CN108979652A - 一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构 - Google Patents

一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,包括刀盘连接法兰,所述的刀盘连接法兰内设有主动搅拌棒轴,主动搅拌棒轴的一端与主动搅拌棒连接,主动搅拌棒轴的另一端固定在太阳轮内,太阳轮与行星轮啮合,行星轮与外齿圈啮合,行星轮设在行星架上,行星架与刀盘连接法兰连接,外齿圈固定在驱动箱上,主动搅拌棒上设有喷水口。本发明的有益效果:大大降低了刀盘结泥饼的几率;大大增加了刀盘牛腿中部空间内渣土的流动性;降低了制造、维护和密封油脂消耗等带来的设计及施工成本,且增加了盾构机的密封性能。

Description

一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构
技术领域
本发明涉及隧道施工装置,特别是指一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构。
背景技术
刀盘在泥岩、黏土地质中掘进时,会由于土质较粘、刀盘挤压以及渣土改良不善和土仓内渣土流动性差的原因造成刀盘结泥饼问题。刀盘L型梁、U型梁结构作为渣土改良、刀盘磨损检测及超挖刀液压管路的通道,在施工中会对土仓中渣土自上而下的流动造成阻碍,使得渣土不能通过最短的轨迹到达底部的出渣口,而会绕过牛腿,通过更长的轨迹到达底部,这对于渣土流动性提出了更高的要求。而在现场施工时,由于不能保证渣土改良达到很好的效果,尤其是泥岩、黏土粘性地质,所以会经常性的出现刀盘结泥饼的现象,处理起来费时费力,且成本高,危险性大。如何尽可能的释放刀盘牛腿中部空间,增加刀盘中部渣土流动性,从根本上降低刀盘结泥饼的几率,成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,解决了现有技术中刀盘牛腿中部渣土流动性差导致的刀盘易结泥饼的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,包括刀盘连接法兰,所述的刀盘连接法兰内设有主动搅拌棒轴,主动搅拌棒轴的一端与主动搅拌棒连接,主动搅拌棒轴的另一端固定在太阳轮内,太阳轮与行星轮啮合,行星轮与外齿圈啮合,行星轮设在行星架上,行星架与刀盘连接法兰连接,外齿圈固定在驱动箱上,主动搅拌棒上设有喷水口。
所述的喷水口包括主动搅拌棒端部的喷水口和中心处的喷水口。
所述的刀盘连接法兰与主动搅拌棒轴之间设有唇形密封、滚针轴承和推力调心滚子轴承I,唇形密封位于主动搅拌棒与主动搅拌棒轴的连接端,推力调心滚子轴承I位于主动搅拌棒轴与太阳轮的连接端,滚针轴承位于唇形密封与推力调心滚子轴承I之间。
所述的主动搅拌棒轴与中心回转接头定子活动配合,中心回转接头定子设在中心回转接头转子内,中心回转接头定子固定在中心回转接头支撑架上,中心回转接头支撑架与驱动箱连接,中心回转接头转子与行星架连接,喷水管路通过中心回转接头定子、主动搅拌棒轴、主动搅拌棒内部的通道与喷水口连通,流体管路通过中心回转接头定子、中心回转接头转子内部的管道与流体管道连通,流体管道依次通过行星架、刀盘连接法兰和牛腿内部的通道。
所述的主动搅拌棒轴通过推力调心滚子轴承II与中心回转接头定子活动配合。
所述的流体管路包括渣土改良剂管路、刀盘磨损检测液压管路和超挖刀系统液压管路。
本发明主要包括对管路布置线路的更改,以及在刀盘中间位置增设能喷水的主动搅拌棒。
一,中心喷水搅拌棒
