CN108035727B - 盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置 - Google Patents

盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置。在盾构刀盘上内装有圆导轨，其大端固定在盾构刀盘一侧的外侧面，连接件的大端面固定在盾构刀盘另一侧的外侧面，活塞杆小端圆柱穿过圆导轨中心孔后伸出连接件外，活塞杆大端圆柱伸出在盾构刀盘一侧，活塞杆大端圆柱外装有限位器，活塞杆大端圆柱开有多个轴向通孔；保护壳的一侧中心孔与盾构机刮刀底部突出部连接，另一侧大中心孔与连接件的小端圆柱连接，活塞杆小端圆柱与保护壳的另一侧小中心孔连接，伸出连接件外的活塞杆小端圆柱外套有弹簧。本发明可以根据地层软硬情况自动调整盾构机刮刀的工作平面位置，达到减少盾构机滚刀和刮刀磨损，延长使用寿命。

Description

盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置
技术领域
本发明涉及盾构机连接部件，尤其是涉及一种盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置。
背景技术
盾构机在上软下硬地层掘进时，刀具极易发生磨损。这是由于切硬岩的滚刀和切软土刮刀处于同一工作水平面上。在硬岩地层中，刮刀因高强度滑动摩擦而磨损；在软土地层中，滚刀易陷入土层而发生偏磨。实际工程中这类磨损难以预测，因此很可能需要在不利的地质条件下频繁换刀。这不仅会延长工期、增加成本，甚至可能发生开挖面失稳等安全事故。因此发明一种能有限减轻盾构机刀具磨损的装置非常有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置，在使用过程中，可以自动根据地层软硬情况调整盾构机刮刀的工作平面位置，减少盾构机滚刀和刮刀磨损，延长使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明包括盾构机刮刀，保护壳，弹簧，连接件，活塞杆，圆导轨和限位器；在盾构刀盘上内装有圆导轨，圆导轨的大端固定在盾构刀盘一侧的外侧面，连接件的大端面固定在盾构刀盘另一侧的外侧面，活塞杆小端圆柱穿过圆导轨中心孔后伸出连接件外，活塞杆小端圆柱与圆导轨中心孔为滑动配合，活塞杆大端圆柱伸出在盾构刀盘一侧，活塞杆大端圆柱外装有限位器，限位器固定在盾构刀盘一侧，活塞杆大端圆柱与限位器孔为滑动配合，活塞杆大端圆柱开有多个轴向通孔，保护壳的一侧中心孔与盾构机刮刀底部突出部连接，保护壳的另一侧大中心孔与连接件的小端圆柱连接，保护壳的另一侧大中心孔与连接件的小端圆柱为滑动配合，活塞杆小端圆柱与保护壳的另一侧小中心孔连接，伸出连接件外的活塞杆小端圆柱外套有弹簧，弹簧的一端与保护壳大中心孔端接触，弹簧的另一端与盾构刀盘另一侧的外侧面接触。
所述活塞杆大端圆柱与限位器间充满润滑油。
所述保护壳端与连接件大端面之间装有防尘罩。
所述盾构机刮刀底部突出部、保护壳中心孔、连接件、活塞杆小端圆柱和导轨中心孔同轴安装。
所述活塞杆小端圆柱与保护壳另一侧的小中心孔连接，并通过第七螺栓和第八螺栓紧固。
本发明具有的有益效果是：
本发明可以根据地层软硬情况自动调整盾构机刮刀的工作平面位置，达到减少盾构机滚刀和刮刀磨损，延长使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图中：1、盾构机刮刀，2、保护壳，3、防尘罩，4、弹簧，5、连接件，6、活塞杆，7、盾构刀盘，8、限位器，9、第一螺栓，10、第二螺栓，11、第三螺栓，12、第四螺栓，13、第五螺栓，14、第六螺栓，15、润滑油，16、圆导轨，17、第七螺栓，18、第八螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括盾构机刮刀1，保护壳2，弹簧4，连接件5，活塞杆6，圆导轨16和限位器8；在盾构刀盘7上内装有圆导轨16，圆导轨16的大端用第六螺栓14和第三螺栓11固定在盾构刀盘7一侧的外侧面，连接件5的大端面用第一螺栓1和第二螺栓10固定在盾构刀盘7另一侧的外侧面，活塞杆6小端圆柱穿过圆导轨16中心孔后伸出连接件5外，活塞杆6小端圆柱与圆导轨16中心孔为滑动配合，活塞杆6大端圆柱伸出在盾构刀盘7一侧，活塞杆6大端圆柱外装有限位器8，限位器8用第五螺栓13和第四螺栓12通过连接件5的大端面，固定在盾构刀盘7一侧的外侧面，活塞杆6大端圆柱与限位器8孔为滑动配合，活塞杆6大端圆柱开有多个轴向通孔，保护壳2的一侧中心孔与盾构机刮刀1底部突出部连接，保护壳2的另一侧大中心孔与连接件5的小端圆柱连接，保护壳2的另一侧大中心孔与连接件5的小端圆柱为滑动配合，活塞杆6小端圆柱与保护壳2的另一侧小中心孔连接，伸出连接件5外的活塞杆6小端圆柱外套有弹簧4，弹簧4的一端与保护壳2大中心孔端接触，弹簧4的另一端与盾构刀盘7另一侧的外侧面接触。
