随着我国现代化进程的推进,全断面隧道掘进机在道路交通、国防工程、水利水电和城市建设中得到了广泛的应用。滚刀作为全断面隧道掘进机主要的破岩工具,因刀具磨损而更换的刀圈数量达到80%,磨损实时监测是全断面隧道掘进机亟待解决的技术难题。本文以电涡流传感器为监测工具、CC2530单片机采集数据、无线和有线相结合的方式传输数据以及C++语言开发上位机平台,研制了滚刀磨损实时监测系统,工作人员可根据上位机监控中心的磨损曲线判断滚刀磨损程度,及时做出换刀决策。本文主要研究内容如下:（1）结合全断面隧道掘进机的结构特点和工作环境,对监测系统的整体方案进行设计,包括传感器的结构布置,下位机和上位机的功能规划,并采用无线和有线相结合的方式传输数据,保证数据传输的可靠性。（2）根据Ansoft Maxwell软件仿真结果,结合硬件电路,设计出了针对滚刀磨损监测的大量程、线性度好的电涡流传感器。软件编程实现了数据的采集、数据包的无线发送和接收等功能。（3）以电涡流传感器为监测工具,17英寸滚刀为被测对象,建立了位移和电压的函数关系。通过温度补偿实验确定电压漂移量,采用修正表补偿温度引起的误差。并且通过不对中和抗干扰性实验,验证了电涡流传感器能适合恶劣的工作环境。（4）在visual studio 2010环境中开发了全断面隧道掘进机滚刀磨损监测系统的上位机部分,采用“多线程”编程实现数据接收,提高程序运行的效率。调用第三方工业控件Iocomp ActiveX高效实时动态显示磨损曲线,并设置阈值报警提示,为TBM工作人员提供直观的磨损量。本文开发的全断面隧道掘进机滚刀磨损实时监测系统,工作人员可根据上位机监控中心的动态磨损曲线判断滚刀磨损的失效形式,做到“视情换刀”,避免引起滚刀级联失效及刀盘损坏等事故发生。同时,保存下来的磨损数据对于分析研究滚刀磨损机理和寿命预测也有重要的参考价值。
暂无评论