CN107139128A - 一种盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道掘进机技术领域，具体涉及一种盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法，包括支撑油缸、密封圆筒和支撑座，所述密封圆筒包括圆筒前盖和圆筒后支撑；圆筒后支撑套接于常压换刀装置的换刀支撑筒内部；所述圆筒前盖的下端中心处竖直设置支撑油缸，所述支撑油缸和圆筒前盖通过设置的撑靴卡块固定连接；所述支撑座为两块半圆拼接的环形支撑结构，所述支撑座底部可通过螺栓与焊接座固定连接，本发明的盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法，解决了在高水压地层施工过程中当常压换刀装置密封失效时需进行更换的难题，保证了在施工过程中，常压换刀装置的实用功能，从而保证了盾构在高水压地层施工常压换刀的安全性。

Description

一种盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法

技术领域

本发明涉及隧道掘进机技术领域，具体涉及一种盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法。

背景技术

随着地下空间的开发，越来越多的过江、跨海隧道逐渐施工，泥水盾构作为该隧道施工的专用大型工程机械，地层开挖过程中，泥水舱压力可高达10bar以上，在泥水盾构刀盘上设计了一种常用换刀装置，实现人工在刀盘臂梁内通过常压换刀装置常压更换地层开挖磨损和损坏的刀具，常压换刀装置的密封性能极其重要，要求在设计制造过程中多次进行测试实验。

我公司开发的所述常压换刀装置，包括换刀支撑筒和闸门板，所述闸门板垂直穿插密封设置于换刀支撑筒的上部，所述换刀支撑筒通过紧固件固定设置于盾构机刀臂梁的焊接座上，所述换刀支撑筒底部通过螺栓固定刀筒。能够完美解决上述带压换刀的各种弊端，但是常压换刀装置由于使用的原因经常会出现密封性能衰退的现象，需要定期将常压换刀装置拆下来进行更换或者维护。

目前在高水压地层施工过程中当盾构机常压换刀装置密封失效时难以修复更换，严重影响施工进度，并且拆卸成本高，拆卸人员人身安全风险高，因此，设计一种能够快速方便安全地更换常压换刀装置密封更换工装及方法成为隧道施工行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于克服背景技术中所描述的缺陷，从而实现一种能够在盾构机刀臂梁内对常压换刀装置密封进行安全、快捷更换的盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种盾构机常压换刀装置密封更换工装，包括支撑油缸、密封圆筒和支撑座，所述密封圆筒包括圆筒前盖和圆筒后支撑，所述圆筒前盖和圆筒后支撑通过螺栓连接在一起；所述圆筒前盖外圆周为锥形结构，且盾构机刀臂梁的焊接座上竖直设置有与圆筒前盖匹配的内锥孔，圆筒前盖和焊接座通过锥角机械配合限位安装，圆筒后支撑套接于常压换刀装置的换刀支撑筒内部，所述换刀支撑筒内侧壁上设置有O型密封圈；所述圆筒前盖的下端中心处竖直设置支撑油缸，所述支撑油缸和圆筒前盖通过支撑油缸端头固定设置的可旋转撑靴卡块固定连接；所述支撑座为两块半圆拼接的环形支撑结构，所述支撑座底部通过螺栓与焊接座固定连接，所述支撑座顶部通过螺栓与密封圆筒的圆通前盖底部固定连接，从而用支撑座将圆筒前盖托起固定，起到临时支撑的作用。

作为本发明的优选技术方案，所述支撑油缸为多级液压油缸。

作为本发明的优选技术方案，圆筒前盖的圆周外表面设置有两道O型密封圈，所述O型密封圈位于圆筒前盖和盾构机刀臂梁的焊接座之间，增加圆筒前盖和焊接座之间的密封性能。

一种盾构机常压换刀装置密封更换方法，包括以下步骤：

步骤一：准备一套如权利要求1所述的盾构机常压换刀装置密封更换工装，首先将安装刀具的刀筒从换刀支撑筒内向外抽出，当抽至闸门板后侧时，将常压换刀装置的闸门板关闭，然后将刀筒从换刀支撑筒底部拆卸下来。

步骤二：在常压换刀装置的换刀支撑筒下方中心处设置支撑油缸，支撑油缸顶端和圆筒前盖通过撑靴卡块固定连接，防止连接部位松动，借助支撑油缸将密封圆筒推入换刀支撑筒内，推到接近闸门板下方位置后，打开常压换刀装置的闸门板，借助支撑油缸继续将密封圆筒的圆筒前盖推入焊接座内，直至推入到位。

步骤三：将密封圆筒的圆筒后支撑拆卸下来，围绕支撑油缸后退，然后将常压换刀装置与焊接座连接的紧固件拆除，将常压换刀装置从盾构机刀臂梁的焊接座上拆下，关闭闸门板，将常压换刀装置围绕支撑油缸后退。

