CN111173526A - 一种便于更换刀具的盾构机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便于更换刀具的盾构机，包括筒形护盾和刀盘，刀盘内在刀具套筒外环开设有一圈限位槽，限位槽内装入一环形限位板；底盘边沿径向设置有多个固定柱，底盘中部设置一个旋转部，还包括由固定部和活动部组成的锁扣单元，活动部穿过刀盘内侧端面伸入到限位槽内并固定在环形限位板上；环形限位板与限位槽之间安装压缩弹簧，初始状态下，环形限位板在压缩弹簧作用下将活动部顶出，使得固定部和活动部形成一个固定固定柱的锁眼；还包括一个按压部，按压部与环形限位板连接，用于按下按压部完成锁扣单元的解锁，本方案采用无螺栓的固定结构用于固定刀具，其拆卸和安装可以在短时间内完成，从而大幅度缩短停机时间。

Description

一种便于更换刀具的盾构机

技术领域

本发明涉及盾构机领域，具体涉及一种便于更换刀具的盾构机。

背景技术

盾构隧道掘进机，简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，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。盾构机在掘进过程中，因地质不同，时常会出现刀具损坏的现象，以我国四川成都为例，成都市地处的成都平原属于砂卵层、高富水地质结构,是国内目前建设地铁城市中地质条件最复杂、挖掘难度最大的城市。由于其地质原因每个月施工长度远远小于其他城市。其主要原因就在于刀具损坏严重，一副新刀具经常只能正常工作2-3天。因此提升刀具更换速度可以在一定程度上加快工程进度。

目前的刀具安装结构可参考图1-图3所示，图1为刀具1安装在刀盘3上的结构示意图，刀具1是通过一个刀具套筒2安装在刀盘3上，并在其贯穿壁设置一层加固筒4，然后整个刀具套筒2伸入到刀盘3的加固筒4，加固筒4中部再采用法兰5固定，并在具套筒2的底盘6上用螺栓7固定在刀盘3上，从而保证稳定作业。需要更换时，首先需要拆卸螺栓7，然后借助四根导杆8，如图2所示的方式，使得导杆8作为导轨，然后施加一个向外的力使得刀具1卸下，最终卸下如图3所示。在这个过程中需要反复多次上下螺栓7，且一般情况下底盘6上至少设置有六颗螺栓，从而是的操作时间长，拖延施工进度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便于更换刀具的盾构机，采用无螺栓的固定结构用于固定刀具，其拆卸和安装可以在短时间内完成，从而大幅度缩短停机时间。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种便于更换刀具的盾构机，包括筒形护盾和刀盘，所述筒形护盾内设置有土仓以及盾构机的驱动部分，所述刀盘呈环形阵列安装有刀具，所述刀具通过刀具套筒轴向固定在刀盘上，所述刀具套筒的底盘位于刀盘内侧端面，所述刀盘内在刀具套筒外环开设有一圈限位槽，限位槽内装入一环形限位板；

所述底盘边沿径向设置有多个固定柱，底盘中部设置一个旋转部，所述刀盘内侧端面设置有与所述固定柱一一对应的锁扣单元；

所述锁扣单元包括固定部和活动部，所述固定部固定在刀盘内侧端面，所述活动部穿过刀盘内侧端面伸入到限位槽内并固定在所述环形限位板上；

所述环形限位板与限位槽之间安装压缩弹簧，初始状态下，环形限位板在压缩弹簧作用下将所述活动部顶出，使得固定部和活动部形成一个固定所述固定柱的锁眼；

还包括一个按压部，所述按压部与环形限位板连接，用于按下按压部完成锁扣单元的解锁。

本方案为了在刀具的固定中省去螺栓结构，在固定刀具的刀具套筒上径向设置有多个固定柱，固定柱与底盘位于同一平面，然后再刀盘上固定与固定柱配合的锁扣单元，锁扣单元的活动部连接在一个限位板上，限位板嵌入到刀盘内部，并设置有压缩弹簧，是的初始状态弹簧弹起，将活动部顶出与锁扣单元的固定部闭合，从而将固定柱锁死在锁扣单元内，其作用相当于一个螺栓，从而保证了盾构机运行过程中刀具的稳固。当需要更换刀具时，通过按压部按下活动部，然后旋转旋转部是的刀具套筒转动，将固定柱从固定部中旋转出来，从而完成解锁可直接取下刀具套筒完成刀具更换，整个操作过程仅需数秒即可完成，极大的节省了停机时间，有利于施工进度。

