CN109098724A - 一种泥水平衡岩石顶管机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泥水平衡岩石顶管机，可以解决现有的破碎岩石容易损坏，速度慢，不安全，不环保，价格贵的技术问题。包括前筒、后筒、破碎仓组件、刀盘组件、刀盘驱动单元、电器控制系统和液压控制系统，所述前筒和后筒通过纠偏油缸连接，所述纠偏油缸连接有位移传感器，所述前筒和所述后筒之间安装有钢丝和密封圈，所述前筒远离所述后筒一端安装有破碎仓组件，所述破碎仓组件远离所述前筒的一端安装有刀盘组件，所述刀盘驱动单元位于所述前筒和所述后筒内部，所述刀盘驱动单元减速机连接齿轮轴，所述破碎仓组件和所述前筒内部之间安装有碾碎盘。施工精度高、地面集中控制方便、安全，项目的综合效益显著，其技术适合广泛的大中型城市。

Description

一种泥水平衡岩石顶管机
技术领域
本发明涉及一种顶管机，具体涉及一种泥水平衡岩石顶管机，属于施工工程技术领域。
背景技术
泥水平衡岩石顶管机是一种专门针对岩石隧道的施工工程。适用于各种风化石土层条件，在铁道、电力、水利、煤炭、矿山、交通、城市地下工程机地铁等岩石隧道工程中得到了越来越广泛的应用。水平衡岩石顶管机是岩石隧道施工的重要设备，主要用于切割岩石，破碎岩石及将破碎后的岩石输送出去完成岩石隧道的施工工程。
目前市场上的岩石顶管机在运作时因破碎岩石容易损坏，速度慢，不安全，不环保，价格贵等。因此需要一种耐用、快速、环保、经济、安全、优质的泥水平衡岩石顶管机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泥水平衡岩石顶管机，可以解决现有的破碎岩石容易损坏，速度慢，不安全，不环保，价格贵的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种泥水平衡岩石顶管机，包括前筒、后筒、破碎仓组件、刀盘组件、刀盘驱动单元、电器控制系统和液压控制系统，所述前筒和后筒通过纠偏油缸连接，且所述前筒和所述后筒组成顶管机的机壳，所述纠偏油缸位于所述前筒和所述后筒内部，所述纠偏油缸连接有位移传感器，所述前筒和所述后筒之间安装有钢丝和密封圈，所述前筒远离所述后筒一端安装有破碎仓组件，所述破碎仓组件远离所述前筒的一端安装有刀盘组件，所述刀盘驱动单元位于所述前筒和所述后筒内部，所述刀盘驱动单元减速机连接齿轮轴，所述齿轮轴连接所述刀盘组件，所述破碎仓组件和所述前筒内部之间安装有碾碎盘；所述前筒和所述后筒内部安装有泥水平衡组件，且所述前筒和所述后筒内部安装有电器控制系统，所述前筒和所述后筒内部安装有液压控制系统，所述前筒和所述后筒外侧端部安装有吊装盒。
优选的，所述破碎仓组件以及碾碎盘和所述前筒的连接处均涂布有密封胶。
优选的，所述前筒和后筒的内部直径相同。
优选的，所述泥水平衡组件包括连接座板、软密封球阀、连接管道、油缸、隔膜压力表测点、钢丝耐磨胶管和超薄球阀。
优选的，所述液压控制系统包含有液压油箱，所述液压油箱一端安装有液位计，所述液压油箱顶部一端安装有空滤器，所述液压油箱内部安装有吸油过滤器，所述吸油过滤器顶部连接有管道，管道顶部延伸贯穿所述液压油箱连接有高压柱塞泵，所述高压柱塞泵中部一侧安装有安装有立式电机，所述高压柱塞泵顶部通过管道连接有高压过滤器，所述高压过滤器顶部通过所述管道连接有换向阀块，所述液压油箱顶部通过另外两组管道均连接所述换向阀块，其中的一个所述管道中部连接高压过滤器。
优选的，所述换向阀块内部安装有叠加式溢流阀和耐震压力表，所述叠加式溢流阀连接所述耐震压力表，所述换向阀块内部还包括有七组电磁换向阀和上下两组油管，七组所述电磁换向阀均连接两组油管，所述高压过滤器顶部连接两组所述油管，七组所述电磁换向阀其中有三组分别通过高压软管连接卸荷阀、泥水阀和旁通阀，另外四组分别通过所述高压软管连接四组纠偏油缸，所述泥水阀底部一端连接下部的油管，另一端通过管道直接连接所述液压油箱，所述电磁换向阀与四组纠偏油缸之间均安装有叠加式液控单向阀。
