CN104832184A - 一种盾构机环形刀盘的传动结构 - Google Patents

一种盾构机环形刀盘的传动结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盾构机环形刀盘的传动结构，包括若干远端小齿轮，轴承套、若干近端小齿轮、大内齿圈、外环刀盘连接件、小内齿圈、内环刀盘连接件、上外环刀盘连接件、内环刀盘、外环刀盘，若干远端小齿轮连接于轴承套的外壁上；若干近端小齿轮的上下两端连接于轴承套的外壁上；小内齿圈与内环刀盘连接件相连接；小内齿圈的内壁与若干远端小齿轮相啮合；外环刀盘连接件与大内齿圈相连接；上外环刀盘连接件与外环刀盘连接件；大内齿圈的内壁与若干近端小齿轮相啮合；内环刀盘与内环刀盘连接件相连接；外环刀盘与上外环刀盘连接件相连接。本发明利用大小内齿圈驱动多级环形刀盘切削，适用于难以掘进的含有孤石地层和复杂地层。

Description

一种盾构机环形刀盘的传动结构
技术领域
本发明涉及盾构机领域，尤其涉及到一种盾构机环形刀盘的传动结构。
背景技术
盾构机在地下隧道掘进施工过程中，经常会遇到孤石(群)。现有盾构机刀盘为一整体，与掌子面接触的土体随刀盘做一个方向的旋转运动，在刀盘径向方向，随半径的增大，刀具切削的线速度逐渐增大，在孤石和淤泥地层，容易出现刀盘中心区域卡刀盘和结泥饼现象。现有孤石处理技术有洞外挖孔破碎和挖孔取出孤石、盾构机刀盘加强耐磨型和勤换刀具的方法，在孤石群中掘进，这些方法即耗材，又费时，还存在孤石卡刀盘，磨损刀具和刀盘的现象，给隧道施工带来很大风险。因此，最好的方法是改变刀盘结构，增加中心区域刀盘线速度，提高刀盘破碎孤石能力。故研发一种既能适应淤泥地层，又能适应含孤石地层的新型盾构机是一项具开创性意义的课题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单，实用的盾构机环形刀盘的传动结构。
本发明是通过如下方式实现的：
一种盾构机环形刀盘的传动结构，其特征在于：包括多级环形刀盘和刀盘传动结构，所述刀盘传动结构包括若干远端小齿轮1，轴承套2、若干近端小齿轮3、大内齿圈7、外环刀盘连接件13、小内齿圈15、内环刀盘连接件19、上外环刀盘连接件25；
所述若干远端小齿轮1的上下两端分别通过右轴承17和左轴承4连接于轴承套2的外壁上；所述若干远端小齿轮1呈圆环陈列的方式分布于轴承套2的外壁上；所述若干远端小齿轮1相对于轴承套2可转动；所述右轴承17和左轴承4分别通过轴承座连接于轴承套2上；所述若干远端小齿轮1分别与第一马达相连接；
所述若干近端小齿轮3的上下两端分别通过轴承连接于轴承套2的外壁上；所述若干近端小齿轮3呈圆环陈列的方式分布于轴承套2的外壁上；且所述若干近端小齿轮3位于若干远端小齿轮1的下方；所述若干近端小齿轮3相对于轴承套2可转动；所述若干近端小齿轮3和若干远端小齿轮1交错均布于轴承套2的外壁上；所述若干近端小齿轮3分别与第二马达相连接；
所述小内齿圈15通过螺栓与内环刀盘连接件19相连接；所述小内齿圈15的内壁与若干远端小齿轮1相啮合；
所述外环刀盘连接件13通过螺栓与大内齿圈7相连接；所述上外环刀盘连接件25通过螺栓与外环刀盘连接件13；所述大内齿圈7的内壁与若干近端小齿轮3相啮合；
所述多级环形刀盘包括内环刀盘26、外环刀盘27，所述内环刀盘26的底部通过螺栓与内环刀盘连接件19相连接；所述外环刀盘27的底部通过螺栓与上外环刀盘连接件25相连接。
所述大内齿圈7的外壁连接有轴承大滚柱外圈9；所述大内齿圈7的外壁与轴承大滚柱外圈9的内壁之间通过滚柱架连接有大滚柱8、中滚柱10，所述轴承大滚柱外圈9上连接有轴承小滚柱外圈14，所述轴承小滚柱外圈14与大内齿圈7之间通过滚柱架连接有小滚柱12，所述大内齿圈7和轴承大滚柱外圈9之间通过大滚柱8、中滚柱10、小滚柱12进行转动。
所述外环刀盘连接件13与小内齿圈15之间通过滚柱架连接有第二大滚柱11和第二小滚柱16。
所述外环刀盘连接件13的外侧设有外圈18，所述外圈18连接于轴承小滚柱外圈14上；所述外圈18上设有外密封刷外环22；所述外环刀盘连接件13位于外密封刷外环22的内侧；所述内环刀盘连接件19位于外环刀盘连接件13的内侧；所述外环刀盘连接件13和外密封刷外环22之间设有外密封刷内环21；所述外密封刷内环21和外密封刷外环22之间设有外密封刷压环23；所述内环刀盘连接件19和外环刀盘连接件13之间设有中密封刷压环24。
所述内环刀盘26的刀盘为外锥形，其上设有若干内切削刀口261。
