掘进装备刀具信息管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种掘进装备刀具信息管理系统，该系统包括掘进工程信息管理模块、地质参数管理模块、掘进参数管理模块、刀具失效数据管理模块、刀具库存信息管理模块、数据统计分析管理模块。所述的数据统计分析管理模块与其它各模块相互连接。该系统可以使用户动态管理相关工程整个施工期间的刀具信息，其中由用户直接输入的模块有施工项目信息管理模块、地质参数管理模块，掘进参数管理模块、刀具失效数据管理模块、刀具库存信息管理模块，而数据统计分析管理模块是对上面五个模块中的数据进行统计分析，能够实现刀具订单、库存、使用信息、刀具报废全过程信息管理并能对相关工程提供设计使用依据。利用该发明专利技术能够提高掘进装备刀具的管理效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种刀具信息管理系统，尤其涉及一种用于掘进装备刀具的工程信息管理系统。
技术介绍
掘进装备在隧道施工中，主要通过刀盘刀具对前方岩土进行切削，掘进装备刀盘与岩土的适应程度紧密相关，不同的地层、地质条件需要使用不同的刀盘刀具配置进行施工。由于掘进装备经过的地层多种多样，刀盘刀具工作环境恶劣，掘进装备刀具损耗严重，据大量隧道工程施工实践表明，掘进装备在复杂地层施工过程中，刀具检修、更换和刀盘维修占据了大量的工程施工时间，严重影响施工进度，并且刀具使用数量庞大，更换以及检修更是较为频繁。因此，从掘进参数、刀具的材质、配置位置、更换、修复工艺及围岩条件的角度分析总结刀具失效原因，对有效利用刀具、降低施工成本、提高掘进效率有很重要的意义。 掘进装备的掘进性能很大程度上取决于刀盘结构形式、刀具类型及布置方式等，而刀具的性能直接影响掘进装备的掘进效率和施工成本，对掘进装备刀具数据进行管理和跟踪，可以为盾构法隧道施工积累宝贵经验，确保刀具更有效、合理的使用。刀具的使用是一个频繁动态的过程，使用计算机处理的数据管理系统，能准确的进行刀具数据的跟踪，已经成为刀具管理的一种必然趋势。在数据库中建立一套掘进装备刀具管理系统，重点加强对刀具更换、检修、使用、统计分析等4个环节的管理，建立一个包括计划、分析、总结、反馈的信息化管理系统非常重要。本专利技术可以极好地解决刀具管理过程中存在的各种繁杂问题。
技术实现思路
I.本专利技术的目的在于提供一种应用于掘进装备刀具管理的掘进装备刀具信息管理系统，主要是针对掘进装备使用过程中的与刀具相关的各种数据的记录、存储、统计分析、实现刀具管理的现代化与科学化。这些数据包括掘进工程信息、地质情况、掘进参数、刀具失效数据、刀具库存信息等。统计分析包括利用地质数据构建地质图谱、掘进参数变化统计、不同刀位刀具寿命预测、刀具全周期寿命曲线绘制、各刀位换刀次数统计、各刀位刀具失效情况统计、刀具库存信息统计。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，该系统包括(I)掘进工程信息管理模块，用户输入工程概况、刀盘刀具配置信息以及掘进装备系统基本信息，其中工程概况包括掘进装备的类型(复合式、软土和硬岩)、掘进装备的机型(泥水、土压平衡及敞开式)、掘进装备的操作模式(敞开式、半敞开式和闭胸式)；刀盘刀具配置信息包括刀盘的结构形式、刀具类型、配置数量以及刀具安装位置；掘进装备系统信息包括刀盘驱动方式、掘进装备外径、刀盘开挖直径、盾壳长度、掘进装备重量、主驱动功率、推进系统功率。(2)地质参数管理模块，用户输入地质环境信息，系统结合输入的信息，利用三维地质数据建模软件构建地质图谱。其中地质环境信息包括掘进装备掘进沿线纵向断面地层结构类型及所在位置、以及横向断面地层结构类型及所在位置。(3)掘进参数管理模块，用户输入掘进装备施工参数和施工过程中的实测参数，其中所述的掘进装备施工参数包括刀盘推力、刀盘扭矩、掘进速度、刀盘转速、贯入度、螺旋输送机转速；所述的施工过程中的实测参数包括出土量、渣土的颗粒组合特征、渣土的成分特征、渣土温度和土体改良剂种类及消耗量。(4)刀具失效数据管理模块，用户输入失效的刀具类型、刀位号、记录时间、掘进里程、失效形式和处理情况等文字及图像信息。所述的失效形式包括正常磨损和非正常失效，其中正常磨损记录磨损量，非正常失效包括刀圈偏磨、刀圈断裂、刀圈移位或脱落、轴承损坏、刀体磨损、密封损坏、刮刀崩齿、合金块脱落、刀轴损坏；所述的处理情况包括换刀、维修和继续使用。 (5)刀具库存信息管理模块，用户输入储存掘进装备配置刀具信息、新购和订购掘进装备刀具信息、掘进装备刀具维修报废信息这三个方面的刀具信息。(6)数据统计分析管理模块，模块包括掘进参数变化规律、不同刀位刀具寿命预测、刀具全周寿命曲线、各刀位换刀次数统计、各刀位刀具失效情况统计和刀具库存信息统计这六个子系统。所述的数据统计分析管理模块中的掘进参数变化规律，系统根据用户选择查询的掘进参数、输入的查询时间段或者环数间隔，调用系统已记录的掘进参数，进行分析统计，系统可提供曲线图或者柱状图两种方式进行图形绘制，并且调用数据库中的相应三维地质模型图，为分析提供参考对照，另外系统提供图片输出和表格输出两种方式对统计数据进行导出。