一种泥水平衡岩石顶管机的使用方法，具体步骤包括，
步骤一：所述前筒和后筒通过纠偏油缸连接，组成顶管机的机壳，顶管机吊装到需要使用的地方，刀盘组件安装在破碎仓组件一端，破碎仓组件一端固定连接前筒，刀盘驱动单元带动刀盘组件进行转动，刀盘组件对岩石进行切割破碎，进而碾碎盘能对岩石进行二次破碎；
步骤二：工作中，所述泥水平衡组件将水抽进碾碎盘内部，搅拌岩石后再将岩石水抽出，以此方法进行破碎岩石。
本发明的有益效果：岩石顶管机采用一种开舱式大刀盘，本顶管机具有结构简单、主轴、减速机泥水密封性能好，可以进行二次破碎，能更换刀具，传动力矩大，能在硬土层、沙土层、砾石层、岩石层中间进行掘进；且轧碎的石块只有比破碎仓与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，并易被泥水平衡系统送出且不易堵塞；此顶管机除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达破碎仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在黏土中也能正常工作。后方设计有主推装置和防偏转装置；刀盘转速变频可调，刀盘驱动系统采用高性能减速机，动力强劲，性能可靠；操作采用地面计算机远程控制和数据采集，机头内全自动化等优点。刀盘驱动系统采用行星减速机，动力强劲，质量更加可靠；利用电机变频技术、刀盘转速可调；具有独立注水、注浆系统，施工精度高、地面集中控制方便、安全，项目的综合效益显著，其技术适合广泛的大中型城市，极具推广利用价值。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明前筒和后筒安装结构示意图。
图3为本发明刀盘组件结构示意图。
图4为本发明前筒和后筒内部结构示意图。
图5为本发明电器控制系统安装结构示意图。
图6为本发明刀盘驱动单元结构示意图。
图7为本发明液压原理图。
1、前筒；2、后筒；3、破碎仓组件；4、刀盘组件；5、刀盘驱动单元；6、纠偏油缸；7、碾碎盘；8、泥水平衡组件；9、电器控制系统；10、液压控制系统；11、吊装盒；12、液压油箱；13、液位计；14、空滤器；15、吸油过滤器；16、立式电机；17、高压柱塞泵；18、耐震压力表；19、叠加式溢流阀；20、电磁换向阀；21、换向阀块；22、高压过滤器；23、叠加式液控单向阀；24、高压软管。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7所示，一种泥水平衡岩石顶管机，包括前筒1、后筒2、破碎仓组件3、刀盘组件4、刀盘驱动单元5、电器控制系统9和液压控制系统10，前筒1和后筒2通过纠偏油缸6连接，且前筒1和后筒2组成顶管机的机壳，纠偏油缸6位于前筒1和后筒2内部，纠偏油缸6连接有位移传感器，工作中通过位移传感器测量传输数据，便于纠偏油缸5的精确度，前筒1和后筒2之间安装有钢丝和密封圈，钢丝和密封圈便于前筒1和后筒2的前后移动，前筒1远离后筒2一端安装有破碎仓组件3，破碎仓组件3能对岩石切割后形成二次破碎，破碎仓组件3远离前筒1的一端安装有刀盘组件4，刀盘驱动单元5位于前筒1和后筒2内部，刀盘驱动单元5减速机连接齿轮轴，齿轮轴连接刀盘组件4，刀盘驱动单元5通过减速机带动齿轮轴转动，进而驱动刀盘组件4旋转，完成对岩石的切割，破碎仓组件3和前筒1内部之间安装有碾碎盘7，碾碎盘7碾碎二次破碎后的岩石，便于泥水平衡组件8将岩石水抽出；前筒1和后筒2内部安装有泥水平衡组件8，泥水平衡组件8将水抽进碾碎盘7内部，岩石搅拌后再将岩石水抽出，且前筒1和后筒2内部安装有电器控制系统9，用于整个岩石顶管机的电器控制，前筒1和后筒2内部安装有液压控制系统10用于整个岩石顶管机的液压控制，前筒1和后筒2外侧端部安装有吊装盒11，吊装盒11方便岩石顶管机的吊装运输移动位置。