进一步的，所述按压部为一块环形压板，所述环形压板通过一段筒形管与所述环形限位板固定连接。设计为环形压板的优势在于按压任何部位，都可以使整个环形限位板下沉，从而解开全部的锁扣单元。

进一步的，盾构机运行状态下，所述旋转部位于所述筒形管内，且所述环形压板高出所述旋转部顶部，该设计的优势在于可避免土仓内的沙土碎石等撞击旋转部。

进一步的，所述旋转部为一块法兰盘或T形杆。该结构设计可以使得旋转更加轻松省力。

进一步的，所述锁眼与固定柱之间形成限位配合，锁眼的尺寸与固定柱尺寸一致。

进一步的，所述活动部与环形限位板之间一体成型而成，一体成型可增强活动部与环形限位板之间的连接强度。

进一步的，所述固定部端面为C形，所述活动部为L形。

进一步的，所述固定柱以底盘的圆心呈环形阵列均匀分布。

本发明的有益效果是：

（1）无需螺栓固定刀具，从而是的刀具的更换和维修更加省时省力，极大的缩短了停机时间，有利于工程进度；

（2）刀具套筒依靠多个固定柱和锁扣单元代替传统的螺栓，其结构稳定可靠，还可避免螺栓滑丝造成的刀具松动或螺栓无法取下的问题；

（3）整个更换刀具的过程无需借助任设备，可以直接徒手操作完成。

附图说明

图1为现有技术刀具装配结构示意图；

图2为现有技术刀具更换准备状态示意图；

图3为现有技术刀具取下过程示意图；

图4为本发明盾构机整体示意图；

图5为本发明刀盘在筒形护盾内的结构示意图；

图6为本发明单个刀具固定状态下的端面示意图；

图7为本发明单个刀具固定状态下的剖面图；

图8为本发明锁扣单元结构示意图；

图9为本发明按压部剖面图；

图10为本发明更换刀具时的端面示意图；

图11为本发明更换刀具时的剖面图；

图12为本发明更换刀具时锁扣单元的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图4所示，一种便于更换刀具的盾构机，包括筒形护盾8和刀盘3，筒形护盾8内设置有土仓以及盾构机的驱动部分，刀盘3呈环形阵列安装有刀具1，刀具1通过刀具套筒2轴向固定在刀盘3上，刀具套筒2的底盘6位于刀盘3内侧端面。本方案中提供的盾构机在主体结构上与现有技术基本一致，其改进点主要在于刀具套筒2的固定和拆卸方式上的改变，因此对于盾构机的其他部分，本实施例中不做具体的说明。如图7所示，刀盘3内在刀具套筒2外环开设有一圈限位槽301，限位槽301内装入一环形限位板103；底盘6边沿径向设置有多个固定柱400，底盘6中部设置一个旋转部300，刀盘3内侧端面设置有与固定柱400一一对应的锁扣单元500，其结构可参考图5和图6所示。锁扣单元500包括固定部501和活动部502，固定部501固定在刀盘3内侧端面，活动部502穿过刀盘3内侧端面伸入到限位槽301内并固定在环形限位板103上，其结构可参考图7和图8所示。环形限位板103与限位槽301之间安装压缩弹簧302，初始状态下，环形限位板103在压缩弹簧302作用下将活动部502顶出，使得固定部501和活动部502形成一个固定固定柱400的锁眼503，其锁闭状态可参考图8所示。最后还包括一个按压部101，按压部101与环形限位板103连接，用于按下按压部101完成锁扣单元500的解锁，参考图11所示。解锁状态下锁扣单元500的结构如图12所示，活动部502收缩到刀盘3内，是的固定部501侧面无遮挡，从而可以通过旋转底盘6将固定柱400从锁扣中转出，底盘6转动以后可参考图10所示，转出后即可直接将刀具套筒2从刀盘3中取下进行刀具1的更换。

