CN111706345A - 一种盾构机刀具固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种盾构机刀具固定装置，包括刀盘，刀盘固定安装在刀盘架上，刀盘架远离刀盘一侧固定安装若干连接机构，连接机构包括若干连接杆，连接杆呈环形整列排布，连接杆一端与刀盘架固定连接，连接杆另一端贯穿驱动盘,连接杆与驱动盘滑动连接，刀盘架和驱动盘之间的连接杆外表面固定安装压缩弹簧，压缩弹簧两端均与弹簧座固定连接，压缩弹簧两端的弹簧座分别固定安装在刀盘架和驱动盘上，驱动盘远离连接机构一侧中间固定安装驱动轴。本发明盾构机刀具固定装置有效避免了刀盘和驱动轴的刚性接触，延长了刀具和驱动轴的使用寿命，同时刀具可有刀盘两侧进行安装和拆除，便于刀具的安装和检修。

Description

一种盾构机刀具固定装置

技术领域

本发明涉及盾构机领域，具体的是一种盾构机刀具固定装置。

背景技术

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，盾构机的前侧为固定刀具的刀盘，刀盘体由钢结构焊接而成，刀具有滚刀、切刀和刮刀等。现有用于盾构机刀具固定的刀盘多为直接与驱动轴连接，在遭遇较为坚硬的岩层时刀具与岩石的刚性接触容易导致刀具及驱动轴的损坏，甚至导致驱动装置的损毁，而且现有盾构机的刀具多通过螺栓固定在刀盘表面，在刀具损坏后不便于检修，拆除和安装较为繁琐。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种盾构机刀具固定装置，有效避免了刀盘和驱动轴的刚性接触，延长了刀具和驱动轴的使用寿命，同时刀具可有刀盘两侧进行安装和拆除，便于刀具的安装和检修。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种盾构机刀具固定装置，包括刀盘，刀盘固定安装在刀盘架上，刀盘架远离刀盘一侧固定安装若干连接机构，连接机构包括若干连接杆，连接杆呈环形整列排布，连接杆一端与刀盘架固定连接，连接杆另一端贯穿驱动盘,连接杆与驱动盘滑动连接，刀盘架和驱动盘之间的连接杆外表面固定安装压缩弹簧，压缩弹簧两端均与弹簧座固定连接，压缩弹簧两端的弹簧座分别固定安装在刀盘架和驱动盘上，驱动盘远离连接机构一侧中间固定安装驱动轴。

进一步优选地，刀盘包括前面板和侧面板，前面板为圆形平板，前面板表面开设有若干第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，侧面板为圆形弧板，侧面板表面开设有若干第四安装孔。

进一步优选地，第一安装孔开设在前面板的中间，第二安装孔均匀等距设置在第一安装孔的外侧，第二安装孔呈“十字”排布，第三安装孔设置在第二安装孔之间的前面板边缘处，第四安装孔呈环形整列设置在侧面板的表面。

进一步优选地，第一安装孔内固定安装中心刀，第二安装孔内固定安先行刀，第三安装孔内固定安装正后行刀，第四安装孔内固定安装边缘刀。

进一步优选地，第一安装孔两侧壁均开设有安装槽，安装槽内设有安装轴，中心刀与安装轴转动连接，安装轴两侧设有限位座，限位座通过螺栓与前面板螺接，第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔的结构与第一安装孔相同。

进一步优选地，刀盘架包括中心座和环形架，环形架设置在中心座的外圈，环形架与中心座之间通过加强杆连接，环形架的外径与刀盘的外径契合，环形架表面上开设有若干螺纹孔，环形架与刀盘通过螺旋螺接，连接杆固定安装座中心座表面。

进一步优选地，驱动盘对应连接杆处开设有通孔，连接杆贯穿通孔，连接杆穿过通孔一端固定安装限位块。

进一步优选地，通孔的直径大于连接杆的直径，限位块的直径大于通孔的直径。

本发明的有益效果：

1、本发明连接杆一端与刀盘架固定连接，连接杆另一端贯穿驱动盘,连接杆与驱动盘滑动连接，刀盘架和驱动盘之间的连接杆外表面固定安装压缩弹簧，当刀盘向前推动时遇到硬度较高的岩层时刀盘架挤压压缩弹簧，可以避免刀盘和刀盘架与驱动轴的刚性接触，起到保护刀具和驱动轴的作用；