作为本发明的一种技术优化方案，破碎仓组件3以及碾碎盘7和前筒1的连接处均涂布有密封胶，密封性能更好，在工作中不易发生泄漏。
作为本发明的一种技术优化方案，前筒1和后筒2的内部直径相同，前筒1和后筒2安装更加方便快捷，密封性能好，不易出现较大的连接空隙。
作为本发明的一种技术优化方案，泥水平衡组件8包括连接座板、软密封球阀、连接管道、油缸、隔膜压力表测点、钢丝耐磨胶管和超薄球阀。
作为本发明的一种技术优化方案，液压控制系统10包含有液压油箱12，液压油箱12一端安装有液位计13，液压油箱12顶部一端安装有空滤器14，液压油箱12内部安装有吸油过滤器15，吸油过滤器15顶部连接有管道，管道顶部延伸贯穿液压油箱12连接有高压柱塞泵17，高压柱塞泵17中部一侧安装有安装有立式电机16，高压柱塞泵17顶部通过管道连接有高压过滤器22，高压过滤器22顶部通过管道连接有换向阀块21，液压油箱12顶部通过另外两组管道均连接换向阀块21，其中的一个管道中部连接高压过滤器22。
作为本发明的一种技术优化方案，换向阀块21内部安装有叠加式溢流阀19和耐震压力表18，叠加式溢流阀19连接耐震压力表18，换向阀块21内部还包括有七组电磁换向阀20和上下两组油管，七组电磁换向阀20均连接两组油管，高压过滤器22顶部连接两组油管，七组电磁换向阀20其中有三组分别通过高压软管24连接卸荷阀、泥水阀和旁通阀，另外四组分别通过高压软管24连接四组纠偏油缸6，泥水阀底部一端连接下部的油管，另一端通过管道直接连接液压油箱12，电磁换向阀20与四组纠偏油缸6之间均安装有叠加式液控单向阀23。
一种泥水平衡岩石顶管机的使用方法，具体步骤包括，
步骤一：前筒1和后筒2通过纠偏油缸6连接，组成顶管机的机壳，顶管机吊装到需要使用的地方，刀盘组件4安装在破碎仓组件3一端，破碎仓组件3一端固定连接前筒1，刀盘驱动单元5带动刀盘组件4进行转动，刀盘组件4对岩石进行切割破碎，进而碾碎盘7能对岩石进行二次破碎；
步骤二：工作中，泥水平衡组件8将水抽进碾碎盘7内部，搅拌岩石后再将岩石水抽出，以此方法进行破碎岩石。
本发明在使用时，前筒1和后筒2通过纠偏油缸6连接，组成顶管机的机壳，顶管机吊装到需要使用的地方，刀盘组件4安装在破碎仓组件3一端，破碎仓组件3一端固定连接前筒1，刀盘驱动单元5通过减速机带动齿轮轴转动，进而驱动刀盘组件4旋转，完成对岩石的切割，刀盘组件4对岩石进行切割破碎，碾碎盘7能对岩石进行二次破碎；工作中，泥水平衡组件8将水抽进碾碎盘7内部，搅拌岩石后再将岩石水抽出，以此方法进行破碎岩石。通过电器控制系统9和液压控制系统10控制刀盘组件4的旋转动作，纠偏油缸6对前筒1和后筒2的位置进行纠偏，泥水平衡组件8的运行实现岩石顶管机对各种风化石土层进行切割岩石，接着二次破碎岩石和碾碎盘7碾碎岩石，最后泥水平衡组件8抽出岩石水，完成岩石隧道的施工工程。采用盾构机滚刀和刮刀的技术进行切割，在长距离施工工程中能从岩石顶管机内更换切削滚刀；采用大功率驱动，具有强大的二次破碎能力；刀盘驱动系统采用行星减速机，动力强劲，质量更加可靠。利用电机变频技术实现刀盘转速可调；具有独立注水、注浆系统；采用机外西门子PLC控制器集中控制可触摸屏操作，通过操作台发出动作信号，由操作台的PLC控制器接收信号把信号传送给岩石顶管机内的PLC控制器，执行相应动作，由岩石顶管机内的PLC控制器采集数据传送到操作台的PLC控制器，由触摸屏显示出相关数据，完成施工。