CN109098723A - 可变断面的新型盾构主机 - Google Patents

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姜礼杰
陈世友
文勇亮
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Abstract

本发明公开了一种可变断面的新型盾构主机，解决的技术问题定制化的盾构设备交付周期长，重复利用性差，浪费大量人力、物力，本发明包括盾头，所述的盾头上设有切削系统和液压升降系统，所述的盾头上设有升降滑槽；所述的切削系统包括刀盘和传动轴，传动轴穿过升降滑槽后与刀盘连接；所述的液压升降系统包括液压缸，液压缸的底座固定在盾头上、液压缸的推杆与传动轴连接。本发明实现系列化批量化生产，实现缩短设备交付时间，打破当前定制化生产的现状，适应不同工程需求。

Description

可变断面的新型盾构主机
技术领域
本发明涉及轨道交通与地下空间开发领域，具体涉及一种可变断面的新型盾构主机。
背景技术
由盾构法施工的隧道己占所有隧道工程的90%以上，每年公路隧道开工上千公里，地铁开工上千公里，这些项目依托于盾构机完成施工作业，因此盾构机需求量较大。
目前由于盾构法施工范围广，工程量多，导致定制化的盾构机生产方式不仅设备交付周期长，影响工程进度，而且主要的是定制化的盾构设备针对某一工程要求设计的切削面积形状在工程结束后将不能适用于其他的不同开挖直径的工程施工，重复利用性差，浪费大量人力、物力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是定制化的盾构设备交付周期长，重复利用性差，浪费大量人力、物力，提供一种系列化批量化生产，实现缩短设备交付时间，打破当前定制化生产的现状，适应不同工程需求的可变断面的新型盾构主机。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种可变断面的新型盾构主机，包括盾头，所述的盾头上设有切削系统和液压升降系统，所述的盾头上设有升降滑槽；所述的切削系统包括刀盘和传动轴，传动轴穿过升降滑槽后与刀盘连接；所述的液压升降系统包括液压缸，液压缸的底座固定在盾头上、液压缸的推杆与传动轴连接。
所述的推杆前端设有紧固部件，紧固部件与传动轴相接触。
所述的紧固部件内侧设有弧形槽，弧形槽的弧度与传动轴相配合。液压缸的底座通过固定部件固定在盾头上。
所述的升降滑槽为条形通槽。
所述的传动轴一端穿过刀盘的中心、另一端与电机连接。
所述的刀盘为辐条式刀盘，辐条式刀盘至少有两层。
所述的每个传动轴两侧对称设有两个液压缸。
所述传动轴与升降滑槽之间设有轴承，电机和传动轴相连设有带减速机。
本发明可以让一台盾构机的切削面形状根据需要改变，解决目前市面上一台盾构机在设计之初就被定下来切削面形状的现状。应用范围广，可以在一定范围内实现不同直径的切换与不同切削面形状的切换。本发明切削面可实现的形状多，可以实现不同大小的圆、马蹄形、类矩形、矩形等切削面。
本发明打破目前盾构设备都根据施工需求的直径进行定制化生产形式，可以通过制定几个的产品系列，批量化生产设备，用户根据自身需求选择适合的系列设备，一定范围的形状、大小差距可以通过调整几个刀盘的位置，实现自身的需求。从而降低生产成本与设备生产交付时间。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的整体立体结构示意图；
图3是本发明的刀盘圆形包络线轨迹图；
图4是本发明的刀盘马蹄形包络线轨迹图；
图5是本发明的刀盘类矩形包络线轨迹图；
图6是图2的反转结构示意图。
图中标号：10切削系统、101刀盘、103传动轴、104轴承、105减速机、106电机、107刀盘切削轨迹、108多刀盘圆形包络线轨迹、109多刀盘马蹄形包络线轨迹、110多刀盘类矩形包络线轨迹、20液压升降系统、201液压缸、202紧固部件、30盾头、301升降滑槽、302固定部件。
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至图6所示，一种可变断面的新型盾构主机，包括盾头30，所述的盾头30上设有切削系统10和液压升降系统20，所述的盾头30上设有升降滑槽301；所述的切削系统10包括刀盘101和传动轴103，传动轴103穿过升降滑槽301后与刀盘101连接；所述的液压升降系统20包括液压缸201，液压缸201的底座固定在盾头30上、液压缸201的推杆与传动轴103连接。
所述的推杆前端设有紧固部件202，紧固部件202与传动轴103相接触。
所述的紧固部件202内侧设有弧形槽，弧形槽的弧度与传动轴103相配合。液压缸201的底座通过固定部件302固定在盾头上。弧形槽的设置，防止液压缸的推杆推动传动轴103时出现打滑现象。
所述的升降滑槽301为条形通槽。
所述的传动轴103一端穿过刀盘101的中心、另一端与电机106连接。
所述的刀盘101为辐条式刀盘，辐条式刀盘至少有两层。
所述的每个传动轴103两侧对称设有两个液压缸201。液压升降系统通过在传动轴两侧对称设置的液压缸201顶紧与传动轴103间隙配合的紧固部件202，实现对传动轴位置的变动与固定。
所述传动轴103与升降滑槽301之间设有轴承104，电机106和传动轴103相连设有带减速机105。升降滑槽301是上下或者左右一个维度的滑槽，与轴承104配合，限制传动轴103同时实现上下与左右移动，从而使得传动轴103只能具备上下左右移动中的一个自由度。
本发明液压升降系统20的液压缸201伸缩推动传动轴103在升降滑槽301内移动，从而实现刀盘切削轨迹107的变化，进而实现任意切削形状的变化，例如圆形、马蹄形、类矩形等。至少两层辐条式的刀盘101的设置，通过传动轴103伸出盾头30的长度不同，避免辐条式刀盘101之间的干涉，可以通过几个层次的辐条式刀盘101的伸出长度解决在调整刀盘时不同切削形状过程中刀盘相互干涉问题。本发明从下往上依次将刀盘101与传动轴103以不同的伸出长度连接，将传动轴103与轴承104配合后，将轴承104安装到盾头30上的升降滑槽301里。然后将液压升降系统20通过固定液压升降系统的固定部件302固定到盾头30上。将液压升降系统20的紧固部件202与传动轴103配合，起到限制传动轴103活动的作用，将一对液压缸201与紧固部件202连接，通过一对液压缸的升降来实现对传动轴位置的移动。将减速机105与传动轴103连接，再将减速机105与电机106连接，形成完整的动力系统。
如图3所示，以实现本发明的一种切削面形状为例进行说明：301为升降滑槽，107为单刀盘切削面积形状的单刀盘切削轨迹，108为多刀切削面轨迹的多刀切圆形包络线轨迹，也即多刀联合工作形成的切削面积形状。通过液压升降系统将下面三个刀盘对应的传动轴在升降滑槽内顶升不同的位移，形成如图4所示的多刀盘切削面轨迹的多刀盘马蹄形包络线轨迹109。再进一步，通过液压升降系统将下面三个刀盘对应的传动轴在升降滑槽内顶升不同的位移，形成如图5所示的多刀盘切削面轨迹的多刀盘类矩形包络线轨迹110。

