本发明涉及滚刀检测技术领域，特别是涉及一种滚刀固定装置、滚刀测量装置及滚刀更换方法。
背景技术
隧道掘进机，例如盾构机或者硬岩掘进机(tunnelboringmachine，tbm)，主要用于岩石地层的隧道开挖，滚刀因其高效的破岩性能而被视为隧道掘进机的核心部件。在施工过程中，由于滚刀所承受的破岩力大且岩石中含有大量的耐磨颗粒等原因，造成滚刀的磨损十分严重，导致施工过程中需要不断地停机更换刀具。若某种滚刀的磨损量达到额定值未及时更换，会引起临近滚刀的载荷的剧烈增加，进而引起临近滚刀的剧烈磨损，造成不必要的经济损失。滚刀测量装置可以准确地检测滚刀在不同的地质环境的磨损量，进而根据不同的地质条件选用合适的滚刀，为滚刀设计和项目施工提供一定的参考。
为了降低滚刀的检测成本，通常采用一套滚刀磨损量检测系统来检测多种型号的滚刀。由于每种滚刀的重量约为100kg～400kg，如果每次更换滚刀都需要完全拆开滚刀测量装置，操作会比较费时费力，检测效率较低。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种滚刀固定装置，其可以固定多种型号的滚刀，且组装、拆卸简单。
本发明的另一个目的是提供一种滚刀测量装置及滚刀更换方法，其可以简单、快速、准确地更换滚刀。
一方面，本发明实施例提出了一种滚刀固定装置，其包括：固定座，包括固定部和与固定部连接的转轴；刀架组件，包括对应不同型号的滚刀的刀轴设置的两个以上的刀架，两个以上的刀架可更换地安装于固定部，且每个刀架分别与固定部可拆卸式连接；每个刀架包括一体成型的插接部和套接部，每个刀架的插接部与固定部相耦合，每个刀架的套接部相异，用于容纳不同型号的滚刀的刀轴，以使对应型号的滚刀的刀轴与转轴同轴地固定于固定座。
根据本发明实施例的一个方面，固定部具有容纳凹槽，两个以上的刀架的插接部具有与容纳凹槽相适配的外轮廓，插接部能够可拆卸地插接于容纳凹槽，以使插接部与固定部相耦合。
根据本发明实施例的一个方面，固定部至少在转轴的轴向上设置有与容纳凹槽连通的第一开口，以使插接部通过第一开口可拆卸地插接于容纳凹槽。
根据本发明实施例的一个方面，固定部在转轴的轴向上设置有与容纳凹槽连通的第一开口，并且在垂直于轴向的第一方向上设置有与容纳凹槽连通的第二开口，以使插接部通过第二开口可拆卸地插接于容纳凹槽。
根据本发明实施例的一个方面，刀架的套接部设置为在轴向上贯穿刀轴的至少一个侧面的盲槽或通槽，以使滚刀的刀轴容纳于套接部。
根据本发明实施例的一个方面，刀架在第一方向上进一步设置有与套接部连通的第三开口。
根据本发明实施例的一个方面，滚刀固定装置进一步包括盖体，刀架的插接部沿第一方向的高度尺寸大于容纳凹槽沿第一方向的深度尺寸，盖体固定于固定部的第二开口所在的端面，以将容纳有刀轴的刀架过盈地封装于容纳凹槽内。
根据本发明实施例的一个方面，滚刀固定装置进一步包括弹性垫，弹性垫通过刀架的第三开口设置于盖体与刀轴之间。
根据本发明实施例的一个方面，刀架在第三开口所在的端面上进一步设置有装配工艺孔。
另一方面，本发明实施例还提出了一种滚刀测量装置，包括如前所述的一对滚刀固定装置，一对滚刀固定装置设置于对应型号的待测滚刀的轴向两侧，刀架的套接部容纳对应型号的待测滚刀的刀轴，刀架的插接部可拆卸地连接至固定座的固定部，以使一对滚刀固定装置的转轴支撑并带动待测滚刀转动；和检测装置，设置于待测滚刀的径向以在待测滚刀转动过程中进行检测。
另一方面，本发明实施例还提出了一种用于如前所述的滚刀测量装置的滚刀更换方法，包括：提供一组刀架组件，刀架组件包括对应不同型号的滚刀的刀轴设置的n个刀架；从刀架组件中选取与第i个待测滚刀的型号对应的第i个刀架，其中1≦i<n；将第i个刀架安装至滚刀测量装置的固定座中，并将第i个待测滚刀的刀轴安装至第i个刀架，以进行检测；检测完毕后，从滚刀测量装置的固定座中拆下第i个待测滚刀和第i个刀架；从刀架组件中选取与第i+1个待测滚刀的型号对应的第i+1个刀架；将第i+1个刀架安装至滚刀测量装置的固定座中，并将第i+1个待测滚刀的刀轴安装至第i+1个刀架，以进行检测。
