CN109403995A - 一种顶管机的纠偏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了种顶管机的纠偏装置，包括：外壳体、内壳体和纠偏油缸，内壳体的前端面用于安装顶管机的刀盘，内壳体与外壳体之间设有预设间距，内壳体的后端的周向方向设有多个纠偏油缸，各纠偏油缸沿内壳体的径向方向设置，内壳体和外壳体之间设有多个与纠偏油缸一一对应的支点，纠偏油缸用于控制内壳体偏转，进而在支点的作用下带动刀盘偏转。通过径向方向设置纠偏油缸，可有效减小顶管机盾体的长度，因此在施工时无需设置更大的始发井和接收井，所以可以减少施工周期、降低施工成本。

Description

一种顶管机的纠偏装置

技术领域

本发明涉及顶管机技术领域，特别涉及了一种顶管机的纠偏装置。

背景技术

在顶管施工过程中，根据实际情况需要调整掘进路线以满足管道的应用或是为了躲避建筑物等原因需要顶管机具备纠偏能力，通俗来讲就是要能够在地下转弯。顶管在复杂地层施工中，为了保证长距离顶管能顶进轴线以及高程位置达到设计要求，就必须在顶进过程中不断观测顶管机前进的轨迹，检查顶管机的姿态是否符合设计规定；在复杂地层顶进过程中，可能会出现突发情况(如地层覆土不够，机头翘头；突遇采空区，机头下陷等)，需要用顶管机进行纠偏处理。

传统的顶管机纠偏装置，依靠沿轴向布置在两个盾体连接处的纠偏油缸来实现，纠偏油缸的连接一般分为主动铰接和被动铰接，纠偏油缸的数量一般为4个，在周向的位置分别为45°、135°、225°、315°，通过相邻两个油缸同时伸长或收缩，实现顶管机机头往不同的方向偏转。

其中传统的顶管机纠偏装置，主要是通过轴向布置的纠偏油缸来实现。轴向布置油缸，占用了轴向空间，使得其余设备难以布置，因此不适用于小直径顶管机。为了方便布置设备，需要大大增加盾体长度。盾体长度过长，会导致纠偏的灵敏度不足，难以满足工程需要，同时，很长的盾体也需要设置更大的始发井和接收井，因此会导致施工成本提高、施工工期增加。

因此，如何提供一种应用于顶管机的纠偏装置，以保证其结构简单紧凑，同时降低施工周期和施工成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种顶管机的纠偏装置，能够有效解决现有顶管机纠偏装置结构复杂、施工成本较高等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种顶管机的纠偏装置，包括：外壳体、内壳体和纠偏油缸，所述内壳体的前端面用于安装顶管机的刀盘，所述内壳体与所述外壳体之间设有预设间距，所述内壳体的后端的周向方向设有多个纠偏油缸，各所述纠偏油缸沿所述内壳体的径向方向设置，所述内壳体和所述外壳体之间设有多个与所述纠偏油缸一一对应的支点，所述纠偏油缸用于控制所述内壳体偏转，进而在所述支点的作用下带动所述刀盘偏转。

优选地，所述外壳体包括外前端壳体、外后端壳体和连接壳体，所述外前端壳体的后端的内侧与所述连接壳体的前端连接，所述连接壳体的后端与所述外后端壳体的前端连接，所述内壳体外侧的预设区段与所述连接壳体内侧的预设区段相互接触以构成所述支点。

