盾尾刷工作性能的自动化检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种盾尾刷工作性能的自动化检测装置及方法。该装置包括机座、设置于机座台面上的步进电机、由螺栓固定于滑动台座的盾尾刷、激光测距装置、智能计数器、齿轮组、浆液喷涂管路、压力泵、喷嘴和数显倾角盒，以及设置于机座台面的工作圆盘。步进电机自动化控制其顶出长度，通过位移控制实现盾尾刷和工作圆盘的多级接触模式，激光测距装置测量盾尾刷固定端到工作圆盘的距离，智能计数器记录工作圆盘在设定时间内所转动圈数，数显倾角盒测量盾尾刷在测试过程中产生的永久性变形。本发明专利技术装置能够较为真实地模拟盾构机在复杂施工环境下正常运行以及调整姿态时盾尾刷的永久变形和磨损情况，可以对盾尾刷的工作性能做出综合评价。

【技术实现步骤摘要】
盾尾刷工作性能的自动化检测装置及方法
本专利技术涉及盾构
，尤其涉及一种盾尾刷工作性能的自动化检测装置及方法。
技术介绍
近些年来，我国城市轨道交通建设在不断升温，因此作为现代化、机械化的施工设备盾构机的需求也在持续增长。盾尾刷是盾构机在掘进过程中保障施工安全、保证施工质量的重要组成部分。同时，盾尾刷也是一种消耗品，根据调查发现目前的盾尾刷行业内还没有切实有效地模拟真实施工条件下盾尾刷永久性变形以及磨损的试验设备，因此无法严格管控盾尾刷的品质，从而也给施工安全埋下隐患。目前，现有技术中还没有一种有效地测量盾尾刷工作性能的方法。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种盾尾刷工作性能的自动化检测装置及方法，以克服现有技术的问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。根据本专利技术的一个方面，提供了一种盾尾刷工作性能的自动化检测装置，包括机座、设置于机座台面上的步进电机、由螺栓固定于滑动台座的盾尾刷、激光测距装置、智能计数器、齿轮组、浆液喷涂管路、压力泵、喷嘴和数显倾角盒，以及可转动的设置于机座台面的工作圆盘，所述工作圆盘在固定于机座下方的电机带动下依靠齿轮组沿着竖直轴转动；所述步进电机自动化控制其顶出长度，通过位移控制实现盾尾刷和工作圆盘的多级接触模式，所述激光测距装置测量盾尾刷的固定端到所述工作圆盘的距离，所述智能计数器记录所述工作圆盘在设定时间内的转动圈数，所述数显倾角盒测量盾尾刷在测试过程中产生的永久性变形。优选地，所述装置还包括：浆料储存桶、浆液回收管路和回收皿，所述浆液回收管路连接回收皿和浆料储存桶，用于将喷涂后滴落的浆液回收进浆料储存桶。优选地，所述装置还包括：有机玻璃罩，所述有机玻璃罩布置在所述工作圆盘和所述盾尾刷的活动区域。优选地，所述齿轮组由大小两齿轮构成，大齿轮连接工作圆盘，小齿轮连接电机传动轴。优选地，所述浆液喷涂管路由两条支管和两条主管构成，所述两条支管分别布置于机座台面的两侧，机座台面的两端连接喷嘴与主管。优选地，所述喷嘴置于盾尾刷的内、外两侧，检测试验进行时通过所述喷嘴向盾尾刷处注入浆料，模拟盾构同步注浆环境，通过调整浆料组合来控制盾尾刷与工作圆盘的接触环境。优选地，所述接触环境分为四类，A类为注浆环境，向盾尾刷处注入水泥砂浆，模拟盾构同步注浆环境；B类为土水环境，向盾尾刷处注入土水、海水或者淡水，模拟注浆不及时或注浆量不足时盾尾刷接触到的土水土水、海水或者淡水环境；C类为油脂环境，模拟盾尾刷内侧密封油脂；D类为组合工况，根据实际需求对上述A类、B类和C类工况进行组合。优选地，所述工作圆盘由外层呈环形的可替换混凝土块以及内层支撑钢架组成，所述内层支撑钢架由均匀分布的六根钢辐条以及固定钢辐条的钢圆环组成。