步骤四：将半圆拼接的支撑座分别安装于焊接座内，支撑座底部通过螺栓与焊接座底部固定连接，支撑座的顶部通过螺栓与密封圆筒的圆筒前盖底部固定连接，使支撑座固定支撑住圆筒前盖。

步骤五：将拆卸下来的常压换刀装置整体围绕支撑油缸前移一段距离，然后将闸门板向外适当打开，接着将支撑油缸顶端包括撑靴卡块从圆筒前盖上拆除，并将支撑油缸和圆筒后支撑从盾构机刀臂梁内移除，将常压换刀装置的闸门板关闭，将常压换刀装置整体吊出盾构机刀臂梁至地面进行密封拆解和更换。

步骤六：待常压换刀装置密封更换及测试合格后，整体吊至盾构机刀臂梁内，按照上述步骤的相反顺序在常压环境下安装常压换刀装置。

本发明的盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法的有益效果：

1.本发明的盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法，解决了在高水压地层施工过程中当常压换刀装置密封失效时需进行更换的难题，保证了在施工过程中，常压换刀装置的正常运行，从而保证了盾构在高水压地层施工常压换刀的安全性。

2.本发明的盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法，操作实施过程安全可靠，操作相对简单，保证了常压换刀装置密封更换的效率，从而进一步保证了工程的整体施工进度。

附图说明

图1是本发明的盾构机常压换刀装置在盾构机上的装配结构示意图；

图2是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换方法步骤一的结构示意图；

图3是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换方法步骤二的结构示意图；

图4是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换方法步骤三结构示意图之一；

图5是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换方法步骤三结构示意图之二；

图6是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换工装的分解结构示意图及密封更换方法步骤四的结构示意图；

图7是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换方法步骤五结构示意图之一；

图8是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换方法步骤五结构示意图之二；

图9是本发明的盾构机常压换刀装置密封更换方法步骤五结构示意图之三。

图中：1-常压换刀装置，101-换刀支撑筒，102-闸门板，2-密封圆筒，201-圆筒前盖，202-圆筒后支撑，3-支撑油缸，4-支撑座，5-刀臂梁，6-焊接座，7-刀筒，8-撑靴卡块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的盾构机常压换刀装置密封更换工装及方法做更加详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

本发明的一种盾构机常压换刀装置密封更换工装，包括支撑油缸3、密封圆筒2和支撑座4，所述密封圆筒2包括圆筒前盖201和圆筒后支撑202，所述圆筒前盖201和圆筒后支撑202通过螺栓连接在一起；所述圆筒前盖201外圆周为锥形结构，且盾构机刀臂梁5的焊接座6上竖直设置有与圆筒前盖201匹配的内锥孔，圆筒前盖201和焊接座6通过锥角机械配合限位安装，圆筒后支撑202套接于常压换刀装置1的换刀支撑筒101内部，所述换刀支撑筒101内侧壁上设置有O型密封圈；所述圆筒前盖201的下端中心处竖直设置支撑油缸3，所述支撑油缸3和圆筒前盖201通过支撑油缸3端头固定设置的可旋转撑靴卡块8固定连接；所述支撑座4为两块半圆拼接的环形支撑结构，所述支撑座4底部可通过螺栓与焊接座6固定连接，支撑座4的顶部可通过螺栓与密封圆筒2的圆筒前盖201底部固定连接，从而用支撑座4将圆筒前盖201托起固定，起到临时支撑的作用。

所述支撑油缸3为多级液压油缸；所述圆筒前盖201的圆周外表面设置有两道O型密封圈，所述O型密封圈位于圆筒前盖201和焊接座6之间，增加圆筒前盖201和焊接座6之间的密封性能。

一种盾构机常压换刀装置密封更换方法，包括以下步骤：

步骤一：准备一套如上所述的盾构机常压换刀装置密封更换工装，首先将安装刀具的刀筒7从换刀支撑筒101内向外抽出，当抽至闸门板102后侧时，将常压换刀装置1的闸门板102关闭，然后将刀筒7从换刀支撑筒101底部拆卸下来。

步骤二：在常压换刀装置1的换刀支撑筒101下方中心处设置支撑油缸3，支撑油缸3顶端和圆筒前盖201通过撑靴卡块8固定连接，防止连接部位松动，借助支撑油缸3将密封圆筒2推入换刀支撑筒101内，推到接近闸门板102下方位置后，打开常压换刀装置1的闸门板102，借助支撑油缸3进一步将密封圆筒2的圆筒前盖201推入焊接座6内，直至推入到位，从而起到隔离高水压环境的作用，实现人工常压环境下拆卸更换操作。

