The invention provides a monitoring method for vibration and strain at key positions of cutter head system of full-face rock roadheader, which belongs to the technical field of real-time monitoring for underground construction of full-face rock roadheader. When TBM cutter head system arranges measuring points in key positions, some locations such as internal stiffeners, middle panels, etc. are often difficult to arrange measuring points for them because of bad external environment and complicated internal structure to realize real-time monitoring of vibration and deformation. Therefore, the present invention monitors operation by wireless sensors and strain plates arranged in some locations of TBM cutter head system. Vibration and strain states in the process are received and transmitted based on wireless network protocol, and reasonable prediction of vibration and strain at other locations can be achieved by using the proposed spatial projection prediction model on the basis of measured data.
【技术实现步骤摘要】
全断面岩石掘进机刀盘系统关键位置振动及应变的监测方法
本专利技术涉及一种全断面岩石掘进机刀盘系统关键部位振动及应变监测方法,属于全断面岩石掘进机地下施工实时监测
技术介绍
全断面掘进装备(简称TBM),集机、电、液一体的大型地下施工设备,广泛应用于水利、交通等地下工程建设,其应用范围广泛。由于TBM掘进环境复杂多变,工作环境恶劣,且滚刀破岩时产生的多点冲击载荷,这就会导致TBM产生较为强烈的振动,加之刀盘系统位于TBM最前端,负责主要掘进工作,这就会直接导致刀盘系统一些关键部位的剧烈振动和应力集中,甚至最终产生损伤断裂,因此对TBM刀盘系统的振动和应变监测是非常重要的。但TBM刀盘系统某些位置由于位置和结构限制无法进行直接测量因此对其一些关键位置的间接测量方法成为亟待解决的问题。TBM主机系统主要包含刀盘系统、支撑盾体、驱动电机、主梁、支撑靴等关键部位(图1所示),刀盘系统(如图1a)负责主要掘进工作,但恶劣的载荷条件往往造成TBM刀盘系统剧烈振动,这也增加了其一些关键位置的受力和变形,为了保证掘进正常地进行,必须掌握TBM刀盘系统关键结构部位的振动和应变情况,建立起实时监测系统对其振动和应变情况进行监测,这既可以提醒工程施工人员进行及时的检修,避免进一步的破坏,同时也可以为减振方案的改进以及寿命的估计提供依据。目前国内外对TBM刀盘系统关键位置的振动和应变监测方案相对研究较少。并且由于刀盘系统工作环境地复杂多变,进行测点的布置也较为麻烦。虽也有一些学者做过一定的研究,但亦是采用任意的安全位置来进行测量,且对于难以布置测点的位置未提出合理的预测方 ...
【技术保护点】
1.一种全断面岩石掘进机刀盘系统关键位置振动及应变的监测方法,其特征在于,所用的全断面岩石掘进机刀盘系统关键位置振动和应变监测系统,包含用于测量振动的传感器、用于测量应变的应变计、接受无线信号的无线网关、显示测量数据的计算机、刀盘系统关键位置布置模型和空间投影预测模型;通过布置在刀盘系统易布位置的传感器和应变计来监测相应位置运行过程中的振动和应变状态,同时基于无线网络协议接受传输振动及应变数据,实现对TBM刀盘系统相应位置的实时监测;(1)刀盘系统安全性测点布置方案在刀盘系统人孔、后面板和驱动电机上布置有传感器,在刀盘系统人孔和后面板上布置有应变计,传感器用于检测所在位置的振动情况,应变计用于检测所在位置的应变状态;(2)空间影射预测模型本监测方法针对以上问题提出空间影射预测模型,空间影射预测模型包括振动幅值预测模型和应变的间接测量模型;振动幅值预测模型如下:
【技术特征摘要】
1.一种全断面岩石掘进机刀盘系统关键位置振动及应变的监测方法,其特征在于,所用的全断面岩石掘进机刀盘系统关键位置振动和应变监测系统,包含用于测量振动的传感器、用于测量应变的应变计、接受无线信号的无线网关、显示测量数据的计算机、刀盘系统关键位置布置模型和空间投影预测模型;通过布置在刀盘系统易布位置的传感器和应变计来监测相应位置运行过程中的振动和应变状态,同时基于无线网络协议接受传输振动及应变数据,实现对TBM刀盘系统相应位置的实时监测;(1)刀盘系统安全性测点布置方案在刀盘系统人孔、后面板和驱动电机上布置有传感器,在刀盘系统人孔和后面板上布置有应变计,传感器用于检测所在位置的振动情况,应变计用于检测所在位置的应变状态;(2)空间影射预测模型本监测方法针对以上问题提出空间影射预测模型,空间影射预测模型包括振动幅值预测模型和应变的间接测量模型;振动幅值预测模型如下:其中,n为测点布置数目;Am为待预测点振动响应幅值;K为介质吸振系数,其取值范围为1.2~2....
【专利技术属性】
技术研发人员:霍军周,徐兆辉,孟智超,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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