所述的数据统计分析管理模块中的不同刀位刀具寿命预测，系统根据用户输入的查询刀位号，调用系统已记录的地质参数和刀盘刀具配置参数，利用系统已有的经验计算公式计算刀具不同掘进长度上的磨损量，绘制并储存刀具磨损量曲线图。所述的数据统计分析管理模块中的刀具全周期寿命曲线，系统根据用户输入的查询刀具类型、刀位号，调用刀具失效数据管理模块中的数据信息，进行统计分析，绘制刀具在一个使用周期上的曲线图，并且调用刀具寿命预测子系统中的数据进行相应的比较，输出二者掘进里程的差值。所述的数据统计分析管理模块中的各刀位换刀次数统计，系统根据用户输入的查询刀具类型、刀位号、掘进环数，调用刀具失效数据管理模块中的数据信息，进行统计分析，可选择以曲线图或者柱状图两种方式进行图形的绘制，并且调用数据库中的刀盘图将要查询的相应刀具在其上显示，另外系统提供图片输出和表格输出两种方式对统计数据进行导出。所述的数据统计分析管理模块中的各刀位刀具失效情况统计，系统根据用户输入的查询刀具类型、刀位号、掘进环数，调用刀具失效数据管理模块中的数据信息，进行统计分析，获得给定刀具类型、刀位号和掘进环数下的要查询刀位刀具的不同失效情况的次数。系统提供图片输出和表格输出两种方式对统计数据进行导出。所述的数据统计分析管理模块中的刀具库存信息统计，系统根据用户选择的刀具类型、配件类型、使用情况和制造商中的一项或者几项，调用新购和订购刀具信息以及刀具 维修及报废信息，进行分类统计，以表单的形式输出与所选项相关的所有刀具库存信息。附图说明图I为掘进装备刀具信息管理系统的系统结构示意2为掘进装备刀具信息管理系统的系统操作流程图具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施形态。图I为表示本专利技术实施形态的掘进装备刀具信息管理系统概要构成的系统功能 结构图。掘进装备刀具信息管理系统包括掘进工程信息管理模块、地质参数管理模块、掘进参数管理模块、刀具失效数据管理模块、数据统计分析管理模块和刀具库存信息管理模块，针对掘进装备的单刃滚刀、双刃滚刀、三刃滚刀、边滚刀、刮刀、齿刀、先行刀、中心刀、边缘刮刀、贝壳刀进行管理统计以及寿命预测。参看图1，该系统6大模块，其中掘进工程信息管理模块、地质参数管理模块、掘进参数管理模块、刀具失效数据管理模块和刀具库存信息管理模块属于并联输入模块，所有数据输入系统数据库，数据统计分析管理模块属于输出模块。图2为本专利技术的掘进装备刀具信息管理系统流程图。参看图I和图2以下是具体每一模块实施方式。掘进工程信息管理模块录入工程概况、刀盘刀具配置信息以及掘进装备系统基本信息等施工项目信息，信息存入系统数据库，操作反馈成功。地质参数管理模块用户输入地质参数信息，新信息存入系统数据库，自动调用数据统计分析模块，构建输出地质图谱并存储至数据库。掘进参数管理模块利用控制室电脑，把施工参数数据导入掘进装备刀具管理系统里面，同时将施工过程中的实测数据录入管理系统数据库，操作反馈成功。刀具失效数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掘进装备刀具信息管理系统，其特征在于该系统包括：(1)掘进工程信息管理模块，用户将某一工程的工程概况、刀盘刀具配置信息以及掘进装备系统基本信息录入管理系统里面并进行储存。其中所述工程概况包括掘进装备的类型(复合式、软土和硬岩)、掘进装备的机型(泥水、土压平衡及敞开式)、掘进装备的操作模式(敞开式、半敞开式和闭胸式)；刀盘刀具配置信息包括刀盘的结构形式、刀具类型、配置数量以及刀具安装位置；掘进装备系统信息包括刀盘驱动方式、掘进装备外径、刀盘开挖直径、盾壳长度、掘进装备重量、主驱动功率、推进系统功率。(2)地质参数管理模块，用户将该工程整个施工过程中所遇到的施工地质环境录入系统内，根据施工沿线上的地质数据构建地质图谱，并进行储存。其中所述的地质环境信息包括掘进装备掘进沿线纵向断面地层结构类型及所在位置、以及横向断面地层结构类型及所在位置。(3)掘进参数管理模块，用户输入掘进装备施工参数和施工过程中的实测参数，其中所述的掘进装备施工参数包括刀盘推力、刀盘扭矩、掘进速度、刀盘转速、贯入度、螺旋输送机转速；所述的施工过程中的实测参数包括出土量、渣土的颗粒组合特征、渣土的成分特征、渣土温度和土体改良剂种类及消耗量。(4)刀具失效数据管理模块，用户输入失效的刀具类型、刀位号、记录时间、掘进里程、失效形式和处理情况等文字及图像信息。所述的失效形式包括正常磨损和非正常失效，其中正常磨损需要记录磨损量，非正常失效包括刀圈偏磨、刀圈断裂、刀圈移位或脱落、轴承损坏、刀体磨损、密封损坏、刮刀崩齿、合金块脱落、刀轴损坏；所述的处理情况包括换刀、维修和继续使用。(5)刀具库存信息管理模块，系统通过此模块记录储存掘进装备配置刀具信息、新购和订购刀具信息、刀具维修及报废信息子系统。(6)数据统计分析管理模块，模块包括掘进参数变化规律、不同刀位刀具寿命预测、刀具全周期寿命曲线、各刀位换刀次数统计、各刀位刀具失效情况统计、刀具库存信息统计6个子系统。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏毅敏，顾健健，吴峰，吴元，林赉贶，卞章括，胡兴怀，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：