CN110792448B - 一种盾构机的掘进机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械设备技术领域，且公开了一种盾构机的掘进机构，包括机体，机体内腔的底面固定连接有机箱，机箱的顶面固定连接有驱动机构，驱动机构的左侧活动套接有驱动轴，驱动轴上固定套接有主齿轮，驱动机构的正面和背面均固定连接有限位杆，限位杆的另一端固定套接有副齿轮。本发明通过在盾构机的两侧添加破碎岩石的结构，利用主齿轮与副齿轮的相互啮合，带动副齿轮转动，通过转动的副齿轮带动破碎头转动，采用破碎头对岩石层进行破碎，避免了地面下存在有岩石等坚硬地层，盾构机不方便挖掘，造成盾构机需要消耗大量的时间对岩石破碎，导致工作效率低，时间浪费的问题，提高工作效率的同时节约了时间。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，具体为一种盾构机的掘进机构。
背景技术
盾构机是使用盾构法的隧道掘进机，盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建隧道之盾，盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧道轴线边向前推进对土壤进行挖掘，该圆柱体组件的壳体即是护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行，用盾构法的机械进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、减低对地面建筑物的影响等特点，在隧洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。
在使用盾构机进行隧洞挖掘的过程中，由于地面下存在有岩石等坚硬地层，盾构机不方便挖掘，造成盾构机需要消耗大量的时间对岩石破碎，导致工作效率低，时间浪费的问题，同时盾构机在工作过程中，由于驱动轴不断带动刀盘转动，当驱动轴工作较长时间会产生大量的热，若不对热量及时去除，造成驱动轴高温烧坏或断裂，导致驱动轴的使用寿命短、成本浪费的问题，另外，针对不同的土层需要采用不同的刀盘进行挖掘，由于刀盘与驱动轴连接复杂不方便更换，若不对刀盘进行更换，造成刀盘只能在特定的条件下使用，导致盾构机的使用效率低，适应性窄的问题，现推出一种盾构机的掘进机构。
发明内容
本发明提供了一种盾构机的掘进机构，具备效率高、节约时间、使用寿命长、节约成本、使用效率高、适应性广的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种盾构机的掘进机构，包括机体，所述机体内腔的底面固定连接有机箱，所述机箱的顶面固定连接有驱动机构，所述驱动机构的左侧活动套接有驱动轴，所述驱动轴上固定套接有主齿轮，所述驱动机构的正面和背面均固定连接有限位杆，所述限位杆的另一端固定套接有副齿轮，所述副齿轮的侧面固定连接有传动杆，所述传动杆的另一端固定连接有破碎头，所述驱动轴的另一端活动套接有刀盘，所述驱动轴且位于刀盘一端内腔的顶面和底面均固定连接有固定槽，所述固定槽内腔的底部固定连接有压簧，所述压簧的另一端固定连接有压板，所述压板的顶面固定连接有弹钮，所述弹钮的另一端贯穿驱动轴且延伸至刀盘的外部，所述驱动轴上且位于刀盘和主齿轮之间活动套接有冷箱，所述机箱内腔的底面固定连接有支架，所述支架的顶面固定连接有电机，所述电机的输出轴上固定套接有转轮，所述转轮的正面活动套接有联动杆，所述机箱内腔的底面且位于支架的下方固定连接有水箱，所述水箱内腔的侧面固定连接有抽水管，所述联动杆的另一端延伸至抽水管的内腔且固定连接有活塞，所述抽水管的侧面固定连接有进水管，所述进水管的另一端延伸至冷箱的内壁内且固定连接有冷却管，所述冷却管卷绕在冷箱的内壁内，所述冷却管的另一端固定连接有回水管，所述回水管的另一端延伸至水箱的上方，所述机体内腔的底面且位于机箱的左侧固定连接有推进机构，所述机体内腔底面的左侧固定连接有排土箱，所述排土箱的内腔活动套接有螺旋叶，所述排土箱另一端的底面固定连接有排土管，所述机体内腔的底面且位于排土管的下方固定连接有传送机构，所述机体的侧面开设有储土室。
