一種用于檢測(cè)鋼構(gòu)體磨損量的元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于鋼構(gòu)體磨損量的檢測(cè)元件，尤其是涉及一種適用于盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)刀盤、刀具或其他處于磨損狀態(tài)且無(wú)法直接人工測(cè)量的鋼構(gòu)件磨損的檢測(cè)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)施工掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)刀盤的正面、刀盤邊周鋼構(gòu)體、刀具磨損情況和磨損量的檢測(cè)，一方面可以合理控制和管理盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)掘進(jìn)施工的參數(shù)，如有效推力、刀具貫入度、土體改良措施，及其他輔助施工管理等，實(shí)現(xiàn)高效的推進(jìn)施工；另一方面可以降低在掘進(jìn)過(guò)程中因地層突變或遇到異常物體，造成無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)刀盤、刀具異常磨損的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)準(zhǔn)確判斷換刀時(shí)機(jī)，優(yōu)化刀具使用的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高施工的安全系數(shù)。
[0003]國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段對(duì)刀盤或刀具的磨損規(guī)律還無(wú)法完全掌握，刀盤、刀具磨損的實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)水平不夠，刀具更換復(fù)雜困難、成本高，是影響整個(gè)工程的質(zhì)量和工期的重要因素之一。因此，如何實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)刀盤、掘削刀具磨損情況，是影響盾構(gòu)法或頂管法施工的一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
[0004]目前，鋼構(gòu)體，尤其是盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)刀具磨損的檢測(cè)方法主要有開倉(cāng)檢查，刀具磨損感應(yīng)裝置，異味添加劑，掘進(jìn)參數(shù)分析等。
[0005]開倉(cāng)檢查的方法最為直接有效，但存在較高的風(fēng)險(xiǎn)，通常需要進(jìn)行帶壓作業(yè)，可能造成開挖面的失穩(wěn)坍塌、影響隧道周邊建筑物的安全甚至造成人員傷亡。
[0006]異味添加劑在土壓平衡盾構(gòu)和泥水盾構(gòu)中效果不佳，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的磨損量檢測(cè)。
[0007]刀具磨損感應(yīng)裝置常用液壓式，液壓式磨損檢測(cè)裝置只能實(shí)現(xiàn)單個(gè)磨損高度的檢測(cè)，即磨損到設(shè)定高度，液壓管路泄壓報(bào)警，對(duì)于設(shè)定磨損高度前后的磨損過(guò)程和磨損情況不得而知，無(wú)法準(zhǔn)確指導(dǎo)施工參數(shù)的設(shè)定和掘進(jìn)方案的編制。
[0008]中國(guó)專利CN102287199A公開了一種盾構(gòu)機(jī)用電流斷電感應(yīng)式多級(jí)磨損檢測(cè)刀具，包括主刀刃、保護(hù)刃、刀體和耐磨層，具中所述刀體上鉆有檢測(cè)孔，所述檢測(cè)孔的底部延伸至主刀刃與保護(hù)刃之間，所述檢測(cè)孔內(nèi)設(shè)有多根呈階梯狀分布的相互絕緣的導(dǎo)線，多個(gè)并聯(lián)的檢測(cè)電路將多根所述導(dǎo)線分別與一 LED燈連接。當(dāng)?shù)毒叩闹鞯度泻捅Ｗo(hù)刃發(fā)生磨損而使所述多根階梯狀分布的導(dǎo)線依次被磨斷時(shí)，與所述的多根導(dǎo)線通過(guò)電路連接的LED依次熄滅，即可直觀地判斷刀具的磨損程度。該專利僅是一個(gè)具有檢測(cè)能力的專用刀具，起檢測(cè)作用的多根呈階梯狀分布的相互絕緣的導(dǎo)線，在該導(dǎo)線磨斷后反映刀具磨損的狀態(tài)。