Claims (8)

1.一种可变断面的新型盾构主机，其特征在于 ：包括盾头（30），所述的盾头（30）上设有切削系统（10）和液压升降系统（20），所述的盾头（30）上设有升降滑槽（301）；所述的切削系统（10）包括刀盘（101）和传动轴（103），传动轴（103）穿过升降滑槽（301）后与刀盘（101）连接；所述的液压升降系统（20）包括液压缸（201），液压缸（201）的底座固定在盾头（30）上、液压缸（201）的推杆与传动轴（103）连接。
2.根据权利要求1所述的可变断面的新型盾构主机，其特征在于：所述的推杆前端设有紧固部件（202），紧固部件（202）与传动轴（103）相接触。
3.根据权利要求2所述的可变断面的新型盾构主机，其特征在于：所述的紧固部件（202）内侧设有弧形槽，弧形槽的弧度与传动轴（103）相配合。
4.根据权利要求1所述的可变断面的新型盾构主机，其特征在于：所述的升降滑槽（301）为条形通槽。
5.根据权利要求1所述的可变断面的新型盾构主机，其特征在于：所述的传动轴（103）一端穿过刀盘（101）的中心、另一端与电机（106）连接。
6.根据权利要求1所述的可变断面的新型盾构主机，其特征在于：所述的刀盘（101）为辐条式刀盘，辐条式刀盘至少有两层。
7.根据权利要求1所述的可变断面的新型盾构主机，其特征在于：所述的每个传动轴（103）两侧对称设有两个液压缸（201）。
8.根据权利要求1所述的可变断面的新型盾构主机，其特征在于：所述传动轴（103）与升降滑槽（301）之间设有轴承（104），电机（106）和传动轴（103）相连设有带减速机（105）。
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