本发明实施例提供的滚刀固定装置，通过设置能够容纳多种型号的滚刀的刀轴的刀架组件和能够与刀架组件中的每一个刀架可拆卸地连接的固定座，实现了多种型号滚刀的固定，且组装、拆卸简单。另外，本发明实施例提供的滚刀测量装置采用了如前所述的滚刀固定装置，更换滚刀时只需要更换与滚刀的刀轴连接的刀架即可，而不必拆卸固定滚刀的所有部件，并且刀架与滚刀的型号一一对应，可以简单、快速、准确地更换滚刀，提高了滚刀的检测效率。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1为本发明实施例提供的一种滚刀固定装置与滚刀组装后的局部分解结构示意图；
图2为图1所示的滚刀固定装置中的多个刀架组成的刀架组件的结构示意图；
图3为图1所示的滚刀固定装置的纵向剖切结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种滚刀测量装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种滚刀更换方法的流程框图。
其中：
10-固定座；11-固定部；11a-容纳凹槽；11b-第一开口；11c-第二开口；11d-螺纹孔；12-转轴；20-刀架组件；20a、20b、20c、20d、20e-刀架；21-插接部；22-套接部；22a-第三开口；22b-装配工艺孔；30-盖体；31-通孔；32-紧固件；
100-滚刀固定装置；200-检测装置；h-滚刀；s-刀轴。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的滚刀固定装置及滚刀测量装置的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图5对本发明实施例的滚刀固定装置、滚刀测量装置及滚刀更换方法进行详细描述。
请一并参阅图1和图2，本发明实施例提出了一种滚刀固定装置100，包括：固定座10和刀架组件20。
固定座10包括固定部11和与固定部11连接的转轴12。转轴12可以与固定部11一体加工成型，或者通过螺钉、键、焊接等各种方式装配为一体。
刀架组件20包括对应不同型号的滚刀h的刀轴s设置的两个以上的刀架，如图2所示，刀架组件20可以包括例如但不限于20a、20b、20c、20d、20e五个刀架，两个以上的刀架可更换地安装于固定部11，且每个刀架分别与固定部11可拆卸式连接。
每个刀架包括一体成型的插接部21和套接部22，每个刀架的插接部21与固定部11相耦合，每个刀架的套接部22相异，用于容纳不同型号的滚刀h的刀轴s，以使对应型号的滚刀h的刀轴s与转轴12同轴地固定于固定座10。由于每种型号的滚刀h的刀轴s的形状及尺寸不同，在实际使用中，每个刀架上可以设置有与滚刀的型号一一对应的标记，如图2中刀架20a、20b、20c、20d、20e上分别标记有a、b、c、d、e，防止刀架在使用中被误选，导致滚刀的刀轴装配及拆卸困难。
本发明实施例提供的滚刀固定装置100，通过设置能够容纳多种型号的滚刀h的刀轴s的刀架组件20和能够与刀架组件20中的每一个刀架21可拆卸地连接的固定座10，实现了多种型号滚刀的固定，且组装、拆卸简单。
下面结合附图详细描述滚刀固定装置100的各部件的具体结构。
再次参阅图1，固定座10的固定部11具有容纳凹槽11a，两个以上的刀架的插接部21具有与容纳凹槽11a相适配的外轮廓，外轮廓的横截面形状可以为方形、圆弧等各种形状，容纳凹槽11a相应地设置为方形槽、圆弧槽等，插接部21能够可拆卸地插接于容纳凹槽11a，以使插接部21与固定部11相耦合。
根据本发明的示例性实施例，插接部21为与容纳凹槽11a相适配的刀架的整个外轮廓。可以理解的是，插接部21也可以为与容纳凹槽11a相适配的刀架的部分外轮廓，此处不作限制。
进一步地，固定部11至少在转轴12的轴向上设置有与容纳凹槽11a连通的第一开口11b，以使插接部21通过第一开口11b可拆卸地插接于容纳凹槽11a。
根据本发明的示例性实施例，以刀架组件20中的一个刀架20a可拆卸地连接至固定座10的固定部11为例，优选地，固定部11在转轴12的轴向上设置有与容纳凹槽11a连通的第一开口11b，并且在垂直于轴向的第一方向上设置有与容纳凹槽11a连通的第二开口11c，以使刀架20a的插接部21通过第二开口11c可拆卸地插接于容纳凹槽11a。
刀架20a的套接部22设置为在轴向上贯穿刀轴s的至少一个侧面的盲槽或通槽，以使滚刀h的刀轴s沿轴向置入套接部22中。
