[发明专利]一种盾构机及其刀具磨损检测及自动补偿装置

说明书

本发明涉及一种盾构机及其刀具磨损检测及自动补偿装置，刀具磨损检测及自动补偿装置包括用于与盾构机的刀盘连接安装座和安装于安装座上的刀具，刀具包括与安装座滑动移动配合的刀具基体和设置于刀具基体上的刀具刃具，刀具刃具突出于刀具基体，刀具基体上设置有检测装置，该刀具磨损检测及自动补偿装置还包括与检测装置信号连接的控制器，安装座内部设置有用于驱动刀具基体沿安装座导向运动的驱动机构，驱动机构与控制器控制连接，当刀具磨损长度到设定磨损值时，检测装置将信号传至控制器，控制器控制驱动机构将刀具向外推出以补偿刀具的磨损长度，安装座与刀具基体之间设置有对刀具基体导向移动设定距离后对其进行固定的固定结构。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域,具体涉及一种盾构机及其刀具磨损检测及自动补偿装置。

背景技术

盾构机刀具在盾构机掘进过程中有着极其重要的作用，刀具的高度、耐用度等对盾构机的掘进速度、效率有着极为重要的影响。在盾构机掘进过程中，刮削类刀具的作用有以下两点：1)切削作用，在盾构机掘进时，刀具的刀刃部分不断的嵌入掌子面，使掌子面渣土连续不断的剥落进入土仓，实现盾构机的掘进；2)保护作用，在刀具切削过程中，刀盘所受到的载荷主要集中在刀具上，而刀盘本体受到载荷相对较小，因此在长时间掘进过程中，刀具的磨损量要远远大于刀盘本体，对刀盘本体起到了相当大的保护作用。

在现有盾构机刀盘上，刮削类刀具一般是通过螺纹连接或焊接的方法固定在刀盘上，且高度为一定值。在盾构机掘进过程中，由于渣土的不断磨削作用，刮削类刀具以一定的速率连续不断的磨损，当刀具磨损量较大时，如不及时更换刀具，将损坏刀盘本体，造成刀盘钢结构损坏变形，严重时将导致刀盘推力和扭矩过大，损坏驱动系统；若更换刀具，由于地下空间狭小，操作不便，同时为防止发生危险，还需在刀盘前方进行支护或者打竖井，造成操作时间较长，施工进度受到极大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够检测盾构机的刀具磨损并能够自动补偿磨损高度的盾构机用刀具磨损检测及自动补偿装置；同时，本发明的目的还在于提供一种使用该刀具磨损检测及自动补偿装置的盾构机。

为实现上述目的，本发明的一种盾构机用刀具磨损检测及自动补偿装置采用如下技术方案：一种盾构机用刀具磨损检测及自动补偿装置，包括用于与盾构机的刀盘连接的安装座和安装于安装座上的刀具，刀具包括与安装座滑动移动配合的刀具基体和固定设置于刀具基体上的刀具刃具，刀具刃具突出于刀具基体，刀具基体上设置有用于检测刀具磨损长度的检测装置，该刀具磨损检测及自动补偿装置还包括与检测装置信号连接的控制器，安装座内部设置有用于驱动刀具基体沿安装座导向运动的驱动机构，驱动机构与控制器控制连接，当刀具磨损长度到设定磨损值时，检测装置将信号传至控制器，控制器控制驱动机构将刀具向外推出以补偿刀具的磨损长度，安装座与刀具基体之间设置有对刀具基体导向移动设定距离后对其进行固定的固定结构。

所述检测装置包括设置于刀具基体上的长度沿刀具基体的导向方向延伸的至少一个液压孔道，液压孔道朝向刀具基体的外端面延伸的端部为盲端，盲端位于刀具基体的外端面和刀具刃具远离刀具基体的外端面的刀具刃具端面之间，各液压孔道均连通有液压油管，各液压油管上均设置有油压传感器，各油压传感器与控制器信号连接，各液压管路上均设置有控制阀，各控制阀与控制器控制连接。

所述液压孔道的数量为两个以上，且各液压孔道的盲端与刀具基体的外端面的距离各不相同。

所述固定结构包括径向设置于刀具基体上的凹槽，凹槽的数量为两个以上并沿刀具基体的导向方向间隔设置，安装座上设置有供刀具基体通过的安装孔，固定结构还包括设置于安装孔中的弹性止回环，弹性止回环的内壁上径向设置有与止回环挡止配合的凸起。

所述凹槽为环槽，凸起为与环槽吻合适配的环形凸起，凹槽为楔形槽，凹槽的靠近刀具基体的外端面的槽壁垂直于刀具基体的导向方向，凹槽的另一个槽壁为弧面结构。