作为一种优选实施例，如图9所示，按压部101为一块环形压板，环形压板通过一段筒形管102与环形限位板103固定连接，其中按压部101、筒形管102、环形限位板103组成一个T形结构，其相当于是筒形管102一端向内侧延伸形作为环形限位板103，一端向侧延伸作为按压部101。盾构机运行状态下，旋转部300位于筒形管102内，且环形压板高出旋转部300顶部。旋转部300为一块法兰盘或T形杆，锁眼503与固定柱400之间形成限位配合，锁眼503的尺寸与固定柱400尺寸一致，活动部502与环形限位板103之间一体成型而成，固定部501端面为C形，活动部502为L形，固定柱400以底盘6的圆心呈环形阵列均匀分布。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种便于更换刀具的盾构机，包括筒形护盾（8）和刀盘（3），所述筒形护盾（8）内设置有土仓以及盾构机的驱动部分，所述刀盘（3）呈环形阵列安装有刀具（1），所述刀具（1）通过刀具套筒（2）轴向固定在刀盘（3）上，所述刀具套筒（2）的底盘（6）位于刀盘（3）内侧端面，其特征在于：

所述刀盘（3）内在刀具套筒（2）外环开设有一圈限位槽（301），限位槽（301）内装入一环形限位板（103）；

所述底盘（6）边沿径向设置有多个固定柱（400），底盘（6）中部设置一个旋转部（300），所述刀盘（3）内侧端面设置有与所述固定柱（400）一一对应的锁扣单元（500）；

所述锁扣单元（500）包括固定部（501）和活动部（502），所述固定部（501）固定在刀盘（3）内侧端面，所述活动部（502）穿过刀盘（3）内侧端面伸入到限位槽（301）内并固定在所述环形限位板（103）上；

所述环形限位板（103）与限位槽（301）之间安装压缩弹簧（302），初始状态下，环形限位板（103）在压缩弹簧（302）作用下将所述活动部（502）顶出，使得固定部（501）和活动部（502）形成一个固定所述固定柱（400）的锁眼（503）；

还包括一个按压部（101），所述按压部（101）与环形限位板（103）连接，用于按下按压部（101）完成锁扣单元（500）的解锁。

2.根据权利要求1所述的一种便于更换刀具的盾构机，其特征在于，所述按压部（101）为一块环形压板，所述环形压板通过一段筒形管（102）与所述环形限位板（103）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种便于更换刀具的盾构机，其特征在于，盾构机运行状态下，所述旋转部（300）位于所述筒形管（102）内，且所述环形压板高出所述旋转部（300）顶部。

4.根据权利要求3所述的一种便于更换刀具的盾构机，其特征在于，所述旋转部（300）为一块法兰盘或T形杆。

5.根据权利要求1所述的一种便于更换刀具的盾构机，其特征在于，所述锁眼（503）与固定柱（400）之间形成限位配合，锁眼（503）的尺寸与固定柱（400）尺寸一致。

6.根据权利要求5所述的一种便于更换刀具的盾构机，其特征在于，所述活动部（502）与环形限位板（103）之间一体成型而成。

7.根据权利要求6所述的一种便于更换刀具的盾构机，其特征在于，所述固定部（501）端面为C形，所述活动部（502）为L形。

8.根据权利要求1所述的一种便于更换刀具的盾构机，其特征在于，所述固定柱（400）以底盘（6）的圆心呈环形阵列均匀分布。

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