CN107120123A - 一种顶进机刀盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种顶进机刀盘,包括顶进盘和中央控制器;顶进盘为圆形;沿顶进方向,顶进盘前端面上设有钻刀,顶进盘后端面上固定有第一电机,钻刀与第一电机的动力输出轴连接,第一电机与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀和边缘钻刀,中央钻刀的中心轴与顶进盘的圆心位置对应,边缘钻刀以顶进盘的圆心为中心均匀分布;中央钻刀的中心轴水平放置,各边缘钻刀的中心轴以顶进盘的圆心为中心呈放射状设置。本发明的有益效果是:破岩能力强,钻刀顶进快速,解决了现有顶进机刀盘易卡壳的问题。
Description
技术领域
本发明属于地下顶管工程设备技术领域,具体涉及一种顶进机刀盘。
背景技术
顶管技术是一种常用的非开挖技术,可以安全地穿越公路、铁路、河流,甚至能在建筑物底下穿过,有效进行环境保护。顶管技术施工无需隔断施工,避免开挖施工影响交通、破坏路面、破坏地表植被、影响正常的活动和居民的日常生活,以及存在大量的土方工程,极大地缩短了施工工期。然而,现有的顶管机破岩能力差、顶进缓慢,甚至出现刀盘卡壳无法继续顶进的情况。
发明内容
为解决现有顶管机刀盘破岩能力差、顶进缓慢、刀盘易卡壳等问题,本发明的目的在于提供一种顶进机刀盘。
本发明是通过以下技术方案来实现的:一种顶进机刀盘,包括顶进盘和中央控制器;上述顶进盘为圆形;沿顶进方向,上述顶进盘前端面上设有钻刀,上述顶进盘后端面上固定有第一电机,上述钻刀与上述第一电机的动力输出轴连接,上述第一电机与上述中央控制器通过电信号连接;上述钻刀包括中央钻刀和边缘钻刀,上述中央钻刀的中心轴与上述顶进盘的圆心位置对应,上述边缘钻刀以上述顶进盘的圆心为中心均匀分布;上述中央钻刀的中心轴水平放置,各上述边缘钻刀的中心轴以上述顶进盘的圆心为中心呈放射状设置。
本发明优选地,沿顶进方向,上述顶进盘后方设有圆形的定位盘;上述定位盘与上述顶进盘圆心对齐;上述定位盘前端面上设有导轨;上述顶进盘的圆周面上设有连杆,上述连杆上固定有第二电机,上述第二电机的动力输出轴上连接有滑轮;上述滑轮与上述导轨内壁紧密接触,上述第二电机与上述中央控制器通过电信号连接。
本发明优选地,上述导轨包括至少4个,各上述导轨以上述定位盘的圆心为中心均匀分布。
本发明优选地,沿顶进方向,上述定位盘后方设有圆形的固定盘;上述固定盘与上述定位盘大小相同、圆心对齐;上述固定盘上设有第三电机,上述第三电机与上述定位盘的中心通过转轴连接。
本发明优选地,上述钻刀呈圆锥体,上述钻刀的圆锥面上设有螺纹。
本发明优选地,靠近上述顶进盘的一端,上述导轨内壁设有前置压力传感器;靠近上述定位盘的一端,上述导轨内壁设有后置压力传感器;上述前置压力传感器、上述后置压力传感器分别与上述中央控制器通过电信号连接。
本发明优选地,上述固定盘的后端面上设有顶管连接件。
第一电机带动钻刀高速旋转,钻刀在岩土中钻孔顶进。中央钻刀的中心轴保持水平,边缘钻刀的中心轴以顶进盘的圆心为中心呈放射状,在中央钻刀和边缘钻刀的钻进作用下,岩土结构被均匀破坏。
顶进盘通过滑轮与定位盘上的导轨紧密接触,通过滑轮的滑动作用,可以使顶进盘沿导轨前后滑动,当岩土结构过于紧实钻进困难时,钻刀可能被岩土卡死,此时,可以控制第二电机转动,带动滑轮转动,使顶进盘沿导轨往后回撤,则可以将钻刀方便地拔出,继而重新向前顶进,通过多次反复的回撤、顶进,可以将硬度较大的岩土结构逐渐破坏。
导轨包括至少4个,以定位盘的圆心为中心均匀分布,对顶进盘起到良好的稳固和支撑作用。
固定盘上设有第三电机,在第一次顶进完成后,将钻刀拔出,通过控制第三电机转动,带动定位盘和顶进盘旋转,使钻刀偏转一定的角度后再次顶进,这样,在岩土结构上钻孔更加细密,能够更有效地破坏岩土结构。
钻刀为圆锥体,方便将钻刀从岩土结构中拔出,钻刀圆锥面上设有螺纹,可以提高钻土效果。
导轨内设有前置压力传感器和后置压力传感器,起到了对滑轮行程的限位作用。当滑轮运行触碰到前置压力传感器时,前置压力传感器向中央控制器发射信号,中央控制器控制第二电机停转,则滑轮停止转动;当滑轮运行触碰到后置压力传感器时,后置压力传感器向中央控制器发射信号,中央控制器控制第二电机停转,则滑轮停止转动。
固定盘后端面上的顶管连接件用于连接顶管。
本发明至少能够达到一项以下有益效果:
1.破岩能力强,钻孔细密,有利于瓦解和剥离岩土结构;
2.钻刀顶进快速,有利于缩短工期;
3.钻刀易钻易拔,解决了现有顶进机刀盘易卡壳的问题。