精选的，所述螺旋叶的宽度值小于排土箱内腔的宽度值，所述螺旋叶与排土箱的内腔活动套接。
精选的，所述刀盘上开设有与弹钮相适配的钮孔，且钮孔与弹钮为卡接关系。
精选的，所述副齿轮的数量为两个，且两个副齿轮均与主齿轮相互啮合。
精选的，所述活塞与抽水管的内腔紧密贴合，所述活塞与抽水管的内腔活动套接。
精选的，所述联动杆的长度值大于转轮的直径值，所述联动杆的长度值小于抽水管的高度值。
精选的，所述压板与固定槽的内腔活动套接，所述压板到固定槽内腔底面的距离值与压簧的长度值相等。
精选的，所述冷箱的两侧开设有使得驱动轴通过的轴孔，所述冷箱与驱动轴连接处采用橡胶密封。
精选的，所述抽水管位于水箱内腔的一端延伸至水箱内腔的底部，所述抽水管的顶面与联动杆连接处涂有润滑剂。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过在盾构机的两侧添加破碎岩石的结构，利用主齿轮与副齿轮的相互啮合，带动副齿轮转动，通过转动的副齿轮带动破碎头转动，采用破碎头对岩石层进行破碎，避免了地面下存在有岩石等坚硬地层，盾构机不方便挖掘，造成盾构机需要消耗大量的时间对岩石破碎，导致工作效率低，时间浪费的问题，提高工作效率的同时节约了时间。
2、本发明通过对盾构机的驱动轴进行循环水降温的方式，利用活塞与抽水管之间的相互作用，通过抽水管抽取水箱内的冷水进入到冷箱内壁进行降温，达到对驱动轴降温的目的，避免了驱动轴工作较长时间会产生大量的热，若不对热量及时去除，造成驱动轴高温烧坏或断裂，导致驱动轴的使用寿命短、成本浪费的问题，延长驱动轴使用寿命的同时节约了成本。
3、本发明通过对盾构机的刀盘进行更换的方式，利用驱动轴上的弹钮与刀盘上钮孔的卡接作用，将驱动轴与刀盘进行固定，当需要更换刀盘时，将弹钮与钮孔的卡接分离即可，操作方便，避免了刀盘与驱动轴连接复杂不方便更换，若不对刀盘进行更换，造成刀盘只能在特定的条件下使用，导致盾构机的使用效率低，适应性窄的问题，提高了盾构机使用效率的同时提高了盾构机的适应性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构驱动机构俯视图；
图3为本发明结构机箱剖视图；
图4为本发明结构驱动轴剖视图；
图5为本发明结构刀盘剖视图。
图中：1、机体；2、机箱；3、驱动机构；4、推进机构；5、限位杆；6、排土箱；7、螺旋叶；8、进水管；9、回水管；10、储土室；11、刀盘；12、破碎头；13、传动杆；14、冷箱；15、冷却管；16、副齿轮；17、主齿轮；18、驱动轴；19、排土管；20、传送机构；21、支架；22、活塞；23、抽水管；24、联动杆；25、转轮；26、电机；27、固定槽；28、压簧；29、压板；30、弹钮；31、水箱。
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。
请参阅图1-5，一种盾构机的掘进机构，包括机体1，机体1内腔的底面固定连接有机箱2，机箱2的顶面固定连接有驱动机构3，驱动机构3的左侧活动套接有驱动轴18，驱动轴18上固定套接有主齿轮17，驱动机构3的正面和背面均固定连接有限位杆5，限位杆5的另一端固定套接有副齿轮16，副齿轮16的数量为两个，且两个副齿轮16均与主齿轮17相互啮合，利用主齿轮17与副齿轮16的相互啮合，带动副齿轮16转动，通过转动的副齿轮16带动破碎头12转动，采用破碎头12对岩石层进行破碎，避免了地面下存在有岩石等坚硬地层，盾构机不方便挖掘，造成盾构机需要消耗大量的时间对岩石破碎，导致工作效率低，时间浪费的问题，提高工作效率的同时节约了时间，副齿轮16的侧面固定连接有传动杆13，传动杆13的另一端固定连接有破碎头12，驱动轴18的另一端活动套接有刀盘11，刀盘11上开设有与弹钮30相适配的钮孔，且钮孔与弹钮30为卡接关系，利用驱动轴18上的弹钮30与刀盘11上钮孔的卡接作用，将驱动轴18与刀盘11进行固定，当需要更换刀盘11时，将弹钮30与钮孔的卡接分离即可，操作方便，避免了刀盘11与驱动轴18连接复杂不方便更换，若不对刀盘11进行更换，造成刀盘11只能在特定的条件下使用，导致盾构机的使用效率低，适应性窄的问题，提高了盾构机使用效率的同时提高了盾构机的适应性，驱动轴18且位于刀盘11一端内腔