一种盾构机齿刀光纤磨损检测装置的制作方法

1.本实用新型属于盾构机设备领域，特别涉及一种盾构机齿刀光纤磨损检测装置。


背景技术：

2.随着我国经济的发展，在城市化进程加快的同时，土地稀缺问题也逐渐凸显出来。如何整合土地资源，提高土地利用效率，关乎一个城市的可持续发展。于是，利用盾构施工法来开辟城市地下空间就显得尤为重要。盾构施工方法在工程速度和完成质量上都有明显优势，但也会在施工过程中出现一些问题。在盾构施工中经常出现盾构刀盘刀具磨损严重、破损等情况，甚至发生刀具脱落现象，影响盾构机掘进的速度，增加施工成本。因此，研究盾构机刀具磨损量检测装置，提高盾构机的工作效率具有重要意义。而现有的刀具检测技术只能检测刀具磨损与否，不能检测到刀具磨损的具体数值。同时针对光纤磨损传感器的密封只有密封灌胶的方式，不利于刀具和刀筒的重复安装使用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供盾构机齿刀光纤磨损检测装置，采用光纤光栅技术，实时检测前方刀盘上齿刀的磨损量，通过相关技术手段将刀盘上齿刀磨损量显示出来。
4.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种盾构机齿刀光纤磨损检测装置，其包括齿刀头部，齿刀筒体，齿刀后盖，贯穿于齿刀头部、齿刀筒体、齿刀后盖内的传感器组件，传感器组件包括光纤出线，所述齿刀头部位于前方，齿刀后盖位于后方，所述齿刀筒体内部形成有空腔且后端形成敞口，形成所述空腔的前侧壁上开设有内孔，所述齿刀后盖的外侧开设有外孔，所述检测装置还包括分别安装于所述内孔和外孔上的密封组件，每个所述密封组件包括小径端部与所述内孔或外孔螺纹连接的双头外对丝、设于双头外对丝内的橡胶密封圈以及与所述双头外对丝的大径端部螺纹连接的内丝转外丝件，所述双头外对丝和内丝转外丝件内开设有贯通孔，所述内丝转外丝件将所述橡胶密封圈压紧在所述双头外对丝的后端部内部的贯通孔内，所述橡胶密封圈内设有与所述贯通孔连通的且用于供光纤出线引出的第三出线孔。
5.优化的，所述齿刀头部开设有安装孔和第一出线孔，所述安装孔、所述第一出线孔、所述第二出线孔、内孔按从前到后的顺序依次排列且连通。
6.优化的，所述齿刀后盖的前侧端面上设有与所述外孔连通的中孔，所述中孔位于所述外孔的前侧且位于所述内孔的后方，所述检测装置还包括螺纹连接于所述中孔内的外对丝，所述外对丝和连接在所述内孔上的内丝转外丝件之间设有保护油管，所述保护油管套设于光纤出线上。
7.优化的，所述齿刀后盖的前端部设于所述齿刀筒体的后端部内，且其后端部盖设于所述后端的敞口的周圈。
8.进一步的，所述传感器组件包括光纤出线前端的光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器安装于所述安装孔内。
9.优化的，所述双头外对丝的后端部内的孔的前端直径小后端直径大，所述橡胶密封圈的前端部形成与所述双头外对丝的后端部内的孔相匹配的圆锥台状。
10.优化的，所述检测装置还包括固定套设于所述齿刀筒体外的齿刀双外开筒体，所述齿刀双外开筒体的前端部外周上设有前端连接环，所述前端连接环通过螺栓组件与刀盘固定连接。
11.进一步的，所述齿刀双外开筒体的后端部外周上设有后端连接环，所述齿刀筒体的后端部外周上具有后端法兰，所述后端连接环和所述后端法兰通过螺栓相固定连接。
12.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：通过内孔和外孔上的密封组件实现光纤出线与齿刀筒体的密封连接，密封效果好，便于安装，确保光纤出线前端的光纤光栅传感器能实时检测磨损量。
附图说明
13.图1是本实用新型的盾构机齿刀光纤磨损检测装置的结构示意图；
14.图2是密封组件的分解视图；
15.图3是传感器组件的结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图1-3所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