附图说明
图1是本发明的正视图。
图2是本发明的左视图。
附图中各序号及其对应名称如下:
顶进盘1、第一电机2、中央钻刀3、边缘钻刀4、定位盘5、导轨6、连杆7、第二电机8、滑轮9、固定盘10、第三电机11、转轴12、前置压力传感器13、后置压力传感器14、顶管连接件15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的解释说明。
实施例1
如图1和图2所示,包括顶进盘1和中央控制器;顶进盘1为圆形;沿顶进方向,顶进盘1前端面上设有钻刀,顶进盘1后端面上固定有第一电机2,钻刀与第一电机2的动力输出轴连接,第一电机2与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀3和边缘钻刀4,中央钻刀3的中心轴与顶进盘1的圆心位置对应,边缘钻刀4以顶进盘1的圆心为中心均匀分布;中央钻刀3的中心轴水平放置,各边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状设置。
沿顶进方向,顶进盘1后方设有圆形的定位盘5;定位盘5与顶进盘1圆心对齐;定位盘5前端面上设有导轨6;顶进盘1的圆周面上设有连杆7,连杆7上固定有第二电机8,第二电机8的动力输出轴上连接有滑轮9;滑轮9与导轨6内壁紧密接触,第二电机8与中央控制器通过电信号连接。
导轨6包括4个,各导轨6以定位盘5的圆心为中心均匀分布。
沿顶进方向,定位盘5后方设有圆形的固定盘10;固定盘10与定位盘5大小相同、圆心对齐;固定盘10上设有第三电机11,第三电机11与定位盘5的中心通过转轴12连接。
钻刀呈圆锥体,钻刀的圆锥面上设有螺纹。
靠近顶进盘1的一端,导轨6内壁设有前置压力传感器13;靠近定位盘5的一端,导轨6内壁设有后置压力传感器14;前置压力传感器13、后置压力传感器14分别与中央控制器通过电信号连接。
固定盘10的后端面上设有顶管连接件15。
实施例2
如图1和图2所示,包括顶进盘1和中央控制器;顶进盘1为圆形;沿顶进方向,顶进盘1前端面上设有钻刀,顶进盘1后端面上固定有第一电机2,钻刀与第一电机2的动力输出轴连接,第一电机2与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀3和边缘钻刀4,中央钻刀3的中心轴与顶进盘1的圆心位置对应,边缘钻刀4以顶进盘1的圆心为中心均匀分布;中央钻刀3的中心轴水平放置,各边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状设置。
沿顶进方向,顶进盘1后方设有圆形的定位盘5;定位盘5与顶进盘1圆心对齐;定位盘5前端面上设有导轨6;顶进盘1的圆周面上设有连杆7,连杆7上固定有第二电机8,第二电机8的动力输出轴上连接有滑轮9;滑轮9与导轨6内壁紧密接触,第二电机8与中央控制器通过电信号连接。
导轨6包括4个,各导轨6以定位盘5的圆心为中心均匀分布。
沿顶进方向,定位盘5后方设有圆形的固定盘10;固定盘10与定位盘5大小相同、圆心对齐;固定盘10上设有第三电机11,第三电机11与定位盘5的中心通过转轴12连接。
钻刀呈圆锥体,钻刀的圆锥面上设有螺纹。
靠近顶进盘1的一端,导轨6内壁设有前置压力传感器13;靠近定位盘5的一端,导轨6内壁设有后置压力传感器14;前置压力传感器13、后置压力传感器14分别与中央控制器通过电信号连接。
实施例3
如图1和图2所示,包括顶进盘1和中央控制器;顶进盘1为圆形;沿顶进方向,顶进盘1前端面上设有钻刀,顶进盘1后端面上固定有第一电机2,钻刀与第一电机2的动力输出轴连接,第一电机2与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀3和边缘钻刀4,中央钻刀3的中心轴与顶进盘1的圆心位置对应,边缘钻刀4以顶进盘1的圆心为中心均匀分布;中央钻刀3的中心轴水平放置,各边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状设置。
沿顶进方向,顶进盘1后方设有圆形的定位盘5;定位盘5与顶进盘1圆心对齐;定位盘5前端面上设有导轨6;顶进盘1的圆周面上设有连杆7,连杆7上固定有第二电机8,第二电机8的动力输出轴上连接有滑轮9;滑轮9与导轨6内壁紧密接触,第二电机8与中央控制器通过电信号连接。
导轨6包括4个,各导轨6以定位盘5的圆心为中心均匀分布。