所述外环刀盘27的刀盘为圆形，其上设有若干外切削刀口271。
本发明的有益效果在于：(1)利用多级环形刀盘可以分别控制的优点，对盾构机前方土体进行切削时，可以分别控制，既能进行小半径切削、大半径切削，也能进行大小半径混合切削；(2)多级环形刀盘分时控制，既能稳定前方土层，又能克服艰难地层掘进的困难；(3)内环刀盘为外锥形，提高了多级环形刀盘的掘进能力；(4)内外环刀盘有六根牛腿，提高了土压舱内土地的流动性；(5)为了保护主轴承，设置了四道外密封、四道中间密封和两道内密封。
附图说明
图1本发明刀盘传动结构剖视图；
图2本发明多级环形刀盘结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，详述本发明具体实施方式：
如图1、图2所示，一种盾构机环形刀盘的传动结构，包括多级环形刀盘和刀盘传动结构，刀盘传动结构包括若干远端小齿轮1，轴承套2、若干近端小齿轮3、大内齿圈7、外环刀盘连接件13、小内齿圈15、内环刀盘连接件19、上外环刀盘连接件25；若干远端小齿轮1的上下两端分别通过右轴承17和左轴承4连接于轴承套2的外壁上；若干远端小齿轮1呈圆环陈列的方式分布于轴承套2的外壁上；若干远端小齿轮1相对于轴承套2可转动；右轴承17和左轴承4分别通过轴承座连接于轴承套2上；若干远端小齿轮1分别与第一马达相连接；若干近端小齿轮3的上下两端分别通过轴承连接于轴承套2的外壁上；若干近端小齿轮3呈圆环陈列的方式分布于轴承套2的外壁上；且所述若干近端小齿轮3位于若干远端小齿轮1的下方；所述若干近端小齿轮3相对于轴承套2可转动；所述若干近端小齿轮3和若干远端小齿轮1交错均布于轴承套2的外壁上；所述若干近端小齿轮3分别与第二马达相连接；所述小内齿圈15通过螺栓与内环刀盘连接件19相连接；所述小内齿圈15的内壁与若干远端小齿轮1相啮合；所述外环刀盘连接件13通过螺栓与大内齿圈7相连接；所述上外环刀盘连接件25通过螺栓与外环刀盘连接件13；所述大内齿圈7的内壁与若干近端小齿轮3相啮合；所述多级环形刀盘包括内环刀盘26、外环刀盘27，内环刀盘26的底部通过螺栓与内环刀盘连接件19相连接；外环刀盘27的底部通过螺栓与上外环刀盘连接件25相连接；第一马达与若干远端小齿轮1相连接，依靠齿轮传动驱动小内齿圈15，小内齿圈15通过螺栓与内环刀盘连接件19固定连接，内环刀盘连接件19通过螺栓与内环刀盘26固定连接，实现第一马达控制内环刀盘26转动；第二马达与若干近端小齿轮3相连接，通过齿轮传动驱动大内齿圈7，大内齿圈7通过螺栓与外环刀盘连接件13和上外环刀盘连接件25固定连接，上外环刀盘连接件25通过螺栓与外环刀盘27固结，实现第二马达控制外环刀盘27转动。
本发明若干远端小齿轮1和若干近端小齿轮3交错均匀布置，分别控制小内齿圈15和大内齿圈7。
本发明大内齿圈7的外壁连接有轴承大滚柱外圈9；所述大内齿圈7的外壁与轴承大滚柱外圈9的内壁之间通过滚柱架连接有大滚柱8、中滚柱10，所述轴承大滚柱外圈9上连接有轴承小滚柱外圈14，所述轴承小滚柱外圈14与大内齿圈7之间通过滚柱架连接有小滚柱12，所述大内齿圈7和轴承大滚柱外圈9之间通过大滚柱8、中滚柱10、小滚柱12进行转动。
本发明外环刀盘连接件13与小内齿圈15之间通过滚柱架连接有第二大滚柱11和第二小滚柱16。
本发明外环刀盘连接件13的外侧设有外圈18，所述外圈18连接于轴承小滚柱外圈14上；所述外圈18上设有外密封刷外环22；所述外环刀盘连接件13位于外密封刷外环22的内侧；所述内环刀盘连接件19位于外环刀盘连接件13的内侧；所述外环刀盘连接件13和外密封刷外环22之间设有外密封刷内环21；所述外密封刷内环21和外密封刷外环22之间设有外密封刷压环23；所述内环刀盘连接件19和外环刀盘连接件13之间设有中密封刷压环24。
本发明内环刀盘26的刀盘为外锥形，其上设有若干内切削刀口261。
本发明外环刀盘27的刀盘为圆形，其上设有若干外切削刀口271。
本发明内环刀盘26设计为外锥形，便于内环刀盘26与土地进行切削作用。当盾构机遇到孤石无法确定孤石位置并难以掘进时，内环刀盘26停止切削，外环刀盘27进行切削，根据切削力大小变化判断前方孤石位置；内环刀盘26切削，外环刀盘27停止切削，根据切削力变化判断前方孤石位置；启动内环刀盘26和外环刀盘27同时切削，通过控制外环刀盘27和内环刀盘26的不同速度，以及改变旋转方向，进行试掘进；停止外环刀盘27或内环刀盘26，根据切削力变化和出渣变化，判断前方孤石是否破碎，如此反复进行，直至多级环形刀盘盾构机破碎孤石。