在刀盘连接法兰中心位置增设喷水的主动搅拌棒,水管内置在主动搅拌棒的内部。与土仓接触的地方采用多道唇形密封防止渣土进入盾构机内部。整个主动搅拌棒由滚针轴承和推力调心滚子轴承进行支撑。在主动搅拌棒轴的端部设置一个行星轮系。行星轮系的外圈固定在主驱动驱动箱上,行星轮安装在行星架上,行星架固定在刀盘上,行星架与刀盘之间没有相对运动。太阳轮通过花键与主动搅拌棒的轴连接。在刀盘正常工作时,行星架的转动使得行星轮发生自转与公转,由于外圈是固定不动的,所以太阳轮发生与刀盘同向的转动,但是由于传动比的存在,主动搅拌棒与刀盘存在相对转动。该结构的特点是,在不外加驱动的情况下就能实现主动搅拌棒的旋转。
二,改良剂通道和液压管路通道的路线更改
为了适配前面的更改设计,对中心回转接头的结构进行了更改。其中中心回转接头的内部为定子,外部为转子,转子通过螺栓连接在行星架上,随着刀盘一起转动。渣土改良剂用的管路、刀盘磨损检测液压管路、超挖刀系统用液压管路分别连接到定子的一端,管路内部的液体通过定子、转子到达渣土改良剂用的管道、刀盘磨损检测液压管道、超挖刀系统用液压管道,三个管道再统一通过行星架、刀盘连接法兰、牛腿内部通道到达刀盘前方。刀盘中间主动搅拌棒使用的水也是通过定子传输的。
本发明在盾构掘进过程中对于降低泥饼产生的有益效果:
1.本发明取消了目前普遍使用的L型、U型梁,释放了牛腿中部的空间,大大降低了渣土在扭腿中部的堆积与滞留几率,使得渣土能按照最佳轨迹即经过牛腿中部直接到达螺旋输送机出渣口,大大降低了刀盘结泥饼的几率。
2.本发明在刀盘中间增设了一个能够喷水的主动搅拌棒,大大增加了刀盘牛腿中部空间内渣土的流动性,对体积较小泥团,具有一定的冲刷能力。
3.本发明取消了主驱动内密封,降低了制造、维护和密封油脂消耗等带来的设计及施工成本,且增加了盾构机的密封性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图。
图中:1-主动搅拌棒,2-唇形密封,3-内六角圆柱头螺钉Ⅰ,4-滚针轴承,5-推力调心滚子轴承Ⅰ,6-刀盘连接法兰,7-牛腿,8-主驱动,9-驱动箱,10-中心回转接头支撑架,11-流体管路,12-中心回转接头转子,13-中心回转接头定子,14-推力调心滚子轴承Ⅱ,15-主动搅拌棒轴,16-太阳轮,17-行星轮,18-外齿圈,19-内六角圆柱头螺钉Ⅱ,20-行星架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,包括刀盘连接法兰6,所述的刀盘连接法兰6内设有主动搅拌棒轴15,主动搅拌棒轴15的一端与主动搅拌棒1连接,主动搅拌棒轴15的另一端固定在太阳轮16内,太阳轮16与行星轮17啮合,行星轮17与外齿圈18啮合,行星轮17设在行星架20上,行星架20与刀盘连接法兰6连接,外齿圈18固定在驱动箱9上,主动搅拌棒1上设有喷水口。
主驱动8为动力源设在驱动箱9内,主驱动带动刀盘连接法兰6旋转,刀盘连接法兰通过牛腿7与刀盘连接。通过在刀盘连接法兰中间设计一个能够喷水的主动搅拌棒,对刀盘牛腿中部的土体进行改良与冲洗,降低刀盘结泥饼几率。在主动搅拌棒轴的端部设置一个行星轮系。行星轮系的外圈固定在主驱动的驱动箱上,行星轮安装在行星架上,行星架固定在刀盘上,行星架与刀盘之间没有相对运动。太阳轮通过花键与主动搅拌棒的轴连接。该结构的特点是,在主动搅拌棒不外加驱动的情况下实现旋转,并且由于传动比的存在,使得主动搅拌棒与刀盘存在相对转动,进一步增加对牛腿中部渣土的搅拌。并且主动搅拌棒轴的轴向尺寸较小,径向尺寸较大,使得轴的强度、刚度能满足主动搅拌棒在搅拌渣土时扭矩大、冲击大的使用工况,具有可实施性。
所述的喷水口包括主动搅拌棒1端部的喷水口和中心处的喷水口。
所述的刀盘连接法兰6与主动搅拌棒轴15之间设有唇形密封2、滚针轴承4和推力调心滚子轴承I5,唇形密封2位于主动搅拌棒1与主动搅拌棒轴15的连接端,推力调心滚子轴承I5位于主动搅拌棒轴15与太阳轮16的连接端,滚针轴承4位于唇形密封2与推力调心滚子轴承I5之间。
