀1内部，并且各个所述盲孔3靠近所述滚刀1轴心的一端通过环形油道16相互连通。

通过上述改造，多个盲孔3对滚刀1工作表面多个区域进行检测，由于各个盲孔3通过环形油道16相互连通，因此当任意一个盲孔3被磨漏后，均能造成轴心油道4内的压力变化，从而更好的满足监测需求。

实施例四：

所述压力传感器8为多个设置，并分别对应各个所述轴芯油道；所述压力传感器8远离所述刀轴2的一侧，还设有限流器10，用于限制高压油管6中的液压油流量。

上述设置中，限流器10对各个轴心油道4是输入进行限流，避免其中一个盲孔3泄露后造成的整个液压系统失压问题，从而避免上位机9误报。

实施例五：

还包括电磁阀11，所述电磁阀11设置在所述限流器10与所述压力传感器8之间的高压油管6上。

当上位机9根据压力传感器8的返回值采集到轴心油道4失压后，在启动报警的同时，为了避免更多的液压油泄露，此时关闭对应该轴心油道4的电磁阀11，避免液压油继续向该轴心油道4内输送。

实施例六：

还包括蓄能器，所述蓄能器由储油罐13和高压油泵14构成，所述高压油泵14输出端通过分流器15与多组高压油管6连接；所述高压油泵14设有恒压阀，用于保证所述液压系统中分流器15内的压力恒定不变。

上述设置中，蓄能器用来补充管路接头等位置的油液渗漏，保证高压油管中的压力长时间维持在稳定状态，以免出现因基准压力出现波动而造成的误报现象。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。