所述活塞杆6大端圆柱与限位器8间充满润滑油15，活塞杆6大端圆柱开有多个轴向通孔，这些轴向通孔允许润滑油15流通，以免润滑油15在活塞运动时压力过大，导致限位器8发生爆裂。
所述保护壳2端与连接件5大端面之间装有防尘罩3。
所述盾构机刮刀1底部突出部、保护壳2中心孔、连接件5、活塞杆6小端圆柱和导轨16中心孔同轴安装。
所述活塞杆6小端圆柱与保护壳2的另一侧小中心孔连接，活塞杆6小端圆柱用第七螺栓17和第八螺栓18固定在保护壳2的另一侧小中心孔内。
本发明的工作原理：
如图1所示，所述弹簧4压缩和伸长时，连接在弹簧4上的保护壳2随之运动，连接保护壳2上的盾构机刮刀1也随之前后伸缩，从而实现了根据所在地层情况自动调整盾构机刮刀1工作平面的功能。
在软土地层，弹簧4受力较小，压缩量较小。此时盾构机刮刀1的工作平面在滚刀（图中未画出，安装在盾构刀盘上）工作平面之前，即盾构机刮刀1先于滚刀接触土体，盾构机刮刀1切碎土体后，避免了滚刀陷于土体而发生偏磨。
在硬岩地层，弹簧4受力较小，压缩量较大。此时盾构机刮刀1与在滚刀处于同一工作平面，由于盾构机刮刀1通过弹簧4与盾构刀盘7连接，属于柔性连接，刚度小于滚刀。因此连接装置减小了盾构机刮刀1受到的摩檫力，从而减少了盾构机刮刀1的磨损。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置，其特征在于：包括刮刀（1），保护壳（2），弹簧（4），连接件（5），活塞杆（6），圆导轨（16）和限位器（8）；在盾构刀盘（7）上内装有圆导轨（16），圆导轨（16）的大端固定在盾构刀盘（7）一侧的外侧面，连接件（5）的大端面固定在盾构刀盘（7）另一侧的外侧面，活塞杆（6）小端圆柱穿过圆导轨（16）中心孔后伸出连接件（5）外，活塞杆（6）小端圆柱与圆导轨（16）中心孔为滑动配合，活塞杆（6）大端圆柱伸出在盾构刀盘（7）一侧，活塞杆（6）大端圆柱外装有限位器（8），限位器（8）固定在盾构刀盘（7）一侧，活塞杆（6）大端圆柱与限位器（8）孔为滑动配合，活塞杆（6）大端圆柱开有多个轴向通孔，保护壳（2）的一侧中心孔与刮刀（1）底部突出部连接，保护壳（2）的另一侧大中心孔与连接件（5）的小端圆柱连接，保护壳（2）的另一侧大中心孔与连接件（5）的小端圆柱为滑动配合，活塞杆（6）小端圆柱与保护壳（2）的另一侧小中心孔连接，伸出连接件（5）外的活塞杆（6）小端圆柱外套有弹簧（4），弹簧（4）的一端与保护壳（2）大中心孔端接触，弹簧（4）的另一端与盾构刀盘（7）另一侧的外侧面接触；
所述活塞杆（6）小端圆柱与保护壳（2）的另一侧小中心孔连接，并通过第七螺栓（17）和第八螺栓（18）紧固；
所述弹性连接装置按照以下方式工作：
所述弹簧（4）压缩和伸长时，连接在弹簧（4）上的保护壳（2）随之运动，连接保护壳（2）上的盾构机刮刀（1）也随之前后伸缩，从而实现了根据所在地层情况自动调整盾构机刮刀（1）工作平面的功能；
在软土地层，弹簧（4）受力较小、压缩量较小，此时盾构机刮刀（1）的工作平面在滚刀工作平面之前，即盾构机刮刀（1）先于滚刀接触土体，盾构机刮刀（1）切碎土体后，避免了滚刀陷于土体而发生偏磨；
在硬岩地层，弹簧（4）受力较大、压缩量较大，此时盾构机刮刀（1）与在滚刀处于同一工作平面，盾构机刮刀（1）通过弹簧（4）与盾构刀盘（7）柔性连接，刚度小于滚刀，从而减小了盾构机刮刀（1）受到的摩檫力，减少了盾构机刮刀（1）的磨损。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置，其特征在于：所述活塞杆（6）大端圆柱与限位器（8）间充满润滑油（15）。
3.根据权利要求1所述的一种盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置，其特征在于：所述保护壳（2）端与连接件（5）大端面之间装有防尘罩（3）。
4.根据权利要求1所述的一种盾构机刮刀与盾构刀盘的弹性连接装置，其特征在于：所述盾构机刮刀（1）底部突出部、保护壳（2）中心孔、连接件（5）、活塞杆（6）小端圆柱和导轨（16）中心孔同轴安装。
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