优选地，所述外前端壳体的后端的内侧设有安装部，所述外前端壳体通过螺栓依次贯穿所述安装部和所述连接壳体的前端与所述连接壳体连接。

优选地，所述连接壳体的外侧与所述外前端壳体的内侧之间设有密封圈。

优选地，所述内壳体后端的内侧沿其周向方向均匀设有四个所述纠偏油缸。

优选地，所述内壳体内设有偏转检测装置，所述偏转检测装置用于检测所述刀盘的偏转信息。

优选地，所述偏转检测装置包括激光导向系统和激光靶。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明所提供的一种顶管机的纠偏装置，包括：外壳体、内壳体和纠偏油缸，内壳体的前端面用于安装顶管机的刀盘，内壳体与外壳体之间设有预设间距，内壳体的后端的周向方向设有多个纠偏油缸，各纠偏油缸沿内壳体的径向方向设置，内壳体和外壳体之间设有多个与纠偏油缸一一对应的支点，纠偏油缸用于控制内壳体偏转，进而在支点的作用下带动刀盘偏转。通过径向方向设置纠偏油缸，可有效减小顶管机盾体的长度，因此在施工时无需设置更大的始发井和接收井，所以可以减少施工周期、降低施工成本。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的主视剖视结构示意图；

图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的侧视剖视结构示意图；

图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的激光靶的显示图；

图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的主视剖视局部结构示意图。

附图标记如下：

1为刀盘，2为外壳体，21为外前端壳体，22为外后端壳体，23为连接壳体，3为内壳体，4为纠偏油缸，5为螺栓，6为密封圈，7为螺钉，8为激光导向系统，9为激光靶。

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做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。

请参考图1、图2和图3以及图4，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的主视剖视结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的侧视剖视结构示意图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的激光靶的显示图；图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种顶管机的纠偏装置的主视剖视局部结构示意图。

本发明实施例所提供的一种顶管机的纠偏装置，包括：外壳体2、内壳体3和纠偏油缸4，内壳体3的前端面用于安装顶管机的刀盘1，内壳体3与外壳体2之间设有预设间距，内壳体3的后端的周向方向设有多个纠偏油缸4，其中优选沿内壳体3后端的内侧均匀设置四个纠偏油缸4，此四个纠偏油缸4可通过螺钉7连接在内壳体3内侧，各纠偏油缸4沿内壳体3的径向方向设置，内壳体3和外壳体2之间设有多个与纠偏油缸4一一对应的支点M，纠偏油缸4用于控制内壳体3偏转，进而在支点M的作用下带动刀盘1偏转。当某个方向的纠偏油缸4伸长时，内壳体3的后端会朝该方向向外偏转，在支点M的作用下，内壳体3的前端朝与该方向相反的方向向内偏转，例如当刀盘1朝向左侧偏转时，控制位于左侧的纠偏油缸4伸长，同时控制位于右侧的纠偏油缸4收缩，刀盘1即可朝向右侧转动，同理通过该调整方法可实现其它方向偏转的调整。如图4所示，支点M离内壳体3的前端距离为a，支点M离纠偏油缸4距离为b，当纠偏油缸4伸出Δl时，内壳体3的前端偏移量为x＝aΔl/b，进而带动刀盘1偏移，从而实现纠偏。通过径向方向设置纠偏油缸4，可有效减小顶管机盾体的长度，因此在施工时无需设置更大的始发井和接收井，所以可以减少施工周期、降低施工成本。此外通过内、外壳体分体式的设置方式，顶管机主机可实现洞内回退，即内壳体3可脱离外壳体2，拉回内壳体3及与之固结在一起的刀盘1以及其内部设备，从而实现可回退施工。

在具体的使用过程中，由于顶管机掘进是一个动态的过程，故顶管机的纠偏也是一个动态的过程。因此，在纠偏的过程中，需要时刻观察顶管机机头的姿态，以便于随时纠偏、随时修正，修正的内容包括纠偏的方向以及单次的纠偏量。顶管机纠偏，并非是当顶管机机头姿态一出现偏转，就要在短时间内将机头姿态调整回中心位置，而是要保证在最后顶管机施工完成时机头的姿态要正确。因为由于地质、顶管机自身重量、机械加工的精度等因素，会导致顶管机无法一直保持正确的姿态，如果机头一偏转就立马在短时间内完将机头调整回中心，很快机头就会再次偏转，这样会导致机头的偏转线不断波动，不仅费时费力，纠偏的难度也很高。所以当机头出现偏转时，逐步纠偏，并不断观察、修正，最终在顶管机施工完成时将机头调整到中心位置。这种纠偏方法，使得机头的偏转线为一条平滑的曲线，极大降低了纠偏的难度。