17.盾构机齿刀光纤磨损检测装置包括齿刀头部3，齿刀筒体6，齿刀后盖11，贯穿于齿刀头部3、齿刀筒体6、齿刀后盖11内的传感器组件，固定套设于齿刀筒体6外的齿刀双外开筒体9，传感器组件包括光纤出线13和光纤出线前端的光纤光栅传感器1，齿刀头部3位于前方，齿刀后盖11位于后方，齿刀筒体6内部形成有空腔且后端形成敞口，形成空腔的前侧壁上开设有内孔21，齿刀后盖11的外侧开设有外孔15，检测装置还包括分别安装于内孔21和外孔15上的密封组件7和密封组件12。
18.齿刀头部3开设有安装孔2和第一出线孔22，安装孔2、第一出线孔22、第二出线孔23、内孔21按从前到后的顺序依次排列且连通。齿刀头部3所开的安装孔2内设有螺纹，安装孔2大小与光纤光栅传感器1的大小相同，安装孔2长度与光纤光栅传感器1长度相同。齿刀头部3所开的第一出线孔22和齿刀筒体所开的第二出线孔23的直径均与安装孔2最小直径相同。光纤光栅传感器1安装于安装孔2内，光纤光栅传感器1为一个外部有螺纹的圆柱形19，其内部开有两个通孔，在两个通孔内嵌入两个光纤光栅20，通过密封胶将两个光纤光栅20密封固定。光纤光栅20为光纤纤芯的折射率发生周期性变化调制而成的衍射光栅，使用宽光谱光经过光纤光栅20时，满足光纤光栅布拉格条件的光将被反射，光纤光栅传感器1随着盾构机的掘进产生磨损，光纤光栅20栅格数量减少，反射光波长产生变化，通过检测反射回来不同波长的光来推算齿刀头部3的磨损情况。
19.每个密封组件包括小径端部与内孔或外孔螺纹连接的双头外对丝、设于双头外对丝内的橡胶密封圈以及与双头外对丝的大径端部螺纹连接的内丝转外丝件，密封组件7包含双头外对丝16，双头外对丝16中间的外六角结构162一端开槽，槽内安装密封环161，前端部安装在内孔21内；后端部使用橡胶密封圈17固定光纤光栅传感器1的两个光纤出线13，橡胶密封圈17在中间开两个第三出线孔171，第三出线孔171直径与光纤出线13直径相同，沿
两个第三出线孔171的圆心将橡胶密封圈17一切为二，使用时将橡胶密封圈17包裹在光纤出线13上；密封组件7还包含一个内丝转外丝件18，内丝转外丝件18的内丝一端与双头外对丝16的另一端相连接，同时内丝转外丝件18内丝一端与齿刀筒体6内部的结构面贴合，内丝转外丝件18的内丝一侧开槽，安装密封圈181，与齿刀筒体6内部形成密封，内丝转外丝件18内丝的内部最深处与橡胶密封圈17贴合的一部分为圆弧形，随着内丝的深度加大，圆弧形部分的内丝转外丝件18的直径减小，该结构拧紧在双头外对丝16上，锁紧橡胶密封圈17，同时在橡胶密封圈17与内丝转外丝件18之间灌胶，从而起到第一道密封作用。所述的密封组件12与密封组件7的结构类似，同样采用双头外对丝16、橡胶密封圈17、内丝转外丝件18的一个结构进行第二道密封，双头外对丝16安装在齿刀后盖11的外孔15上，保留内丝转外丝件18的外丝，便于在常压刀盘4内连接油管保护光纤出线13。
20.齿刀后盖11的前侧端面上设有与外孔15连通的中孔101，中孔101位于外孔15的前侧且位于内孔21的后方，检测装置还包括螺纹连接于中孔101内的外对丝10，外对丝10和连接在内孔21上的内丝转外丝件18之间设有保护油管8，保护油管8套设于光纤出线13上。齿刀后盖11的前端部设于齿刀筒体6的后端部内，且其后端部盖设于后端的敞口的周圈。
21.齿刀双外开筒体9的前端部外周上设有前端连接环91，前端连接环91通过螺栓组件与刀盘4固定连接。齿刀双外开筒体9的后端部外周上设有后端连接环92，齿刀筒体6的后端部外周上具有后端法兰93，后端连接环92和后端法兰93通过螺栓相固定连接。前端连接环91将齿刀双开外筒体9固定在刀盘4上；更换齿刀时，齿刀头部3、齿刀筒体6和齿刀后盖11整体从齿刀双开外筒体9内部拔出，进行更换新的齿刀。
22.所述的常压刀盘上的齿刀在更换时，将齿刀头部3、齿刀筒体6、齿刀后盖11、光纤光栅传感器1作为一个整体，在常压刀盘内直接更换新的齿刀光纤磨损检测装置；之后在地面上更换光纤光栅传感器1，需将齿刀头部3从位置5处刨掉，更换新的齿刀头部3，在位置5处对齿刀头部3和齿刀筒体6进行焊接，安装孔2、第一出线孔22和第二出线孔23和之前一致，之后在安装孔2中安装新的光纤光栅传感器1，按照上述进行密封处理。
23.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。