沿顶进方向,定位盘5后方设有圆形的固定盘10;固定盘10与定位盘5大小相同、圆心对齐;固定盘10上设有第三电机11,第三电机11与定位盘5的中心通过转轴12连接。
钻刀呈圆锥体,钻刀的圆锥面上设有螺纹。
实施例4
如图1和图2所示,包括顶进盘1和中央控制器;顶进盘1为圆形;沿顶进方向,顶进盘1前端面上设有钻刀,顶进盘1后端面上固定有第一电机2,钻刀与第一电机2的动力输出轴连接,第一电机2与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀3和边缘钻刀4,中央钻刀3的中心轴与顶进盘1的圆心位置对应,边缘钻刀4以顶进盘1的圆心为中心均匀分布;中央钻刀3的中心轴水平放置,各边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状设置。
沿顶进方向,顶进盘1后方设有圆形的定位盘5;定位盘5与顶进盘1圆心对齐;定位盘5前端面上设有导轨6;顶进盘1的圆周面上设有连杆7,连杆7上固定有第二电机8,第二电机8的动力输出轴上连接有滑轮9;滑轮9与导轨6内壁紧密接触,第二电机8与中央控制器通过电信号连接。
导轨6包括4个,各导轨6以定位盘5的圆心为中心均匀分布。
沿顶进方向,定位盘5后方设有圆形的固定盘10;固定盘10与定位盘5大小相同、圆心对齐;固定盘10上设有第三电机11,第三电机11与定位盘5的中心通过转轴12连接。
实施例5
包括顶进盘1和中央控制器;顶进盘1为圆形;沿顶进方向,顶进盘1前端面上设有钻刀,顶进盘1后端面上固定有第一电机2,钻刀与第一电机2的动力输出轴连接,第一电机2与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀3和边缘钻刀4,中央钻刀3的中心轴与顶进盘1的圆心位置对应,边缘钻刀4以顶进盘1的圆心为中心均匀分布;中央钻刀3的中心轴水平放置,各边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状设置。
沿顶进方向,顶进盘1后方设有圆形的定位盘5;定位盘5与顶进盘1圆心对齐;定位盘5前端面上设有导轨6;顶进盘1的圆周面上设有连杆7,连杆7上固定有第二电机8,第二电机8的动力输出轴上连接有滑轮9;滑轮9与导轨6内壁紧密接触,第二电机8与中央控制器通过电信号连接。
导轨6包括5个,各导轨6以定位盘5的圆心为中心均匀分布。
实施例6
如图1和图2所示,包括顶进盘1和中央控制器;顶进盘1为圆形;沿顶进方向,顶进盘1前端面上设有钻刀,顶进盘1后端面上固定有第一电机2,钻刀与第一电机2的动力输出轴连接,第一电机2与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀3和边缘钻刀4,中央钻刀3的中心轴与顶进盘1的圆心位置对应,边缘钻刀4以顶进盘1的圆心为中心均匀分布;中央钻刀3的中心轴水平放置,各边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状设置。
沿顶进方向,顶进盘1后方设有圆形的定位盘5;定位盘5与顶进盘1圆心对齐;定位盘5前端面上设有导轨6;顶进盘1的圆周面上设有连杆7,连杆7上固定有第二电机8,第二电机8的动力输出轴上连接有滑轮9;滑轮9与导轨6内壁紧密接触,第二电机8与中央控制器通过电信号连接。
实施例7
如图1和图2所示,包括顶进盘1和中央控制器;顶进盘1为圆形;沿顶进方向,顶进盘1前端面上设有钻刀,顶进盘1后端面上固定有第一电机2,钻刀与第一电机2的动力输出轴连接,第一电机2与中央控制器通过电信号连接;钻刀包括中央钻刀3和边缘钻刀4,中央钻刀3的中心轴与顶进盘1的圆心位置对应,边缘钻刀4以顶进盘1的圆心为中心均匀分布;中央钻刀3的中心轴水平放置,各边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状设置。
以实施例1为例,本发明具体的工作原理是:
第一电机2带动钻刀高速旋转,钻刀在岩土中钻孔顶进。中央钻刀3的中心轴保持水平,边缘钻刀4的中心轴以顶进盘1的圆心为中心呈放射状,在中央钻刀3和边缘钻刀4的钻进作用下,岩土结构被均匀破坏。
顶进盘1通过滑轮9与定位盘5上的导轨6紧密接触,通过滑轮9的滑动作用,可以使顶进盘1沿导轨6前后滑动,当岩土结构过于紧实钻进困难时,钻刀可能被岩土卡死,此时,可以控制第二电机8转动,带动滑轮9转动,使顶进盘1沿导轨6往后回撤,则可以将钻刀方便地拔出,继而重新向前顶进,通过多次反复的回撤、顶进,可以将硬度较大的岩土结构逐渐破坏。
