【摘 要】
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近年来,全断面硬岩隧道掘进机(TBM)在我国的道路交通、水利水电、市政建设与国防工程中得到广泛的应用。滚刀作为TBM主要破岩刀具,其相关运行参数的监测已成为TBM亟需解决技
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近年来,全断面硬岩隧道掘进机(TBM)在我国的道路交通、水利水电、市政建设与国防工程中得到广泛的应用。滚刀作为TBM主要破岩刀具,其相关运行参数的监测已成为TBM亟需解决技术难题。论文在查阅国内外已有滚刀监测技术的基础上,基于电涡流传感器的无损非接触检测技术对滚刀磨损和转速在线监测的方法进行了研究,主要研究内容如下：(1)总结了滚刀磨损后其刀圈截面不同磨损形态特征,进行了滚刀破岩时的运动学分析,推导了不同刀盘安装半径下滚刀自转角速度计算公式,为滚刀磨损和转速在线监测系统的建立提供了理论基础。(2)采用电涡流传感器检测滚刀磨损,分析了滚刀磨损距离、刀圈磨损形态和滚刀表面存在的岩渣对传感器测量精度的影响,建立了刀圈磨损距离和传感器检测电压值间的数学表达式,并设计了适用于实际TBM滚刀磨损和转速监测的检测装置。(3)设计了滚刀磨损和转速传感信号的调理电路,并使用K60微处理器、CC2530射频芯片分别设计了适用于滚刀磨损、转速监测的测量电路与ZigBee双链路无线数据传输系统,开发了在线监测系统的上位机平台,实验结果表明滚刀磨损和转速在线监测系统准确可靠。
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