Claims (6)

1.一种盾构机环形刀盘的传动结构，其特征在于：包括多级环形刀盘和刀盘传动结构，所述刀盘传动结构包括若干远端小齿轮(1)，轴承套(2)、若干近端小齿轮(3)、大内齿圈(7)、外环刀盘连接件(13)、小内齿圈(15)、内环刀盘连接件(19)、上外环刀盘连接件(25)；
所述若干远端小齿轮(1)的上下两端分别通过右轴承(17)和左轴承(4)连接于轴承套(2)的外壁上；所述若干远端小齿轮(1)呈圆环陈列的方式分布于轴承套(2)的外壁上；所述若干远端小齿轮(1)相对于轴承套(2)可转动；所述右轴承(17)和左轴承(4)分别通过轴承座连接于轴承套(2)上；所述若干远端小齿轮(1)分别与第一马达相连接；
所述若干近端小齿轮(3)的上下两端分别通过轴承连接于轴承套(2)的外壁上；所述若干近端小齿轮(3)呈圆环陈列的方式分布于轴承套(2)的外壁上；且所述若干近端小齿轮(3)位于若干远端小齿轮(1)的下方；所述若干近端小齿轮(3)相对于轴承套(2)可转动；所述若干近端小齿轮(3)和若干远端小齿轮(1)交错均布于轴承套(2)的外壁上；所述若干近端小齿轮(3)分别与第二马达相连接；
所述小内齿圈(15)通过螺栓与内环刀盘连接件(19)相连接；所述小内齿圈(15)的内壁与若干远端小齿轮(1)相啮合；
所述外环刀盘连接件(13)通过螺栓与大内齿圈(7)相连接；所述上外环刀盘连接件(25)通过螺栓与外环刀盘连接件(13)；所述大内齿圈(7)的内壁与若干近端小齿轮(3)相啮合；
所述多级环形刀盘包括内环刀盘(26)、外环刀盘(27)，所述内环刀盘(26)的底部通过螺栓与内环刀盘连接件(19)相连接；所述外环刀盘(27)的底部通过螺栓与上外环刀盘连接件(25)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机环形刀盘的传动结构，其特征在于：所述大内齿圈(7)的外壁连接有轴承大滚柱外圈(9)；所述大内齿圈(7)的外壁与轴承大滚柱外圈(9)的内壁之间通过滚柱架连接有大滚柱(8)、中滚柱(10)，所述轴承大滚柱外圈(9)上连接有轴承小滚柱外圈(14)，所述轴承小滚柱外圈(14)与大内齿圈(7)之间通过滚柱架连接有小滚柱(12)，所述大内齿圈(7)和轴承大滚柱外圈(9)之间通过大滚柱(8)、中滚柱(10)、小滚柱(12)进行转动。
3.根据权利要求1所述的一种盾构机环形刀盘的传动结构，其特征在于：所述外环刀盘连接件(13)与小内齿圈(15)之间通过滚柱架连接有第二大滚柱(11)和第二小滚柱(16)。
4.根据权利要求1所述的一种盾构机环形刀盘的传动结构，其特征在于：所述外环刀盘连接件(13)的外侧设有外圈(18)，所述外圈(18)连接于轴承小滚柱外圈(14)上；所述外圈(18)上设有外密封刷外环(22)；所述外环刀盘连接件(13)位于外密封刷外环(22)的内侧；所述内环刀盘连接件(19)位于外环刀盘连接件(13)的内侧；所述外环刀盘连接件(13)和外密封刷外环(22)之间设有外密封刷内环(21)；所述外密封刷内环(21)和外密封刷外环(22)之间设有外密封刷压环(23)；所述内环刀盘连接件(19)和外环刀盘连接件(13)之间设有中密封刷压环(24)。
5.根据权利要求1所述的一种盾构机环形刀盘的传动结构，其特征在于：所述内环刀盘(26)的刀盘为外锥形，其上设有若干内切削刀口(261)。
6.根据权利要求1所述的一种盾构机环形刀盘的传动结构，其特征在于：所述外环刀盘(27)的刀盘为圆形，其上设有若干外切削刀口(271)。
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