地鐵盾構設備拼裝機離線檢測裝置

趙軍軍

（中鐵一局城軌公司掘進設備技術中心，江蘇無錫 214104）

0 引言

拼裝機是地鐵盾構施工過程中用來實現(xiàn)已開挖隧道支護的執(zhí)行機構。目前盾構行業(yè)針對拼裝機無法實現(xiàn)離線檢測，僅停留在靜態(tài)維修狀態(tài)，無質(zhì)檢裝置。另外在維修過程中，因拼裝機結構龐大，凈重為幾十噸，在盾構機拆機維修時，拼裝機必須與盾體懸臂分離，分離后的拼裝機無法實現(xiàn)6 個自由度動作。缺少一種結構簡單、設計合理的拼裝機離線檢測裝置及檢測方法，通過安裝平臺和檢測裝置，實現(xiàn)拼裝機的離線檢測，提高維修質(zhì)量和施工效率。

1 離線檢測裝置設計

1.1 結構設計

離線檢測裝置包括安裝平臺和檢測裝置，安裝平臺包括立梁和底座，立梁包括第一組立梁和第二組立梁，底座包括2 根底座梁和連接板。底座梁的一端分別設置有起加固作用的立梁斜支撐板，斜支撐板與底座梁的夾角為銳角。第一組立梁間設置有立梁連接板，立梁連接板包括位于第一組立梁上部的第一立梁連接板和位于下方且連接于第一組立梁間的第二立梁連接板。

1.2 控制設計

離線檢測裝置控制部分包括控制器和液壓驅動模塊，控制器的輸入端接有壓力檢測單元和用于無線接收發(fā)射器發(fā)射信號的接收器。控制器的輸出端接有第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器，以及第一比例放大器、第二比例放大器和第三比例放大器。第一繼電器連接第一電磁閥，第一電磁閥連接在控制拼裝機升降的第一液壓油缸的油路中，控制第一液壓油缸行程；第二繼電器連接第二電磁閥，第二電磁閥連接在控制拼裝機升降的第二液壓油缸的油路中，控制第二液壓油缸行程；第三繼電器連接第三電磁閥，第三電磁閥連接在控制拼裝機升降的第三液壓油缸的油路中，控制第三液壓油缸行程。第一比例放大器與第四繼電器相連，第四繼電器連接第四電磁閥，第四電磁閥連接在控制拼裝機平移的第四液壓油缸的油路中，控制第四液壓油缸行程；第二比例放大器與第五繼電器相連，第五繼電器連接第五電磁閥，第五電磁閥連接在控制拼裝機平移的第五液壓油缸的油路中，控制第五液壓油缸行程；第三比例放大器與第六繼電器相連，第六繼電器連接第六電磁閥，第六電磁閥連接在控制拼裝機平移的第六液壓油缸的油路中，控制第六液壓油缸行程。

液壓驅動模塊包括液壓泵、主電源和液壓泵驅動模塊，驅動模塊包括依次連接的斷路器、接觸器和電機，電機與液壓泵連接，斷路器與主電源連接；控制器的輸出端接有用于控制接觸器的第四繼電器；液壓泵通過油路連接油缸，提供液壓油。

檢測裝置還包括參數(shù)設置單元、顯示器和報警器，設置在第一液壓油缸油路上的第一油壓傳感器、設置在第二液壓油缸油路上的第二油壓傳感器、設置在第三液壓油缸油路上的第三油壓傳感器、設置在第四液壓油缸油路上的第四油壓傳感器、設置在第五液壓油缸油路上的第五油壓傳感器，以及設置在第六液壓油缸油路上的第六油壓傳感器，參數(shù)設置單元、傳感器均與控制器PLC 模塊的輸入端連接，顯示器和報警器均與控制器輸出端連接。

