CN100343566C - 扩孔式泥水平衡微型顶管机 - Google Patents

Abstract

一种扩孔式泥水平衡微型顶管机，属于隧道机械领域。本发明包括：刀盘、中心轴、前段壳体、驱动装置、后段壳体，刀盘、前段壳体、后段壳体三段按前后次序排列，刀盘为环形结构，驱动装置与刀盘通过螺栓连接，驱动装置位于前段壳体内，通过螺栓和前段壳体相连，中心轴设置在刀盘内空心处，中心轴后端与前段壳体通过螺栓连接，前段壳体与后段壳体用高强度螺栓连接。本发明能应用于道路、住宅区等配套管线工程，操作简便、速度快、成本低，利用本发明进行施工，具有明显的经济价值。

Description

扩孔式泥水平衡微型顶管机

技术领域

本发明涉及的是一种用于隧道的微型顶管机，特别是一种扩孔式泥水平衡微型顶管机，属于隧道机械领域。

背景技术

目前的市政设施有许多需要进行改造、扩建，特别是地下陈旧的各类管线需要更新，以及地面上的各类架空线需埋设于地面下。然而在地面交通十分繁忙、建筑物鳞次栉比的情况下，仍然用原始的大开挖方式来改造和建造地下设施铺设管线的话，不仅破坏了地面建筑，而且对地面的交通环境影响也十分大，机械化程度十分低，对地下空间的利用率也极为有限，不利于保护原有的各类地下管线。

经文献检索发现，中国专利号为：03115682.7，名称为：中心螺旋式土压平衡微型顶管机，该发明专利介绍了该设备可铺设各种小口径地下管道。它由顶管机主机、刀盘驱动系统、轴线监测系统、主顶进装置组成。它工作的形式为：将管节、螺旋壳体、螺杆一起吊入井内就位，用主顶进油缸向前推，将螺杆头子插入前一节螺杆内，用销联接好，油缸复位，装入辅助工具，用主顶进油缸将螺旋机壳体推进至前一节螺旋机壳体位置处，用螺栓联接好，再将管节向前推，使螺旋机壳体后部插入顶座中心，将螺杆与驱动装置(油马达)轴头联接好，用销子固定好。然后进行下一顶进，同时，启动油马达，使螺杆转动并带动刀盘旋转。中心螺旋式土压平衡微型顶管机为一次顶进方式，在推进时需边顶进出土边测量纠偏，对于越大的管径其纠偏灵敏度越差，而且因其在每推进一节管节时，均要安装一节螺旋壳体、螺杆，因此施工工艺复杂，大大增加了施工时间。而且每一机型只能适应一种管径的顶管工程。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术的不足和缺陷，提供一种扩孔式泥水平衡微型顶管机。使其通过扩孔式泥水平衡顶管与先导管相联，利用扩孔式泥水平衡顶管机再扩孔顶进成所需管径的管道，此时无需测量导向系统，在推进时不需再纠偏，提高了施工速度和定位精度，同时利用其泥水平衡的特点，通过泥水管道输送泥土，在顶进过程中不需排土，减少了安装螺旋壳体、螺杆等排土装置，大大提高了施工效率。

本发明是通过如下的技术方案来实现的，本发明包括：刀盘、中心轴、前段壳体、驱动装置、后段壳体，刀盘、前段壳体、后段壳体三段按前后次序排列，刀盘为环形结构，驱动装置与刀盘通过螺栓连接，驱动装置位于前段壳体内，通过螺栓和前段壳体相连，中心轴设置在刀盘内空心处，中心轴后端与前段壳体通过螺栓连接，前段壳体与后段壳体用高强度螺栓连接。

所述的前段壳体的外径大于后段壳体外径16mm，以利于形成减摩润滑泥浆套，降低推进阻力。前段壳体和后段壳体形成的外壳，起到支护作用，并能保护壳内设备的正常工作。

所述的刀盘包括刀盘环体、切削刀、受力环，刀盘环体上焊接数十把切削刀，刀盘环体为环状，位于顶管机的最前端，环状部分与后面的受力环通过螺栓连接。中心空心部分以便于安装固定的中心轴。本发明的刀盘环体部分用于旋转切削土体，并可有效防止正面土体倒塌。刀盘环体内的中心轴则与先导管连接不转动，本发明推进时，同时推动先导管向前，以便于先导管从前方的工作井中逐节回收。