轧碎的石块只有比破碎仓与泥水仓连接接的间隙小才能进入顶管机的泥水仓，并易被泥水平衡组件8送出且不易堵塞；此顶管机除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达破碎仓中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种泥水平衡岩石顶管机，其特征在于：包括前筒(1)、后筒(2)、破碎仓组件(3)、刀盘组件(4)、刀盘驱动单元(5)、电器控制系统(9)和液压控制系统(10)，所述前筒(1)和后筒(2)通过纠偏油缸(6)连接，且所述前筒(1)和所述后筒(2)组成顶管机的机壳，所述纠偏油缸(6)位于所述前筒(1)和所述后筒(2)内部，所述纠偏油缸(6)连接有位移传感器，所述前筒(1)和所述后筒(2)之间安装有钢丝和密封圈，所述前筒(1)远离所述后筒(2)一端安装有破碎仓组件(3)，所述破碎仓组件(3)远离所述前筒(1)的一端安装有刀盘组件(4)，所述刀盘驱动单元(5)位于所述前筒(1)和所述后筒(2)内部，所述刀盘驱动单元(5)减速机连接齿轮轴，所述齿轮轴连接所述刀盘组件(4)，所述破碎仓组件(3)和所述前筒(1)内部之间安装有碾碎盘(7)；所述前筒(1)和所述后筒(2)内部安装有泥水平衡组件(8)，且所述前筒(1)和所述后筒(2)内部安装有电器控制系统(9)，所述前筒(1)和所述后筒(2)内部安装有液压控制系统(10)，所述前筒(1)和所述后筒(2)外侧端部安装有吊装盒(11)。
2.根据权利要求1所述的一种泥水平衡岩石顶管机，其特征在于：所述破碎仓组件(3)以及碾碎盘(7)和所述前筒(1)的连接处均涂布有密封胶。
3.根据权利要求1所述的一种泥水平衡岩石顶管机，其特征在于：所述前筒(1)和后筒(2)的内部直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种泥水平衡岩石顶管机，其特征在于：所述泥水平衡组件(8)包括连接座板、软密封球阀、连接管道、油缸、隔膜压力表测点、钢丝耐磨胶管和超薄球阀。
5.根据权利要求1所述的一种泥水平衡岩石顶管机，其特征在于：所述液压控制系统(10)包含有液压油箱(12)，所述液压油箱(12)一端安装有液位计(13)，所述液压油箱(12)顶部一端安装有空滤器(14)，所述液压油箱(12)内部安装有吸油过滤器(15)，所述吸油过滤器(15)顶部连接有管道，管道顶部延伸贯穿所述液压油箱(12)连接有高压柱塞泵(17)，所述高压柱塞泵(17)中部一侧安装有安装有立式电机(16)，所述高压柱塞泵(17)顶部通过管道连接有高压过滤器(22)，所述高压过滤器(22)顶部通过所述管道连接有换向阀块(21)，所述液压油箱(12)顶部通过另外两组管道均连接所述换向阀块(21)，其中的一个所述管道中部连接高压过滤器(22)和叠加式溢流阀(19)。
6.根据权利要求5所述的一种泥水平衡岩石顶管机，其特征在于：所述换向阀块(21)内部安装有叠加式溢流阀(19)和耐震压力表(18)，所述叠加式溢流阀(19)连接所述耐震压力表(18)，所述换向阀块(21)内部还包括有七组电磁换向阀(20)和上下两组油管，七组所述电磁换向阀(20)均连接两组油管，所述高压过滤器(22)顶部连接两组所述油管，七组所述电磁换向阀(20)其中有三组分别通过高压软管(24)连接卸荷阀、泥水阀和旁通阀，另外四组分别通过所述高压软管(24)连接四组纠偏油缸(6)，所述泥水阀底部一端连接下部的油管，另一端通过管道直接连接所述液压油箱(12)，所述电磁换向阀(20)与四组纠偏油缸(6)之间均安装有叠加式液控单向阀(23)。
7.一种泥水平衡岩石顶管机的使用方法，其特征在于，具体步骤包括，
步骤一：所述前筒(1)和后筒(2)通过纠偏油缸(6)连接，组成顶管机的机壳，顶管机吊装到需要使用的地方，刀盘组件(4)安装在破碎仓组件(3)一端，破碎仓组件(3)一端固定连接前筒(1)，刀盘驱动单元(5)带动刀盘组件(4)进行转动，刀盘组件(4)对岩石进行切割破碎，进而碾碎盘(7)能对岩石进行二次破碎；
步骤二：工作中，所述泥水平衡组件(8)将水抽进碾碎盘(7)内部，搅拌岩石后再将岩石水抽出，以此方法进行破碎岩石。
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