具体地，外壳体2包括外前端壳体21、外后端壳体22和连接壳体23，外前端壳体21的后端的内侧与连接壳体23的前端连接，连接壳体23的后端与外后端壳体22的前端连接，内壳体3外侧的预设区段与连接壳体23内侧的预设区段相互接触以构成所述支点M。其中外前端壳体21与外后端壳体22之间设有预设间隙，连接壳体23的后端位于该预设间隙内，前端伸入外前端壳体21后端的内侧。其次优选将支点M设置在连接壳体的内侧。

为了便于外前端壳体21与外后端壳体22的连接，外前端壳体21的后端的内侧设有安装部，外前端壳体21通过螺栓5依次贯穿安装部和连接壳体23的前端与连接壳体23连接。其中安装部优选为设置在外前端壳体21内的环形凸起，环形凸起内设有与外前端壳体21的轴线相互平行的通孔，该通孔的内径略大于螺栓5的直径，以便于螺栓5的轴向移动。

进一步地，连接壳体23的外侧与外前端壳体21的内侧之间设有密封圈6。通过密封圈6可以起到保压、止水、防尘等作用。其中优选沿连接壳体23的轴向方向设置多个密封圈6。

更进一步地，内壳体3内设有偏转检测装置，偏转检测装置用于检测刀盘1的偏转信息。其中偏转信息包括偏转方向和偏转量，通过该偏转信息即可通过控制相应的纠偏油缸4进行伸缩来进行调整。具体地偏转检测装置将检测到的偏转信息传送给显示屏幕上进行显示，以便于及时对偏转的刀盘1进行调整。

具体地，偏转检测装置包括激光导向系统8和激光靶9。此外可也采用陀螺导向仪等可以检测偏转信息的设备。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种顶管机的纠偏装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种顶管机的纠偏装置，其特征在于，包括：外壳体、内壳体和纠偏油缸，所述内壳体的前端面用于安装顶管机的刀盘，所述内壳体与所述外壳体之间设有预设间距，所述内壳体的后端的周向方向设有多个纠偏油缸，各所述纠偏油缸沿所述内壳体的径向方向设置，所述内壳体和所述外壳体之间设有多个与所述纠偏油缸一一对应的支点，所述纠偏油缸用于控制所述内壳体偏转，进而在所述支点的作用下带动所述刀盘偏转。

2.根据权利要求1所述的纠偏装置，其特征在于，所述外壳体包括外前端壳体、外后端壳体和连接壳体，所述外前端壳体的后端的内侧与所述连接壳体的前端连接，所述连接壳体的后端与所述外后端壳体的前端连接，所述内壳体外侧的预设区段与所述连接壳体内侧的预设区段相互接触以构成所述支点。

3.根据权利要求2所述的纠偏装置，其特征在于，所述外前端壳体的后端的内侧设有安装部，所述外前端壳体通过螺栓依次贯穿所述安装部和所述连接壳体的前端与所述连接壳体连接。

4.根据权利要求3所述的纠偏装置，其特征在于，所述连接壳体的外侧与所述外前端壳体的内侧之间设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的纠偏装置，其特征在于，所述内壳体后端的内侧沿其周向方向均匀设有四个所述纠偏油缸。

6.根据权利要求1至5任一项所述的纠偏装置，其特征在于，所述内壳体内设有偏转检测装置，所述偏转检测装置用于检测所述刀盘的偏转信息。

7.根据权利要求6所述的纠偏装置，其特征在于，所述偏转检测装置包括激光导向系统和激光靶。