所述的中心轴包括：前中心轴、后中心轴、销轴、内层密封圈、球轴承，前中心轴和后中心轴均位于刀盘环体中间空心处，设有进排泥管，前中心轴在前，后中心轴在后。前中心轴与后中心轴前端通过销轴连接，后中心轴尾端再通过螺栓与前段壳体固定连接。

所述的后中心轴的前端设置内层密封圈，用螺栓固定，在推进和刀盘旋转时可阻挡土砂倾入。后中心轴的后端设置一个球轴承，用于支承，改善结构受力。前中心轴结构为内部空心，中间用隔板隔成二个窗，即一个送泥窗，一个排泥窗，送泥窗在上，排泥窗在下。进泥管由二根送泥管组成，排泥管由一根排泥管组成，进排泥管成180°布置，分别焊接在送泥窗和排泥窗上，这样可以在有限的空间内，使送泥管的出口与排泥管的进口之间的距离比较大，从而避免进排泥水形成短路。扩孔式泥水平衡顶管机在顶进过程中，通过送水管道将低浓度泥水送到刀盘前，与被掘削下来的土渣混和后用辅助的泥浆泵排出。在整个顶进过程中，通过调节送水压力来防止地下水的喷发和流失，使开挖面压力保持平衡。

所述的驱动装置包括：减速机、液压马达、滚子轴承、轴承座、大齿轮、外层密封圈，减速机、液压马达位于前段壳体内，减速机在前、液压马达在后，液压马达通过螺栓设置在前段壳体的圈板上，通过减速机与大齿轮内啮合，带动大齿轮回转，大齿轮和位于大齿轮前方的轴承座通过螺栓连接，从而也带动了轴承座作回转运动，由于轴承座与刀盘部分的受力环后端通过螺栓连接，因此最终便可带动刀盘旋转。轴承座前端外侧装有外层密封圈，用螺栓固定，这样便在轴承座和前段壳体圈板之间形成一道密封，用于阻止土砂侵入。轴承座后端外侧装有滚子轴承，用于支承和传力。

本发明利用扩孔式泥水平衡微型顶管机，对已有的φ200无排土掘进机推出的一条先导管进行扩孔，利用泥水出土、无需测量纠偏，施工工艺简便并可节省大量施工时间，机械化程度高，对周围的环境影响可降到最低。能将φ200先导管置换成φ200-φ800的管道，可用于管道更新工程。本发明能应用于道路、住宅区等配套管线工程，操作简便、速度快、成本低，利用本发明进行施工，具有明显的经济价值。

附图说明

图1本发明结构示意图图

图2为本发明结构剖视图示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明包括：刀盘1、中心轴2、前段壳体3、驱动装置4、后段壳体5，刀盘1为环形结构，驱动装置4与刀盘的环体通过螺栓连接，驱动装置4位于前段壳体3内，通过螺栓和前段壳体3相连，中心轴2设置在刀盘内空心处，中心轴2后端与前段壳体3通过螺栓连接，前段壳体3与后段壳体5用螺栓连接。

如图2所示，所述的刀盘1包括刀盘环体6、切削刀7、受力环8，刀盘环体6上焊接数十把切削刀7，刀盘环体6为环状，位于顶管机的最前端，环状部分与后面的受力环8通过螺栓连接。中心空心部分以便于安装固定的中心轴2。

如图1所示所述的前段壳体3的外径大于后段壳体5外径。

如图2所示，所述的中心轴2包括：前中心轴9、后中心轴10、销轴11、内层密封圈12、球轴承13，前中心轴9和后中心轴10均位于刀盘环体6中间空心处，设有进排泥管，前中心轴9在前，后中心轴10在后。前中心轴9与后中心轴10前端通过销轴11连接，后中心轴10尾端再通过螺栓与前段壳体3固定连接。