优选地，所述接触模式设定为三级，I级模式为理想接触状态，即盾构机与管片均匀接触，盾尾间隙周向保持一致；Ⅱ级模式为常规接触状态，还原盾尾刷和管片之间的实际状态，由30％均匀接触+70％偏压构成，偏压量预设为极限值的90％；Ⅲ级模式为偏压接触状态，盾尾刷全程保持偏压状态，偏压量预设为极限值的90％。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种盾尾刷工作性能的自动化检测试验方法，其特征在于，适用于所述的装置，包括以下步骤：A、设定试验参数，所述试验参数包括工作圆盘的运行参数、盾尾刷与工作圆盘的接触模式参数以及接触环境参数；B、调试以及标定激光测距装置、智能计数器和数显倾角盒；C、启动步进电机，将盾尾刷置于预定位置并固定；D、进行盾尾刷与管片接触模拟；D1、启动电机，使工作圆盘旋转速度到达预设值；启动压力泵，喷嘴向盾尾刷与工作圆盘接触处喷射浆料；试验过程中透过有机玻璃罩观察，根据激光测距装置、数显倾角盒的所显数据判断盾尾刷与工作圆盘是否持续产生有效接触，若工作圆盘混凝土块发生磨损则停机、更换混凝土块，而后开机继续试验；D2、根据工作圆盘的旋转时间，结合智能计数器记录的工作圆盘所转圈数判断已经达到预定接触距离后停机，查看激光测距装置以及数显倾角盒的试验数据，记录下盾尾刷的磨损量、永久性变形值，以及盾尾刷与工作圆盘的接触状态：有效接触、不完全接触或完全脱离，若试验中途更换过混凝土块，则记录试验时间以及更换次数，一组实验结束；E、改变接触模式参数或接触环境参数，重复执行B-D2步骤，记录并整理试验数据，直至试验结束。盾尾刷工作性能的自动化检测装置，包括机座、设置于机座台面上的步进电机、由螺栓固定于滑动台座的盾尾刷、激光测距装置、智能计数器、齿轮组、浆液喷涂管路、压力泵、喷嘴和数显倾角盒，以及可转动的设置于机座台面的工作圆盘，所述工作圆盘在固定于机座下方的电机带动下依靠齿轮组沿着竖直轴转动；所述步进电机自动化控制其顶出长度，通过位移控制实现盾尾刷和工作圆盘的多级接触模式，所述激光测距装置测量盾尾刷固定端到工作圆盘的距离，所述智能计数器记录工作圆盘在设定时间内所转动圈数，所述数显倾角盒测量盾尾刷在测试过程中产生的永久性变形。优选地，所述装置还包括：浆料储存桶、浆液回收管路和回收皿，所述浆液回收管路连接回收皿和浆料储存桶，用于将喷涂后滴落的浆液回收进浆料储存桶。优选地，所述装置还包括：有机玻璃罩，所述有机玻璃罩布置在工作圆盘以及盾尾刷活动区域。优选地，所述齿轮组由大小两齿轮构成，大齿轮连接工作圆盘，小齿轮连接电机传动轴。优选地，所述浆液喷涂管路由两条支管和两条主管构成，所述两条支管分别布置于机座台面两侧，其两端连接喷嘴与主管。优选地，所述喷嘴置于盾尾刷的内、外两侧，检测试验进行时通过所述喷嘴向盾尾刷处注入浆料，模拟盾构同步注浆环境，通过调整浆料组合来控制盾尾刷与工作圆盘的接触环境。优选地，所述接触环境分为四类，A类为注浆环境，向盾尾刷处注入水泥砂浆，模拟盾构同步注浆环境；B类为土水环境，向盾尾刷处注入土水、海水或者淡水，模拟注浆不及时或注浆量不足时盾尾刷接触到的土水土水、海水或者淡水环境；C类为油脂环境，模拟盾尾刷内侧密封油脂；D类为组合工况，根据实际需求对上述A类、B类和C类工况进行组合。优选地，所述工作圆盘由外层呈环形的可替换混凝土块以及内层支撑钢架组成，所述内层支撑钢架由均匀分布的六根钢辐条以及固定钢辐条的钢圆环组成。优选地，所述接触模式设定为三级，I级模式为理想接触状态，即盾构机与管片均匀接触，盾尾间隙周向保持一致；Ⅱ级模式为常规接触状态，还原盾尾刷和管片之间的实际状态，由30％均匀接触+70％偏压构成，偏压量预设为极限值的90％；Ⅲ级模式为偏压接触状态，盾尾刷全程保持偏压状态，偏压量预设为极限值的90％。