2、本发明刀具与安装轴转动连接，安装中心刀时安装槽一侧的限位座拆下，再将安装轴推入安装槽中，再将限位座通过螺栓与前面板固定即可完成中心刀的安装，拆除中心刀时仅拆下安装槽一侧的限位座即可，实现了在刀盘两侧均可快速安装和拆卸中心刀，同理，先行刀、后行刀和边缘刀也可在刀盘两侧实现安装和拆卸，便于刀具的检修和安装。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明盾构机刀具固定装置的整体结构前侧示意图；

图2是本发明盾构机刀具固定装置的整体结构后侧示意图；

图3是本发明盾构机刀具固定装置刀盘的正视示意图；

图4是本发明盾构机刀具固定装置第一安装孔的结构示意图；

图5是本发明盾构机刀具固定装置刀盘架的结构示意图；

图6是本发明盾构机刀具固定装置连接杆的结构示意图；

图7是本发明盾构机刀具固定装置驱动盘的结构示意图。

图中：

1-刀盘，11-前面板，12-侧面板，111-第一安装孔，1111-安装槽，1112-安装轴，1113-限位座，112-第二安装孔，112-第三安装孔，121-第四安装孔，2-刀盘架，21-中心座，22-环形架，221-螺纹孔，23-加强杆，3-连接机构，31-连接杆，32-压缩弹簧，33-弹簧座，34-限位块，4-驱动盘，41-通孔，5-驱动轴。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-2、6所示，一种盾构机刀具固定装置，包括刀盘1，刀盘1固定安装在刀盘架2上，刀盘架2远离刀盘1一侧固定安装若干连接机构3，连接机构3包括若干连接杆31，连接杆31呈环形整列排布，连接杆31一端与刀盘架2固定连接，连接杆31另一端贯穿驱动盘4,连接杆31与驱动盘4滑动连接，刀盘架2和驱动盘4之间的连接杆31外表面固定安装压缩弹簧32，压缩弹簧32两端均与弹簧座33固定连接，压缩弹簧32两端的弹簧座33分别固定安装在刀盘架2和驱动盘4上，驱动盘4远离连接机构3一侧中间固定安装驱动轴5。

如图3所示，刀盘1包括前面板11和侧面板12，前面板11为圆形平板，前面板11表面开设有若干第一安装孔111、第二安装孔112和第三安装孔113，侧面板12为圆形弧板，侧面板12表面开设有若干第四安装孔121，第一安装孔111开设在前面板11的中间，第二安装孔112均匀等距设置在第一安装孔111的外侧，第二安装孔112呈“十字”排布，第三安装孔113设置在第二安装孔112之间的前面板11边缘处，第四安装孔114呈环形整列设置在侧面板12的表面，第一安装孔111内固定安装中心刀，第二安装孔112内固定安先行刀，第三安装孔113内固定安装正后行刀，第四安装孔114内固定安装边缘刀。

如图4所示，第一安装孔111两侧壁均开设有安装槽1111，安装槽1111内设有安装轴1112，中心刀与安装轴1112转动连接，安装轴1112两侧设有限位座1113，限位座1113通过螺栓与前面板11螺接，第二安装孔112、第三安装孔113和第四安装孔121的结构与第一安装孔111相同。

中心刀与安装轴1112转动连接，安装中心刀时安装槽1111一侧的限位座1113拆下，再将安装轴1112推入安装槽1111中，再将限位座1113通过螺栓与前面板11固定即可完成中心刀的安装，拆除中心刀时仅拆下安装槽1111一侧的限位座1113即可，实现了在刀盘1两侧均可快速安装和拆卸中心刀。同理，先行刀、后行刀和边缘刀也可在刀盘1两侧实现安装和拆卸，便于刀具的检修和安装。

如图5所示，刀盘架2包括中心座21和环形架22，环形架22设置在中心座21的外圈，环形架22与中心座21之间通过加强杆23连接，环形架22的外径与刀盘1的外径契合，环形架22表面上开设有若干螺纹孔221，环形架11与刀盘1通过螺旋螺接，连接杆31固定安装座中心座21表面。

如图7所示，驱动盘4对应连接杆31处开设有通孔41，连接杆31贯穿通孔41，连接杆31穿过通孔41一端固定安装限位块34，通孔41的直径大于连接杆31的直径，限位块34的直径大于通孔41的直径。连接杆31贯穿通孔41，当刀盘1向前推动时遇到硬度较高的岩层时刀盘架2挤压压缩弹簧32，可以避免刀盘1和刀盘架2与驱动轴5的刚性接触，起到保护刀具和驱动轴5的作用。

