一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置及系统的制作方法

本发明涉及盾构机，具体是一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置及系统。

背景技术：

1、盾构机下井始发时，刀盘上的刀具基本都是在地面或者出厂时安装，安装刀具期间会根据图纸上标注的扭力，使用气动扳手以及扭力扳手打紧，虽说静态下可把刀盘刀具全部打紧，但是刀盘安装在盾体上后，破除围护桩时，刀具受力，动态下，就会出现不同程度的松动，那么这时若不安排人员复紧，那么极有可能在掘进时，刀具掉落。若是安排人员进仓复紧，由于施工条件的不便，以及不能长时间在仓内工作，也会出现复紧不到位现象。后续施工会大大增加风险，给盾构施工带来了诸多的不利影响。

2、在硬岩地层或者复杂多变地层中，检测滚刀刀具松动或脱落是一件非常困难的事情，由于盾构机施工条件的特殊因素，想要在正常掘进期间检查刀具是否松动，所面临的困难较多，若是在特殊地层，想要开仓检查刀具就要面临：掌子面是否稳定、地层含水量是否过大，管片背部是否有水流入检查区域等因素，检查刀具松动工作，不仅需要耗费大量物力、人力，施工周期也会耽误。

3、专利201810101130.2一种常压换刀刀盘滚刀受力实时监测装置及监测方法，安装一个筒体通过法兰与螺栓连接，螺栓通过导线连接信号调理模块，由模块测算出滚刀压力；

4、专利202021143812.9盾构机滚刀螺栓松动脱落松动实时监测报警装置，是在刀箱内安装一个射频识别电子标签封装模块，通过脱落后被螺旋机排出来，由操作室射频识别电子标签读卡机读取，从而判断出刀具松动；

5、专利202121846043.3一种防止高强度硬岩盾构机滚刀拉紧快掉落的新型装置，是在滚刀螺栓上设置通孔，固定住螺帽，降低螺帽松动脱落现象；

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置及系统，至少以解决上述背景技术中提出的问题之一。

2、本发明的技术方案是：

3、一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，包括：

4、滚刀，所述滚刀包括刀轴和刀圈，所述刀圈套设在所述刀轴上，所述刀轴内开设有通孔；

5、检测机构，所述检测机构包括压力传感器、无线发射模块和检测模块，所述无线发射模块设置在所述刀轴上，所述压力传感器设置于所述刀轴两侧，所述检测模块位于所述刀轴通孔内，所述检测模块与所述压力传感器电连接，所述无线发射模块与所述检测模块电连接；

6、固定块，所述固定块设置刀轴两侧，用于固定所述刀轴，所述固定块压住所述压力传感器。

7、进一步地，所述压力传感器为拉力传感器，压力传感器内部设置有应变片。

8、进一步地，所述检测机构还包括电池，所述电池与所述检测模块、无线发射模块和压力传感器电连接。

9、进一步地，所述压力传感器突出刀轴平面2mm-4mm。

10、进一步地，所述刀轴两侧均设置有第一固定面、第二固定面、第三固定面和第四固定面，所述固定块包括u形块和楔形块，所述刀轴位于所述u形块内，所述刀轴两侧的第一固定面和第二固定面与所述u形块抵靠，所述楔形块抵靠于所述第四固定面。

11、进一步地，所述压力传感器位于所述第一固定面上，所述无线发射模块位于所述第三固定面上。

12、进一步地，所述固定块还包括t形块，所述t形块通过螺栓与所述楔形块连接。

13、进一步地，还包括刀盘，所述滚刀通过固定块固定在刀盘上，所述固定块通过螺栓与所述刀盘固定连接。

14、本发明在此还提出一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警系统，包括权利要求上述的实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，还包括：

15、plc控制箱，所述plc控制箱与所述无线发射模块通过第一无线接收模块无线信号连接；

16、显示系统，所述显示系统设置有第二无线接收模块；

17、控制电箱，所述控制电箱与所述plc控制箱电连接。

18、进一步地，所述控制电箱内设置有电源。

19、本发明通过改进在此提供一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置及系统，与现有技术相比，至少具有如下改进及优点之一：

20、(1)本发明的压力传感器安装在每把滚刀刀轴内部，由内部储能电池供电，做到无线发射、无线传输功能，不影响刀具正常安装工作，前期需要在刀盘辐条面及刀箱上铺设第一无线接收模块。通过第一无线接收模块与刀轴无线发射模块无线连接，把数据信号传输至plc，plc反馈信息回显示系统，操作人员可在操作室实时监测、观察每把滚刀压力变化，从而改变掘进参数或及时发现滚刀松动或脱落问题，规避了风险的同时，提高了施工进度；

21、(2)本发明测压精准，在掘进及停止期间，能快速反馈压力数据变化，反馈回来的信息能正确有效的传递给盾构操作人员，盾构操作人员可根据反馈回来的信息判断掌子面地层情况，以及地质硬岩强度等级分布情况，可直观预测刀盘某个位置刀具易磨损、易松动、易脱落等现象。快速做出反应及对策，减少因滚刀松动或掉落而停机检查或更换刀具产生的不必要时间，也提高了整个项目的施工效益，同时也使设备功效达到最大化。

技术特征：

1.一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，所述压力传感器为拉力传感器，压力传感器内部设置有应变片。

3.根据权利要求2所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，所述检测机构还包括电池，所述电池与所述检测模块、无线发射模块和压力传感器电连接。

4.根据权利要求3所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，所述压力传感器突出刀轴平面2mm-4mm。

5.根据权利要求1所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，所述刀轴两侧均设置有第一固定面、第二固定面、第三固定面和第四固定面，所述固定块包括u形块和楔形块，所述刀轴位于所述u形块内，所述刀轴两侧的第一固定面和第二固定面与所述u形块抵靠，所述楔形块抵靠于所述第四固定面。

6.根据权利要求5所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，所述压力传感器位于所述第一固定面上，所述无线发射模块位于所述第三固定面上。

7.根据权利要求5所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，所述固定块还包括t形块，所述t形块通过螺栓与所述楔形块连接。

8.根据权利要求1所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，其特征在于，还包括刀盘，所述滚刀通过固定块固定在刀盘上，所述固定块通过螺栓与所述刀盘固定连接。

9.一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置，还包括：

10.根据权利要求9所述的一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警系统，其特征在于，所述控制电箱内设置有电源。

技术总结
本发明涉及盾构机技术领域，具体是一种实时检测盾构刀盘滚刀松紧压力报警装置及系统，所述报警装置，包括：滚刀，所述滚刀包括刀轴和刀圈，所述刀圈套设在所述刀轴上，所述刀轴内开设有通孔；检测机构，所述检测机构包括压力传感器、无线发射模块和检测模块；固定块，所述固定块设置刀轴两侧。本发明的压力传感器安装在每把滚刀刀轴内部，不影响刀具正常安装工作。通过第一无线接收模块与刀轴无线发射模块无线连接，能够把数据信号传输至PLC，PLC反馈信息回显示系统，操作人员可在操作室实时监测、观察每把滚刀压力变化，从而改变掘进参数或及时发现滚刀松动或脱落问题，规避了风险的同时，提高了施工进度。

技术研发人员：单晓旭,关维军,蓝伟,李永,赵勋三,林健民,赵永兵,郝毅,程忠成
受保护的技术使用者：中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17