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种盾尾刷工作性能的自动化检测方法，适用于所述的装置，包括以下步骤：A、设定试验参数，所述试验参数包括工作圆盘运行参数、盾尾刷与工作圆盘的接触模式参数以及接触环境参数；B、调试以及标定激光测距装置、智能计数器和数显倾角盒；C、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾尾刷工作性能的自动化检测装置，其特征在于：包括机座、设置于机座台面上的步进电机、由螺栓固定于滑动台座的盾尾刷、激光测距装置、智能计数器、齿轮组、浆液喷涂管路、压力泵、喷嘴和数显倾角盒，以及可转动的设置于机座台面的工作圆盘，所述工作圆盘在固定于机座下方的电机带动下依靠齿轮组沿着竖直轴转动；/n所述步进电机自动化控制其顶出长度，通过位移控制实现盾尾刷和工作圆盘的多级接触模式，所述激光测距装置测量盾尾刷的固定端到所述工作圆盘的距离，所述智能计数器记录所述工作圆盘在设定时间内的转动圈数，所述数显倾角盒测量盾尾刷在测试过程中产生的永久性变形。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾尾刷工作性能的自动化检测装置，其特征在于：包括机座、设置于机座台面上的步进电机、由螺栓固定于滑动台座的盾尾刷、激光测距装置、智能计数器、齿轮组、浆液喷涂管路、压力泵、喷嘴和数显倾角盒，以及可转动的设置于机座台面的工作圆盘，所述工作圆盘在固定于机座下方的电机带动下依靠齿轮组沿着竖直轴转动；
所述步进电机自动化控制其顶出长度，通过位移控制实现盾尾刷和工作圆盘的多级接触模式，所述激光测距装置测量盾尾刷的固定端到所述工作圆盘的距离，所述智能计数器记录所述工作圆盘在设定时间内的转动圈数，所述数显倾角盒测量盾尾刷在测试过程中产生的永久性变形。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：浆料储存桶、浆液回收管路和回收皿，所述浆液回收管路连接回收皿和浆料储存桶，用于将喷涂后滴落的浆液回收进浆料储存桶。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：有机玻璃罩，所述有机玻璃罩布置在所述工作圆盘和所述盾尾刷的活动区域。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述齿轮组由大小两齿轮构成，大齿轮连接工作圆盘，小齿轮连接电机传动轴。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浆液喷涂管路由两条支管和两条主管构成，所述两条支管分别布置于机座台面的两侧，机座台面的两端连接喷嘴与主管。


6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴置于盾尾刷的内、外两侧，检测试验进行时通过所述喷嘴向盾尾刷处注入浆料，模拟盾构同步注浆环境，通过调整浆料组合来控制盾尾刷与工作圆盘的接触环境。


7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述接触环境分为四类，A类为注浆环境，向盾尾刷处注入水泥砂浆，模拟盾构同步注浆环境；B类为土水环境，向盾尾刷处注入土水、海水或者淡水，模拟注浆不及时或注浆量不足时盾尾刷接触到的土水土水、海水或者淡水环境；C类为油脂环境，模拟盾尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：金大龙，袁大军，葛鹏，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11