的顶面和底面均固定连接有固定槽27，固定槽27内腔的底部固定连接有压簧28，压簧28的另一端固定连接有压板29，压板29与固定槽27的内腔活动套接，压板29到固定槽27内腔底面的距离值与压簧28的长度值相等，使得压板29能够在固定槽27内平稳移动，同时使得压簧28初始为正常状态，通过压簧28的伸缩实现驱动轴18与刀盘11的连接和分离，压板29的顶面固定连接有弹钮30，弹钮30的另一端贯穿驱动轴18且延伸至刀盘11的外部，驱动轴18上且位于刀盘11和主齿轮17之间活动套接有冷箱14，冷箱14的两侧开设有使得驱动轴18通过的轴孔，冷箱14与驱动轴18连接处采用橡胶密封，使得驱动轴18能够通过冷箱14带动刀盘11转动，同时采用橡胶密封，提高冷箱14的密封性，使得冷箱14对驱动轴18的冷却效果最佳，机箱2内腔的底面固定连接有支架21，支架21的顶面固定连接有电机26，电机26的输出轴上固定套接有转轮25，转轮25的正面活动套接有联动杆24，联动杆24的长度值大于转轮25的直径值，联动杆24的长度值小于抽水管23的高度值，使得无论联动杆24运动至何位置，活塞22始终存在于抽水管23内移动，减少联动杆24过长或过短导致结构卡死的问题，机箱2内腔的底面且位于支架21的下方固定连接有水箱31，水箱31内腔的侧面固定连接有抽水管23，抽水管23位于水箱31内腔的一端延伸至水箱31内腔的底部，抽水管23的顶面与联动杆24连接处涂有润滑剂，使得抽水管23能够抽取到水箱31内的水分，同时设置润滑剂，减少联动杆24与抽水管23顶面之间的摩擦，减少联动杆24的磨损，体现结构的合理性，联动杆24的另一端延伸至抽水管23的内腔且固定连接有活塞22，活塞22与抽水管23的内腔紧密贴合，活塞22与抽水管23的内腔活动套接，利用活塞22与抽水管23之间的相互作用，通过抽水管23抽取水箱31内的冷水进入到冷箱14内壁进行降温，达到对驱动轴18降温的目的，避免了驱动轴18工作较长时间会产生大量的热，若不对热量及时去除，造成驱动轴18高温烧坏或断裂，导致驱动轴18的使用寿命短、成本浪费的问题，延长驱动轴18使用寿命的同时节约了成本，抽水管23的侧面固定连接有进水管8，进水管8的另一端延伸至冷箱14的内壁内且固定连接有冷却管15，冷却管15卷绕在冷箱14的内壁内，冷却管15的另一端固定连接有回水管9，回水管9的另一端延伸至水箱31的上方，机体1内腔的底面且位于机箱2的左侧固定连接有推进机构4，机体1内腔底面的左侧固定连接有排土箱6，排土箱6的内腔活动套接有螺旋叶7，螺旋叶7的宽度值小于排土箱6内腔的宽度值，螺旋叶7与排土箱6的内腔活动套接，使得螺旋叶7能够在排土箱6内转动，从而将挖掘的土壤排出，避免螺旋叶7过宽导致结构卡死的问题，体现结构的合理性，排土箱6另一端的底面固定连接有排土管19，机体1内腔的底面且位于排土管19的下方固定连接有传送机构20，机体1的侧面开设有储土室10。
工作原理：使用时，检测设备的安全性，无问题启动设备，推进机构4带动设备向前移动，驱动机构3带动驱动轴18转动，驱动轴18带动主齿轮17和刀盘11转动，刀盘11转动对土壤进行挖掘，主齿轮17带动副齿轮16转动，副齿轮16通过传动杆13带动破碎头12转动，破碎头12转动对岩石进行破碎，提高挖掘效率，挖掘的土壤储存在储土室10内，而螺旋叶7转动将储土室10内的土壤卷起在排土箱6内上升，土壤最后经过排土管19排入到传送机构20上，传送机构20将土壤运送出去，于此同时，电机26带动转轮25转动，转轮25带动联动杆24上下移动，联动杆24带动活塞22移动，活塞22与抽水管23作用将水箱31内的水分抽入到抽水管23内，而后水分经过进水管8进入到冷却管15内，经过冷却管15带走冷箱14内的热量，对冷箱14降温，从而对驱动轴18降温，最后水分经过回水管9返回到水箱31内，以此循环对驱动轴18降温，需要更换刀盘11时，按下弹钮30，弹钮30挤压压板29，压板29挤压压簧28产生反弹力，此时弹钮30退出刀盘11的钮孔，将刀盘11取下进行更换，更换完成后，松开弹钮30，压簧28恢复弹力将弹钮30重新弹回刀盘11的钮孔内对刀盘11进行固定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种盾构机的掘进机构