所述的主动搅拌棒轴15与中心回转接头定子13活动配合,中心回转接头定子13设在中心回转接头转子12内,中心回转接头定子13固定在中心回转接头支撑架10上,中心回转接头支撑架10与驱动箱9连接,中心回转接头转子12与行星架20连接,喷水管路通过中心回转接头定子13、主动搅拌棒轴15、主动搅拌棒1内部的通道与喷水口连通,流体管路11通过中心回转接头定子13、中心回转接头转子12内部的管道与流体管道连通,流体管道依次通过行星架20、刀盘连接法兰6和牛腿7内部的通道。
所述的主动搅拌棒轴15通过推力调心滚子轴承II14与中心回转接头定子13活动配合。
所述的流体管路11包括渣土改良剂管路、刀盘磨损检测液压管路和超挖刀系统液压管路。
将渣土改良剂管路、刀盘磨损检测液压管路和超挖刀系统液压管路逐个通过转子和定子内的管道与其流体管道连接,然后流体管道统一布置在行星架、刀盘连接法兰、牛腿内部的通道内,消除了目前普遍采用的L型、U型梁,释放了牛腿中部空间,大大减少了渣土附着点位,增加了刀盘牛腿中部渣土的流动性,降低了刀盘结泥饼的几率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,包括刀盘连接法兰(6),其特征在于:所述的刀盘连接法兰(6)内设有主动搅拌棒轴(15),主动搅拌棒轴(15)的一端与主动搅拌棒(1)连接,主动搅拌棒轴(15)的另一端固定在太阳轮(16)内,太阳轮(16)与行星轮(17)啮合,行星轮(17)与外齿圈(18)啮合,行星轮(17)设在行星架(20)上,行星架(20)与刀盘连接法兰(6)连接,外齿圈(18)固定在驱动箱(9)上,主动搅拌棒(1)上设有喷水口。
2.根据权利要求1所述的降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,其特征在于:所述的喷水口包括主动搅拌棒(1)端部的喷水口和中心处的喷水口。
3.根据权利要求1所述的降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,其特征在于:所述的刀盘连接法兰(6)与主动搅拌棒轴(15)之间设有唇形密封(2)、滚针轴承(4)和推力调心滚子轴承I(5),唇形密封(2)位于主动搅拌棒(1)与主动搅拌棒轴(15)的连接端,推力调心滚子轴承I(5)位于主动搅拌棒轴(15)与太阳轮(16)的连接端,滚针轴承(4)位于唇形密封(2)与推力调心滚子轴承I(5)之间。
4.根据权利要求1所述的降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,其特征在于:所述的主动搅拌棒轴(15)与中心回转接头定子(13)活动配合,中心回转接头定子(13)设在中心回转接头转子(12)内,中心回转接头定子(13)固定在中心回转接头支撑架(10)上,中心回转接头支撑架(10)与驱动箱(9)连接,中心回转接头转子(12)与行星架(20)连接,喷水管路通过中心回转接头定子(13)、主动搅拌棒轴(15)、主动搅拌棒(1)内部的通道与喷水口连通,流体管路(11)通过中心回转接头定子(13)、中心回转接头转子(12)内部的管道与流体管道连通,流体管道依次通过行星架(20)、刀盘连接法兰(6)和牛腿(7)内部的通道。
5.根据权利要求4所述的降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,其特征在于:所述的主动搅拌棒轴(15)通过推力调心滚子轴承II(14)与中心回转接头定子(13)活动配合。
6.根据权利要求4所述的降低刀盘结泥饼几率的刀盘结构,其特征在于:所述的流体管路(11)包括渣土改良剂管路、刀盘磨损检测液压管路和超挖刀系统液压管路。
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