發(fā)明專利權(quán)利說(shuō)明中沒(méi)有明確該發(fā)明所反映的磨損量是多少長(zhǎng)度單位，即該發(fā)明所檢測(cè)的磨損量是一個(gè)大致的檢測(cè)數(shù)據(jù)，不能準(zhǔn)確反映刀具真實(shí)的磨損量；該發(fā)明權(quán)利說(shuō)明需通過(guò)刀盤固定軸上的導(dǎo)電盤方可將磨損信號(hào)反映至相關(guān)的指示裝置上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，磨損量信息獲取及時(shí)，能有效體現(xiàn)鋼構(gòu)體磨損的過(guò)程的檢測(cè)元件，該檢測(cè)元件適用于盾構(gòu)體或頂管機(jī)的刀具或刀盤鋼板等處于磨損狀態(tài)且無(wú)法直接人工測(cè)量的鋼構(gòu)件的磨損量的檢測(cè)。
[0010]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0011]一種用于檢測(cè)鋼構(gòu)體磨損量的元件，設(shè)置在鋼構(gòu)體的檢測(cè)孔中，該元件包括通過(guò)導(dǎo)電段數(shù)檢測(cè)鋼構(gòu)體磨損量的多段式導(dǎo)電板，其頂端與鋼構(gòu)體的磨損端面齊平；該多段式導(dǎo)電板為印刷線路板，其表面沿鋼構(gòu)體的磨損方向設(shè)置多個(gè)呈齒狀布置的橫置銅箔導(dǎo)線，橫置銅箔導(dǎo)線通過(guò)縱置銅箔導(dǎo)線依次連接，橫置銅箔導(dǎo)線的自由端分別與多芯電纜的線芯連接，多芯電纜連接電子設(shè)備。
[0012]所述的印刷線路板為鋁基雙面印刷線路板，其正面和反面分別沿鋼構(gòu)體的磨損方向設(shè)置多個(gè)呈齒狀布置的橫置銅箔導(dǎo)線，正面和反面的最底端的橫置銅箔導(dǎo)線在印刷線路板的正面的正投影重疊，二者通過(guò)金屬化孔或其他印刷線路板處理工藝連接，其余的橫置銅箔導(dǎo)線在印刷線路板的正面的正投影不重疊，正面和反面的橫置銅箔導(dǎo)線分別通過(guò)一根縱置銅箔導(dǎo)線依次連接，所述的橫置銅箔導(dǎo)線的自由端分別與多芯電纜的線芯連接，多芯電纜連接電子設(shè)備。
[0013]相鄰的兩個(gè)正投影對(duì)應(yīng)的銅箔導(dǎo)線分別位于正面和反面，且相鄰兩個(gè)正投影之間的間距相等，該間距與橫置銅箔導(dǎo)線的寬度相等。
[0014]印刷線路板正面和反面的橫置銅箔導(dǎo)線在印刷線路板正面的正投影的數(shù)量為5?99，相鄰兩個(gè)正投影之間的間距為0.2?10mm。
[0015]印刷線路板正面和反面的橫置銅箔導(dǎo)線在印刷線路板正面的的正投影的數(shù)量為41?59，相鄰兩個(gè)正投影之間的間距為0.5?1.5mm。
[0016]每個(gè)橫置銅箔導(dǎo)線有兩個(gè)自由端，每個(gè)橫置銅箔導(dǎo)線與多芯電纜的一個(gè)線芯連接。
[0017]該元件還包括固定支架和圓柱形不銹鋼外殼，該固定支架與印刷線路板呈十字交叉連接，置于所述的圓柱形不銹鋼外殼內(nèi)。
[0018]所述的圓柱形不銹鋼外殼內(nèi)的空隙填充環(huán)氧樹脂。
[0019]所述的鋼構(gòu)體為盾構(gòu)機(jī)或頂管機(jī)的刀具或刀盤鋼板，所述的多芯電纜通過(guò)檢測(cè)孔穿過(guò)刀具的底部，延伸固定在刀盤指定位置，并通過(guò)盾構(gòu)機(jī)或頂管機(jī)的刀盤的中心回轉(zhuǎn)上的預(yù)留孔延伸至盾構(gòu)機(jī)或頂管機(jī)的中心回轉(zhuǎn)軸承的頂部，接入專門的電子設(shè)備中。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021](1)本實(shí)用新型專利采用多段測(cè)量，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)刀盤、刀具磨損的連續(xù)檢測(cè)，配以專門的電子設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)刀盤、刀具磨損的在線檢測(cè)。