，包括机体(1)，其特征在于：所述机体(1)内腔的底面固定连接有机箱(2)，所述机箱(2)的顶面固定连接有驱动机构(3)，所述驱动机构(3)的左侧活动套接有驱动轴(18)，所述驱动轴(18)上固定套接有主齿轮(17)，所述驱动机构(3)的正面和背面均固定连接有限位杆(5)，所述限位杆(5)的另一端固定套接有副齿轮(16)，所述副齿轮(16)的侧面固定连接有传动杆(13)，所述传动杆(13)的另一端固定连接有破碎头(12)，所述驱动轴(18)的另一端活动套接有刀盘(11)，所述驱动轴(18)且位于刀盘(11)一端内腔的顶面和底面均固定连接有固定槽(27)，所述固定槽(27)内腔的底部固定连接有压簧(28)，所述压簧(28)的另一端固定连接有压板(29)，所述压板(29)的顶面固定连接有弹钮(30)，所述弹钮(30)的另一端贯穿驱动轴(18)且延伸至刀盘(11)的外部，所述驱动轴(18)上且位于刀盘(11)和主齿轮(17)之间活动套接有冷箱(14)，所述机箱(2)内腔的底面固定连接有支架(21)，所述支架(21)的顶面固定连接有电机(26)，所述电机(26)的输出轴上固定套接有转轮(25)，所述转轮(25)的正面活动套接有联动杆(24)，所述机箱(2)内腔的底面且位于支架(21)的下方固定连接有水箱(31)，所述水箱(31)内腔的侧面固定连接有抽水管(23)，所述联动杆(24)的另一端延伸至抽水管(23)的内腔且固定连接有活塞(22)，所述抽水管(23)的侧面固定连接有进水管(8)，所述进水管(8)的另一端延伸至冷箱(14)的内壁内且固定连接有冷却管(15)，所述冷却管(15)卷绕在冷箱(14)的内壁内，所述冷却管(15)的另一端固定连接有回水管(9)，所述回水管(9)的另一端延伸至水箱(31)的上方，所述机体(1)内腔的底面且位于机箱(2)的左侧固定连接有推进机构(4)，所述机体(1)内腔底面的左侧固定连接有排土箱(6)，所述排土箱(6)的内腔活动套接有螺旋叶(7)，所述排土箱(6)另一端的底面固定连接有排土管(19)，所述机体(1)内腔的底面且位于排土管(19)的下方固定连接有传送机构(20)，所述机体(1)的侧面开设有储土室(10)。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述螺旋叶(7)的宽度值小于排土箱(6)内腔的宽度值，所述螺旋叶(7)与排土箱(6)的内腔活动套接。
3.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述刀盘(11)上开设有与弹钮(30)相适配的钮孔，且钮孔与弹钮(30)为卡接关系。
4.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述副齿轮(16)的数量为两个，且两个副齿轮(16)均与主齿轮(17)相互啮合。
5.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述活塞(22)与抽水管(23)的内腔紧密贴合，所述活塞(22)与抽水管(23)的内腔活动套接。
6.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述联动杆(24)的长度值大于转轮(25)的直径值，所述联动杆(24)的长度值小于抽水管(23)的高度值。
7.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述压板(29)与固定槽(27)的内腔活动套接，所述压板(29)到固定槽(27)内腔底面的距离值与压簧(28)的长度值相等。
8.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述冷箱(14)的两侧开设有使得驱动轴(18)通过的轴孔，所述冷箱(14)与驱动轴(18)连接处采用橡胶密封。
9.根据权利要求1所述的一种盾构机的掘进机构，其特征在于：所述抽水管(23)位于水箱(31)内腔的一端延伸至水箱(31)内腔的底部，所述抽水管(23)的顶面与联动杆(24)连接处涂有润滑剂。
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