Высокоточная сенсорная техника для установления механической нагрузки выемочного инструмента буровой тоннелепроходческой машины - заявка 2016140704 на патент на изобретение в РФ

1. Выемочный инструмент (100) для буровой головки (150) буровой тоннелепроходческой машины (180) для выемки горной породы (102), причем выемочный инструмент (100) имеет
выполненное с возможностью монтажа на буровой головке (150) устройство (104) закрепления режущего ролика для размещения и установки вращающегося режущего ролика (106),
режущий ролик (106), который для выемки горной породы (102) является размещаемым или установлен с возможностью вращения, прежде всего с возможностью замены, в устройстве (104) закрепления режущего ролика,
сенсорное устройство (112) для обнаружения механической нагрузки выемочного инструмента (100), прежде всего режущего ролика (106), причем сенсорное устройство (112) выполнено в виде, по меньшей мере, частично установленной в устройстве (104) закрепления режущего ролика и/или на режущем ролике (106) гильзы (177) по меньшей мере с одним установленным на нем чувствительным к нагрузке элементом (108).
2. Выемочный инструмент (100) по п. 1, причем устройство (104) закрепления режущего ролика имеет зажим (194) режущего ролика и по меньшей мере один крепежный элемент (110) для закрепления режущего ролика (106) на зажиме (194) режущего ролика и/или для закрепления зажима (194) режущего ролика на буровой головке (150), причем по меньшей мере один чувствительный к нагрузке элемент (108) сенсорного устройства (112) предусмотрен обособлено по меньшей мере от одного крепежного элемента (110).
3. Выемочный инструмент (100) по п. 1 или п. 2, причем, по меньшей мере, часть гильзы (177) выполнена в виде полого цилиндра, прежде всего в виде полого круглого цилиндра.
4. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-3, причем по меньшей мере один по меньшей мере из одного чувствительного к нагрузке элемента (108) установлен на внутренней поверхности стенки (175) гильзы, прежде всего несколько чувствительных к нагрузке элементов (108) установлены на внутренней поверхности стенки (175) гильзы обособлено друг от друга.
5. Выемочный инструмент (100) по п. 4, причем несколько чувствительных к нагрузке элементов (108) установлены на внутренней поверхности стенки (175) гильзы радиально с угловым смещением относительно друг друга.
6. Выемочный инструмент (100) по п. 4 или 5, причем стенка (175) гильзы выполнена настолько тонкой, что стенка (175) гильзы под влиянием механической нагрузки при бурении является упруго деформируемой под воздействием на чувствительный к нагрузке элемент (108).
7. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-6, причем по меньшей мере один по меньшей мере из одного чувствительного к нагрузке элемента (108) установлен на, прежде всего плоской, пластинке (173) гильзы (177), которая расположена в выполненном в виде полого цилиндра участке гильзы (177) и установлена на выполненном в виде полого цилиндра участке.
8. Выемочный инструмент (100) по п. 7, причем несколько чувствительных к нагрузке элементов (108) установлены на пластинке (173) радиально с угловым смещением относительно друг друга.
9. Выемочный инструмент (100) по п. 7 или 8, причем пластинка (173) выполнена в виде мембраны.
10. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-3, причем два чувствительных к нагрузке элемента (108) установлены на внутренней поверхности стенки (175) гильзы радиально с угловым смещением относительно друг друга, а два других чувствительных к нагрузке элемента (108) предусмотрены обособлено от внутренней поверхности.
11. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-3, причем четыре чувствительных к нагрузке элемента (108) установлены на, прежде всего плоской, пластинке (173) гильзы (177) с радиальным распределением вокруг оси гильзы, причем пластинка (173) расположена в выполненном в виде полого цилиндра участке гильзы (177) и установлена на выполненном в виде полого цилиндра участке.
12. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-3, причем четыре чувствительных к нагрузке элемента (108) установлены на внутренней поверхности стенки (175) гильзы радиально с угловым смещением относительно друг друга.
13. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-12, имеющий по меньшей мере одну другую, по меньшей мере, частично установленную в устройстве (104) закрепления режущего ролика и/или на режущем ролике (106) гильзу (177) по меньшей мере с одним установленным на ней чувствительным к нагрузке элементом (108), причем гильза (177) и другая гильза (177) расположены под углом, прежде всего ортогонально, друг другу.
14. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-13, причем гильза (177) расположена в блоке крепления режущего ролика устройства (104) закрепления режущего ролика.
15. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-13, причем гильза (177) расположена на опоре (500) режущего ролика, прежде всего С-образной детали, устройства (104) закрепления режущего ролика.
16. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-13, причем гильза (177) расположена как часть оси (502) режущего ролика.
17. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-16, имеющий по меньшей мере одну сенсорную линию (171) для проведения сенсорных сигналов, причем по меньшей мере одна сенсорная линия (171), исходя по меньшей мере из одного чувствительного к нагрузке элемента (108), по меньшей мере, участками простирается через полость гильзы (177).
18. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-17, причем по меньшей мере один чувствительный к нагрузке элемент (108) выполнен в виде тензорезистора или пьезоэлемента, прежде всего в полномостовой конфигурации.
19. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-18, причем режущий ролик (106) имеет ось (120), режущее кольцо (124) с периметрической режущей кромкой и опору (126).
20. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-19, выполненный в виде выемочного инструмента (2600) с клиновым зажимом или в виде выемочного инструмента (200) со съемной осью.
21. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-20, причем режущий ролик выполнен в виде диска (106) или в виде штыревого долота.
22. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-21, причем между гильзой (177) и по меньшей мере одним установленным на ней чувствительным к нагрузке элементом (108) внутри гильзы остается полое пространство.
23. Выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-22, причем гильза (177) выполнена монолитно, прежде всего из одного материала, с устройством (104) закрепления режущего ролика.
24. Система для установления механической нагрузки выемочного инструмента (100), прежде всего режущего ролика (106) выемочного инструмента (100), буровой головки (150) буровой тоннелепроходческой машины (180) для выемки горной породы (102), причем система имеет:
выемочный инструмент (100) по одному из пп. 1-23,
анализирующее устройство (128), которое выполнено для того, чтобы на основе сенсорных сигналов по меньшей мере одного чувствительного к нагрузке элемента (108) устанавливать информацию, которая является показательной для механической нагрузки, которая воздействует на выемочный инструмент (100), прежде всего на режущий ролик (106) выемочного инструмента (100).
25. Система по п. 24, причем сенсорное устройство (112) имеет четыре, прежде всего ровно четыре, чувствительных к нагрузке элемента (108), причем анализирующее устройство (128) выполнено для того, чтобы на основе сенсорных сигналов четырех чувствительных к нагрузке элементов (108) устанавливать информацию, которая является показательной для силы (FN) прижима, боковой силы (FS) и/или силы (FR) качения, которая (которые) воздействует (действуют) на режущий ролик.
26. Буровая головка (150) для буровой тоннелепроходческой машины (180) для выемки горной породы (102), причем буровая головка (150) имеет:
выполненный с возможностью вращательного и поступательного перемещения относительно горной породы (102) бур (152) с несколькими держателями (154) выемочного инструмента для удержания выемочных инструментов (100),
несколько выемочных инструментов (100) по одному из пп. 1-23, которые выполнены с возможностью закрепления или закреплены, прежде всего с возможностью замены, в нескольких держателях (154) выемочного инструмента.
27. Буровая тоннелепроходческая машина (180) для выемки горной породы (102), имеющая буровую головку (150) по п. 26.
Наверх