如图2所示，所述的后中心轴10的前端设置内层密封圈12，用螺栓固定，在推进和刀盘旋转时可阻挡土砂倾入。后中心轴10的后端设置一个球轴承13，用于支承，改善结构受力。前中心轴9结构为内部空心，中间用隔板隔成二个窗，即一个送泥窗22，一个排泥窗23，送泥窗22在上，排泥窗23在下。进泥管由二根送泥管20组成，排泥管由一根排泥管21组成，进排泥管成180°布置。

如图2所示，所述的驱动装置4包括：减速机14、液压马达15、滚子轴承16、轴承座17、大齿轮18、外层密封圈19，减速机14、液压马达15位于前段壳体3内，减速机14在前、液压马达15在后，液压马达15通过螺栓设置在前段壳体3的圈板上，通过减速机14与大齿轮18内啮合，带动大齿轮18回转，大齿轮18和位于大齿轮18前方的轴承座17通过螺栓连接。轴承座17前端外侧装有外层密封圈19，用螺栓固定。轴承座17后端外侧装有滚子轴承16。

Claims (9)

1.一种扩孔式泥水平衡顶管机，其特征在于，包括：刀盘(1)、中心轴(2)、前段壳体(3)、驱动装置(4)、后段壳体(5)，刀盘(1)、前段壳体(3)、后段壳体(5)三段按前后次序排列，刀盘(1)为环形结构，驱动装置(4)与刀盘(1)通过螺栓连接，驱动装置(4)位于前段壳体内，通过螺栓和前段壳体(3)相连，中心轴(2)设置在刀盘(1)内空心处，中心轴(2)后端与前段壳体(3)通过螺栓连接，前段壳体(3)与后段壳体(5)用高强度螺栓连接；所述的刀盘(1)包括：刀盘环体(6)、切削刀(7)、受力环(8)，刀盘环体(6)上焊接数十把切削刀(7)，刀盘环体(6)为环状，位于顶管机的最前端，环状部分与后面的受力环(8)通过螺栓连接。

2、根据权利要求1所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，所述的前段壳体(3)的外径大于后段壳体(5)外径。

3、根据权利要求1所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，所述的中心轴(2)包括：前中心轴(9)、后中心轴(10)、销轴(11)、内层密封圈(12)、球轴承(13)，前中心轴(9)和后中心轴(10)均位于刀盘环体(6)中间空心处，前中心轴(9)在前，后中心轴(10)在后，前中心轴(9)与后中心轴(10)前端通过销轴(11)连接，后中心轴(10)尾端再通过螺栓与前段壳体(3)固定连接。

4、根据权利要求3所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，所述的后中心轴(10)的前端设置内层密封圈(12)，用螺栓固定。

5、根据权利要求3所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，所述的后中心轴(10)的后端设置一个球轴承(13)。

6、根据权利要求3所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，所述的前中心轴(9)结构为内部空心，设有进排泥管，中间用隔板隔成二个窗，即一个送泥窗(22)，一个排泥窗(23)，送泥窗(22)在上，排泥窗(23)在下。

7、根据权利要求6所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，所述的进泥管由二根送泥管(20)组成，排泥管由一根排泥管(21)组成，进排泥管成180°布置。

8、根据权利要求1所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，所述的驱动装置包括：减速机(14)、液压马达(15)、滚子轴承(16)、轴承座(17)、大齿轮(18)、外层密封圈(19)，减速机(14)、液压马达(15)位于前段壳体(3)内，减速机(14)在前、液压马达(15)在后，液压马达(15)通过螺栓设置在前段壳体(3)的圈板上，通过减速机(14)与大齿轮(18)内啮合，带动大齿轮(18)回转，大齿轮(18)和位于大齿轮(18)前方的轴承座(17)通过螺栓连接。

9、根据权利要求8所述的扩孔式泥水平衡顶管机，其特征是，轴承座(17)前端外侧设有外层密封圈(19)，轴承座(17)后端外侧设有滚子轴承(16)。

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