步骤三：将密封圆筒2的圆筒后支撑202拆卸下来，围绕支撑油缸3后退，然后将常压换刀装置1与焊接座6连接的紧固件拆除，将常压换刀装置1从盾构机刀臂梁5的焊接座6上拆下，关闭闸门板102，将常压换刀装置1围绕支撑油缸3后退。

步骤四：将半圆拼接的支撑座4分别安装于焊接座6内，支撑座底部4通过螺栓与焊接座6底部固定连接，支撑座4的顶部通过螺栓连接与密封圆筒2的圆筒前盖201底部固定连接，使支撑座4固定支撑住圆筒前盖201。

步骤五：将拆卸下来的常压换刀装置1整体围绕支撑油缸3前移一段距离，然后将闸门板102向外打开，接着将支撑油缸3顶端包括撑靴卡块8从圆筒前盖201上拆除，并将支撑油缸3和圆筒后支撑202从盾构机刀臂梁5内移除，将常压换刀装置1的闸门板102关闭，将常压换刀装置1整体吊出盾构机刀臂梁5至地面进行密封拆解和更换。

步骤六：待常压换刀装置1密封更换及测试合格后，整体吊至盾构机刀臂梁5内，按照上述步骤的相反顺序在常压环境下安装常压换刀装置1。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种盾构机常压换刀装置密封更换工装，包括支撑油缸、密封圆筒和支撑座，其特征在于：所述密封圆筒包括圆筒前盖和圆筒后支撑，所述圆筒前盖和圆筒后支撑通过螺栓连接在一起；所述圆筒前盖外圆周为锥形结构，且盾构机刀臂梁的焊接座上竖直设置有与圆筒前盖匹配的内锥孔，圆筒前盖和焊接座通过锥角机械配合限位安装，圆筒后支撑套接于常压换刀装置的换刀支撑筒内部，所述换刀支撑筒内侧壁上设置有O型密封圈；所述圆筒前盖的下端中心处竖直设置支撑油缸，所述支撑油缸和圆筒前盖通过支撑油缸端头固定设置的可旋转撑靴卡块固定连接；所述支撑座为两块半圆拼接的环形支撑结构，所述支撑座底部通过螺栓与焊接座固定连接，所述支撑座顶部通过螺栓与密封圆筒的圆通前盖底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的盾构机常压换刀装置密封更换工装，其特征在于：所述支撑油缸为多级液压油缸。

3.根据权利要求1或2所述的盾构机常压换刀装置密封更换工装，其特征在于：圆筒前盖的圆周外表面设置有两道O型密封圈，所述O型密封圈位于圆筒前盖和盾构机刀臂梁的焊接座之间。

4.一种盾构机常压换刀装置密封更换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：准备一套如权利要求1所述的盾构机常压换刀装置密封更换工装，首先将安装刀具的刀筒从换刀支撑筒内向外抽出，当抽至闸门板后侧时，将常压换刀装置的闸门板关闭，然后将刀筒从换刀支撑筒底部拆卸下来；

步骤二：在常压换刀装置的换刀支撑筒下方中心处设置支撑油缸，支撑油缸顶端和圆筒前盖通过撑靴卡块固定连接，防止连接部位松动，借助支撑油缸将密封圆筒推入换刀支撑筒内，推到接近闸门板下方位置后，打开常压换刀装置的闸门板，然后打开常压换刀装置的闸门板，借助支撑油缸继续将密封圆筒的圆筒前盖推入焊接座内，直至推入到位；

步骤三：将密封圆筒的圆筒后支撑拆卸下来，围绕支撑油缸后退，然后将常压换刀装置与焊接座连接的紧固件拆除，将常压换刀装置从盾构机刀臂梁的焊接座上拆下，关闭闸门板，将常压换刀装置围绕支撑油缸后退；

步骤四：将半圆拼接的支撑座分别安装于焊接座内，支撑座底部通过螺栓与焊接座底部固定连接，支撑座的顶部通过螺栓与密封圆筒的圆筒前盖底部固定连接，使支撑座固定支撑住圆筒前盖；

步骤五：将拆卸下来的常压换刀装置整体围绕支撑油缸前移一段距离，然后将闸门板向外适当打开，接着将支撑油缸顶端包括撑靴卡块从圆筒前盖上拆除，并将支撑油缸和圆筒后支撑从盾构机刀臂梁内移除，将常压换刀装置的闸门板关闭，将常压换刀装置整体吊出盾构机刀臂梁至地面进行密封拆解和更换；

步骤六：待常压换刀装置密封更换及测试合格后，整体吊至盾构机刀臂梁内，按照上述步骤的相反顺序在常压环境下安装常压换刀装置。