2 離線檢測裝置應用及效果檢查

步驟一：將拼裝機通過螺栓與立梁固定連接。

步驟二：進行拼裝機升降、俯仰、偏轉、平移、回轉和橫搖等6 個自由度的功能檢測，具體方法如下。

（1）拼裝機升降功能檢測。工作人員操作發(fā)射器，使發(fā)射器發(fā)送檢測拼裝機升降功能的控制信號，控制器通過接收器接收到發(fā)射器發(fā)送的控制信號后，控制器控制第七繼電器，控制接觸器接通，主電源通過斷路器，為電機供電并工作，驅動液壓泵為第一液壓油缸供油，控制器控制第一繼電器，第一繼電器控制第一電磁閥，第一電磁閥控制第一液壓油缸的油路；第一液壓油缸工作，實現(xiàn)拼裝機的升降動作，第一油壓傳感器對第一液壓油缸油路中的油壓進行實時檢測。

（2）拼裝機俯仰功能檢測。同理，啟動電機驅動液壓泵，為第二液壓油缸供油，控制器控制第二繼電器，控制第二電磁閥，第二電磁閥控制第二液壓油缸的油路；第二液壓油缸工作，實現(xiàn)拼裝機的俯仰動作，第二油壓傳感器對第二液壓油缸油路中的油壓進行實時檢測。

（3）拼裝機偏轉功能檢測。同理，啟動電機驅動液壓泵，為第三液壓油缸供油，控制器控制第三繼電器，第三繼電器控制第三電磁閥，第三電磁閥控制第三液壓油缸的油路；第三液壓油缸工作，實現(xiàn)拼裝機的轉動動作，第三油壓傳感器對第三液壓油缸油路中的油壓進行實時檢測。

（4）拼裝機平移功能檢測。同理，啟動電機驅動液壓泵，為第四液壓油缸供油，控制器通過第一比例放大器控制第四繼電器，第四繼電器控制第四電磁閥，第四電磁閥控制第四液壓油缸的油路；第四液壓油缸工作，實現(xiàn)拼裝機的平移動作，第四油壓傳感器對第四液壓油缸油路中的油壓進行實時檢測。

（5）拼裝機橫搖功能檢測。同理，啟動電機驅動液壓泵，為第五液壓油缸供油，控制器通過第二比例放大器控制第五繼電器，第五繼電器控制第五電磁閥，第五電磁閥控制第五液壓油缸的油路；第五液壓油缸工作，實現(xiàn)拼裝機的橫搖動作，第五油壓傳感器對第五液壓油缸油路中的油壓進行實時檢測。

（6）拼裝機回轉功能檢測。同理，啟動電機驅動液壓泵，為第六液壓油缸和第七液壓油缸供油，控制器通過第三比例放大器控制第六繼電器，第六繼電器控制第六電磁閥，第六電磁閥控制第六液壓油缸和第七液壓油缸的油路；第六液壓油缸和第七液壓油缸工作，實現(xiàn)拼裝機的回轉動作，第六油壓傳感器對第六液壓油缸和第七液壓油缸油路中的油壓進行實時檢測。

同時，將上述檢測到的每種信號輸出給控制器，控制器將其接收到的油壓分別與預先設置的升降、俯仰、偏轉、平移、回轉和橫搖動作正常時的油壓范圍進行比對，若油壓在預先設置的動作正常時的油壓范圍內(nèi)，控制器控制顯示器顯示拼裝機動作正常，若油壓超出預先設置的動作正常時的油壓范圍，控制器控制報警器報警，提醒工作人員拼裝機的回轉動作異常。

3 總結

通過拼裝機離線檢測裝置實現(xiàn)拼裝機升降、拼裝機俯仰、拼裝機偏轉、拼裝機平移、拼裝機回轉和拼裝機橫搖等6 個自由度的檢測，使檢修后的拼裝機性能可靠，避免多次安拆返工現(xiàn)象，該裝置使用效果好，便于拼裝機進行離線檢測，滿足施工要求。