导轨6包括至少4个,以定位盘5的圆心为中心均匀分布,对顶进盘1起到良好的稳固和支撑作用。
固定盘10上设有第三电机11,在第一次顶进完成后,将钻刀拔出,通过控制第三电机11转动,带动定位盘5和顶进盘1旋转,使钻刀偏转一定的角度后再次顶进,这样,在岩土结构上钻孔更加细密,能够更有效地破坏岩土结构。
钻刀为圆锥体,方便将钻刀从岩土结构中拔出,钻刀圆锥面上设有螺纹,可以提高钻土效果。
导轨6内设有前置压力传感器13和后置压力传感器14,起到了对滑轮9行程的限位作用。当滑轮9运行触碰到前置压力传感器13时,前置压力传感器13向中央控制器发射信号,中央控制器控制第二电机8停转,则滑轮9停止转动;当滑轮9运行触碰到后置压力传感器14时,后置压力传感器14向中央控制器发射信号,中央控制器控制第二电机8停转,则滑轮9停止转动。
固定盘10后端面上的顶管连接件15用于连接顶管。
上述实施例只是本发明的较佳实施例,并不是对本发明技术方案的限制,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进均应视为落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种顶进机刀盘,其特征在于:包括顶进盘(1)和中央控制器;
所述顶进盘(1)为圆形;
沿顶进方向,所述顶进盘(1)前端面上设有钻刀,所述顶进盘(1)后端面上固定有第一电机(2),所述钻刀与所述第一电机(2)的动力输出轴连接,所述第一电机(2)与所述中央控制器通过电信号连接;
所述钻刀包括中央钻刀(3)和边缘钻刀(4),所述中央钻刀(3)的中心轴与所述顶进盘(1)的圆心位置对应,所述边缘钻刀(4)以所述顶进盘(1)的圆心为中心均匀分布;
所述中央钻刀(3)的中心轴水平放置,各所述边缘钻刀(4)的中心轴以所述顶进盘(1)的圆心为中心呈放射状设置。
2.根据权利要求1所述的一种顶进机刀盘,其特征在于:沿顶进方向,所述顶进盘(1)后方设有圆形的定位盘(5);
所述定位盘(5)与所述顶进盘(1)圆心对齐;
所述定位盘(5)前端面上设有导轨(6);
所述顶进盘(1)的圆周面上设有连杆(7),所述连杆(7)上固定有第二电机(8),所述第二电机(8)的动力输出轴上连接有滑轮(9);
所述滑轮(9)与所述导轨(6)内壁紧密接触,所述第二电机(8)与所述中央控制器通过电信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种顶进机刀盘,其特征在于:所述导轨(6)包括至少4个,各所述导轨(6)以所述定位盘(5)的圆心为中心均匀分布。
4.根据权利要求3所述的一种顶进机刀盘,其特征在于:沿顶进方向,所述定位盘(5)后方设有圆形的固定盘(10);
所述固定盘(10)与所述定位盘(5)大小相同、圆心对齐;
所述固定盘(10)上设有第三电机(11),所述第三电机(11)与所述定位盘(5)的中心通过转轴(12)连接。
5.根据权利要求4所述的一种顶进机刀盘,其特征在于:所述钻刀呈圆锥体,所述钻刀的圆锥面上设有螺纹。
6.根据权利要求5所述的一种顶进机刀盘,其特征在于:靠近所述顶进盘(1)的一端,所述导轨(6)内壁设有前置压力传感器(13);
靠近所述定位盘(5)的一端,所述导轨(6)内壁设有后置压力传感器(14);
所述前置压力传感器(13)、所述后置压力传感器(14)分别与所述中央控制器通过电信号连接。
7.根据权利要求6所述的一种顶进机刀盘,其特征在于:所述固定盘(10)的后端面上设有顶管连接件(15)。
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陈延伟等: "小口径地下管道挖掘机刀盘设计与研究", 《制造业自动化》 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108643931A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-10-12 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种掘进机超挖刀控制机构及掘进机 |
CN108643931B (zh) * | 2018-04-25 | 2024-04-09 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种掘进机超挖刀控制机构及掘进机 |
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