[发明专利]一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统及其方法

说明书

本发明公开了一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统及其方法，该系统包括：实验台、数据采集模块和工控机；实验台包括刀具固定转盘，盾构机刀具安装在刀具固定转盘上，刀具固定转盘的转动带动盾构机刀具的旋转；数据采集模块包括磁感应单元、霍尔传感器、温度传感器和数据处理单元；数据处理单元用于接收霍尔传感器和温度传感器所采集到的转速数据和温度数据，经过处理后发送至工控机；工控机用于接收数据处理单元所发送的数据经过分析后获得刀具磨损信息，并进行显示。本发明针对目前现有常用刀具磨损检测方法中存在实时性差，检测成本高等不足，搭建刀具磨损检测系统实验台，用于模拟真实工作情况及开展相关的刀具磨损研究。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，更具体的说是涉及一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统及其方法。

背景技术

随着社会的进步、经济的发展，我国公路、铁路、地下隧道等交通运输业得到了迅猛的发展，但也带来了环境问题、土地资源紧张、交通拥挤等问题。随着人口密度逐渐加大，地面交通已经远远不能满足人们日益增长的需求。大量的地下工程急需开发，在城市修建地铁和交通隧道的趋势已成为必然并且任务日益繁重。盾构机是目前最常用的地下隧道掘进工具，具有开挖快、优质、安全、经济等优点，由于盾构掘进机可以一次成型，对支撑面有支撑和保护的功能，被广泛引用于地下隧道的修建工程中。盾构机在隧道施工过程中，刀具随着刀盘对其前方的土体进行挖掘切削，刀具与土体的适应程度至关重要，不同的土体需要用不同配置的刀盘和刀具对其进行挖掘切削，否则，盾构机掘进就会非常缓慢甚至原地不动。

盾构机滚刀的磨损状态是盾构机正常掘进的最关键因素之一，准确地判断刀具的磨损状态，及时更换磨损已达磨损极限的滚刀,对盾构机掘进速度及掘进效率至关重要。刀盘上的刀具属于易损件、易耗件，而且成本比较高，并且刀具进货周期比较长，刀具的检查、维修、更换都很复杂困难，换刀过早会造成资源的浪费，换刀过晚又会影响工程的进度，这都会直接影响到工程的造价和工期。因此准确判断滚刀的磨损状态就显得十分必要。刀具的磨损检测成为影响一个工程进度和质量的关键问题。

目前国内外检测盾构刀具磨损的方法主要有：开仓检查、异味检测、油压检测、掘进参数分析等。传统的检测方式无论是异味监测，油压检测，掘进参数分析虽然能够一定程度上反映刀具磨损的情况，但是对于刀具检测实时性方面的要求始终不能满足，无法及时的将刀具磨损的情况反映出来。

因此，如何提出一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统及其方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统及其方法，针对目前现有常用刀具磨损检测方法中存在实时性差，检测成本高等不足，搭建刀具磨损检测系统实验台，用于模拟真实工作情况及开展相关的刀具磨损研究。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统，安装盾构机刀具进行磨损实时检测，包括：实验台、数据采集模块和工控机；

所述实验台包括刀具固定转盘，所述盾构机刀具安装在所述刀具固定转盘上，所述刀具固定转盘的转动带动所述盾构机刀具的旋转；

所述数据采集模块包括磁感应单元、霍尔传感器、温度传感器和数据处理单元；

所述磁感应单元设置于所述盾构机刀具上，其中所述霍尔传感器用于通过对所述磁感应单元的感应获取所述盾构机刀具的转速，所述温度传感器用于获取所述盾构机刀具的温度；

所述数据处理单元分别与所述霍尔传感器和所述温度传感器电连接，用于接收所述霍尔传感器和所述温度传感器所采集到的转速数据和温度数据，经过处理后发送至所述工控机；

所述工控机与所述数据处理单元相连，用于接收所述数据处理单元所发送的数据经过分析后获得刀具磨损信息，并进行显示。