根据本发明的示例性实施例，优选地，刀架20a在第一方向上进一步设置有与套接部22连通的第三开口22a。刀轴s可以通过第三开口22a置入套接部22中。由于滚刀h较重，通常将滚刀h水平放置，故通过第三开口22a将刀轴置入套接部22的方式相对于沿轴向置入套接部22中的方式来说，对于滚刀h的刀轴s的组装和拆卸更为便利。
请一并参阅图1和图3，为了方便地组装和拆卸滚刀h的刀轴s，同时保证滚刀h的装配精度，防止刀轴s相对固定座10转动，本发明实施例提供的滚刀固定装置100进一步包括盖体30，刀架20a的插接部21沿第一方向的高度尺寸大于容纳凹槽11a沿第一方向的深度尺寸，盖体30固定于固定部11的第二开口11c所在的端面，以将容纳有刀轴s的刀架20a过盈地封装于容纳凹槽11a内。例如，插接部21沿第一方向的高度尺寸比容纳凹槽11a沿第一方向的深度尺寸高出距离h，距离h一般可以取为0.1～0.5mm。
盖体30上间隔设置有多个通孔31，第二开口11c所在的端面上设置有对应于通孔31的螺纹孔11d，盖体30通过紧固件32依次穿过通孔31和螺纹孔11d而固定至第二开口11c所在的端面。通孔31和螺纹孔11c的数量相等，例如4个。
由于刀架20a的插接部21需要与容纳凹槽11a过盈配合，并且需要经常从容纳凹槽11a中拆卸更换，优选地，刀架20a的套接部22在第三开口22a所在的端面上可以进一步设置有装配工艺孔22b。装配工艺孔22b内可以置入拆卸工具，从而借助外力便于将刀架20a从容纳凹槽11a中取出或者将刀架20a置入容纳凹槽11a。
另外，刀轴s容纳于刀架20a的套接部22与盖体30之间，为了防止刀轴s在套接部22内沿着第一方向窜动，本发明实施例提出的滚刀固定装置100还可以包括弹性垫(图中未示出)，弹性垫通过刀架20a的第三开口22a设置于盖体30与刀轴s之间。一方面，可以防止刀轴s相对于固定座10窜动影响装配精度，另一方面，也可以防止刀轴s的表面被盖体30划伤。
由此，将滚刀h的刀轴s固定至滚刀固定装置100中时，先将刀架20a的插接部21通过第二开口11c置入容纳凹槽11a中，再将滚刀h的刀轴s放入刀架20a的套接部22内，将弹性垫通过第三开口22a放置于刀轴s上，最后将盖体30通过紧固件32固定至固定部11的第二开口11c所在的端面。
参阅图4，本发明实施例还提出了一种滚刀测量装置，包括：如前所述的一对滚刀固定装置100和检测装置200。
一对滚刀固定装置100设置于对应型号的待测滚刀h的轴向两侧，刀架的套接部22容纳对应型号的待测滚刀h的刀轴s，刀架的插接部21可拆卸地连接至固定座10的固定部11，以使一对滚刀固定装置100的转轴12支撑并带动待测滚刀h转动。
检测装置200设置于待测滚刀h的径向以在待测滚刀h转动过程中进行检测。
本发明实施例提供的滚刀测量装置采用了如前所述的滚刀固定装置100，更换滚刀时只需要更换与待测滚刀h的刀轴s连接的刀架即可，而不必拆卸固定滚刀的所有部件，并且刀架与滚刀的型号一一对应，可以简单、快速、准确地更换滚刀，提高了滚刀的检测效率。
可以理解的是，本发明实施例提供的滚刀固定装置可以应用于任何需要经常更换不同滚刀的场合，而不限于本发明实施例中的滚刀测量装置。
参阅图5，本发明实施例还提出了一种用于如前所述的滚刀测量装置的滚刀更换方法，包括：
步骤s1：提供一组刀架组件，刀架组件包括对应不同型号的滚刀的刀轴设置的n个刀架；
步骤s2：从刀架组件中选取与第i个待测滚刀的型号对应的第i个刀架，其中1≦i<n；
步骤s3：将第i个刀架安装至滚刀测量装置的固定座中，并将第i个待测滚刀的刀轴安装至第i个刀架，以进行检测；
步骤s4：检测完毕后，从滚刀测量装置的固定座中拆下第i个待测滚刀和第i个刀架；
步骤s5：从刀架组件中选取与第i+1个待测滚刀的型号对应的第i+1个刀架；
步骤s6：将第i+1个刀架安装至滚刀测量装置的固定座中，并将第i+1个待测滚刀的刀轴安装至第i+1个刀架，以进行检测。
本发明实施例提供的滚刀更换方法，更换滚刀时只需要更换与待测滚刀h的刀轴s连接的刀架即可，而不必拆卸固定滚刀的所有部件，并且刀架与滚刀的型号一一对应，可以简单、快速、准确地更换滚刀，提高了滚刀的检测效率。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。