[0022](2)刀具磨損量的檢測(cè)，現(xiàn)有的方法復(fù)雜、所獲的信息單一且不準(zhǔn)確；或存在較高的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于刀盤刀具的磨損過(guò)程和磨損情況不得而知或知而不詳，無(wú)法準(zhǔn)確指導(dǎo)施工參數(shù)的設(shè)定和掘進(jìn)方案的編制。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，磨損量信息獲取及時(shí)，能有效體現(xiàn)刀具磨損的過(guò)程，可采用直接測(cè)量或接入專門電子裝置，將刀具的磨損量及時(shí)反饋給盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)的操作或施工管理人員，以便及時(shí)調(diào)整施工方案，消除刀盤刀具的不當(dāng)磨損，消除施工隱患，提高了盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)掘進(jìn)施工的效率。
[0023]本實(shí)用新型專利采用精確制作的印刷線路板，其印刷的銅箔有著精確的物理量值，可以準(zhǔn)確反映受磨損的鋼構(gòu)體磨損長(zhǎng)度的物理量，由于是獨(dú)立的檢測(cè)元件，可以無(wú)束縛地安裝在所需檢測(cè)的地方，如刀具內(nèi)、刀盤邊周的鋼板內(nèi)等等。本實(shí)用新型專利獲得的磨損值是一個(gè)確定值，不是專利CN102287199A所獲得的大概性的磨損，獨(dú)立的元件便于安裝，沒(méi)有導(dǎo)電盤的束縛，配以專用電子裝置即可獲得準(zhǔn)確的磨損值。
[0024]本實(shí)用新型不僅是可以檢測(cè)刀具的磨損，也可以檢測(cè)刀盤鋼板，特別是刀盤邊周鋼板的磨損，可以延伸應(yīng)用到其他處于磨損狀態(tài)、無(wú)法直接人工測(cè)量且需要檢測(cè)磨損的地方，本實(shí)用新型專利所述的檢測(cè)磨損量的元件是一個(gè)可以準(zhǔn)確反映磨損長(zhǎng)度物理量的檢測(cè)元件，最小的長(zhǎng)度物理量可以達(dá)到0.4mm ;本實(shí)用新型專利所述的檢測(cè)磨損量的元件可以安裝在任何合適的需要檢測(cè)的地方，采用安裝孔安裝并固定即可，沒(méi)有導(dǎo)電盤的束縛，使用方便。
[0025]本實(shí)用新型采用的鋁基雙面印刷線路板可以獲得良好的導(dǎo)熱和散熱能力以消除磨損產(chǎn)生的熱量對(duì)其性能造成影響；而且橫置銅箔導(dǎo)線有兩個(gè)自由端，具體情況可以根據(jù)方便布置線芯的原則選擇兩個(gè)自由端中的某個(gè)自由端與多芯電纜的一個(gè)線芯連接；固定支架使得線芯布置又多了兩個(gè)可以走線的路徑，方便走線，而且固定支架也使得印刷線路板在圓柱形不銹鋼內(nèi)固定的更牢固。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2-1為雙面鋁基印刷線路板的正面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2_2為雙面招基印刷線路板的反面的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖2-3為固定支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型的外形的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本實(shí)用新型的電氣原理示意圖；
[0033]圖6為本實(shí)用新型應(yīng)用于盾構(gòu)機(jī)的刀具的安裝示意圖；
[0034]圖7為本實(shí)用新型應(yīng)用于頂管機(jī)的刀具的安裝示意圖；
[0035]圖8為本實(shí)用新型應(yīng)用于刀盤鋼板的安裝示意圖；
[0036]圖9為本實(shí)用新型連接萬(wàn)用表的不意圖；
[0037]圖10為本實(shí)用新型連接電子設(shè)備的示意圖。
[0038]圖中，1為圓柱形不銹鋼外殼，2為多芯電纜，21為線芯，3為鋁基雙面印刷線路板，31為印刷線路板正面，32為印刷線路板反面，33為橫置銅箔導(dǎo)線，34為縱置銅箔導(dǎo)線，4為固定支架，5為環(huán)氧樹脂，6為PVC薄膜，7為刀具，81為萬(wàn)用表，82為專用電子設(shè)備，9為刀盤鋼板。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0040]實(shí)施例1
[0041]用于檢測(cè)鋼構(gòu)體磨損量的元件，如圖1、圖3和圖4所示，包括通過(guò)導(dǎo)電段數(shù)檢測(cè)鋼構(gòu)體磨損量的多段式導(dǎo)電板，該多段式導(dǎo)電板為鋁基雙面印刷線路板3，印刷線路板正面31和印刷線路板反面32分別沿鋼構(gòu)體的磨損方向設(shè)置13個(gè)呈齒狀布置的橫置銅箔導(dǎo)線33，印刷線路板正面31和印刷線路板反面32的最底端的橫置銅箔導(dǎo)線33在印刷線路板正面3