使用本装置进行刀具固定时，根据开凿隧道的土质选择相应材质的中心刀、先行刀、后行刀和边缘刀，将安装槽1111一侧的限位座1113拆下，再将上述刀具的安装轴1112推入安装槽1111中，再将限位座1113通过螺栓与前面板11和侧面板12固定即可完成刀具的安装，然后将刀盘1通过螺栓与刀盘架2固定即可，通过驱动轴5带动驱动盘4转动，驱动盘4带动刀盘1和刀盘架2旋转对隧道断面进行开凿，当刀盘1向前推动时遇到硬度较高的岩层时刀盘架2挤压压缩弹簧32，可以避免刀盘1和刀盘架2与驱动轴5的刚性接触，起到保护刀具和驱动轴5的作用，此时停止盾构机，然后由刀盘1内侧进行刀具更换，选择强度更高的刀具进行更换即可，同时，在对刀盘1进行定期的检修时可以由刀盘1内侧进行拆除和安装刀具。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种盾构机刀具固定装置，其特征在于，包括刀盘(1)，所述刀盘(1)固定安装在刀盘架(2)上，所述刀盘架(2)远离刀盘(1)一侧固定安装若干连接机构(3)，所述连接机构(3)包括若干连接杆(31)，所述连接杆(31)呈环形整列排布，所述连接杆(31)一端与刀盘架(2)固定连接，所述连接杆(31)另一端贯穿驱动盘(4),所述连接杆(31)与驱动盘(4)滑动连接，所述刀盘架(2)和驱动盘(4)之间的连接杆(31)外表面固定安装压缩弹簧(32)，所述压缩弹簧(32)两端均与弹簧座(33)固定连接，所述压缩弹簧(32)两端的弹簧座(33)分别固定安装在刀盘架(2)和驱动盘(4)上，所述驱动盘(4)远离连接机构(3)一侧中间固定安装驱动轴(5)。

2.根据权利要求1所述的盾构机刀具固定装置，其特征在于，所述刀盘(1)包括前面板(11)和侧面板(12)，所述前面板(11)为圆形平板，所述前面板(11)表面开设有若干第一安装孔(111)、第二安装孔(112)和第三安装孔(113)，所述侧面板(12)为圆形弧板，所述侧面板(12)表面开设有若干第四安装孔(121)。

3.根据权利要求2所述的盾构机刀具固定装置，其特征在于，所述第一安装孔(111)开设在前面板(11)的中间，所述第二安装孔(112)均匀等距设置在第一安装孔(111)的外侧，所述第二安装孔(112)呈“十字”排布，所述第三安装孔(113)设置在第二安装孔(112)之间的前面板(11)边缘处，所述第四安装孔(114)呈环形整列设置在侧面板(12)的表面。

4.根据权利要求3所述的盾构机刀具固定装置，其特征在于，所述第一安装孔(111)内固定安装中心刀，所述第二安装孔(112)内固定安先行刀，所述第三安装孔(113)内固定安装正后行刀，所述第四安装孔(114)内固定安装边缘刀。

5.根据权利要求4所述的盾构机刀具固定装置，其特征在于，所述第一安装孔(111)两侧壁均开设有安装槽(1111)，所述安装槽(1111)内设有安装轴(1112)，所述中心刀与安装轴(1112)转动连接，所述安装轴(1112)两侧设有限位座(1113)，所述限位座(1113)通过螺栓与前面板(11)螺接，第二安装孔(112)、第三安装孔(113)和第四安装孔(121)的结构与第一安装孔(111)相同。

6.根据权利要求1所述的盾构机刀具固定装置，其特征在于，所述刀盘架(2)包括中心座(21)和环形架(22)，所述环形架(22)设置在中心座(21)的外圈，所述环形架(22)与中心座(21)之间通过加强杆(23)连接，所述环形架(22)的外径与刀盘(1)的外径契合，所述环形架(22)表面上开设有若干螺纹孔(221)，所述环形架(11)与刀盘(1)通过螺旋螺接，所述连接杆(31)固定安装座中心座(21)表面。

7.根据权利要求1所述的盾构机刀具固定装置，其特征在于，所述驱动盘(4)对应连接杆(31)处开设有通孔(41)，所述连接杆(31)贯穿通孔(41)，所述连接杆(31)穿过通孔(41)一端固定安装限位块(34)。

8.根据权利要求7所述的盾构机刀具固定装置，其特征在于，所述通孔(41)的直径大于连接杆(31)的直径，所述限位块(34)的直径大于通孔(41)的直径。

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