CN112360484B - 一种翻转式顶管机刀盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及顶管机领域，尤其具体涉及一种翻转式顶管机刀盘。一种翻转式顶管机刀盘，包括：主刀盘、传动壳体，所述主刀盘设于传动壳体前端；所述主刀盘被等分为多个扇形区域，相邻扇形区域留有排土间隙即排土口；所述壳体侧面开设排口；每个扇形区域内装设多个切刀。本发明利用翻转刀盘将滚刀翻转到主刀盘的后面，以解决在切削软质地层时滚刀磨损严重的问题。
Description
技术领域
本发明涉及顶管机领域，尤其具体涉及一种翻转式顶管机刀盘。
背景技术
顶管机作为一种大型挖掘设备，其在各种隧道建设中使用是及其广泛的，而顶管机中行使挖掘这个主要功能的是顶管机的刀盘，由于顶管机是在地下进行挖掘，而地质的情况又是十分复杂的，因此为了让顶管机在不同的地质环境中都能够稳定有效的工作，这要求刀盘具有十分强大的适应能力，按照现有的刀盘种类可以按功能大致分为两类，一类是专门挖掘单一的软土地层或硬土地层的刀盘，另一类是专门挖掘同时具有软土与硬岩的复合地层的复合式刀盘，然而在实际挖掘过程中在一些地区常会遇到一段是单一的软土地层而另一段是单一的硬岩地层或是他们混合的地层，或者是在挖掘软土时突然遇到较大的岩石阻挡，对于不同地质的地层常规的做法是挖掘软土时用软土刀盘，遇到硬岩更换破岩刀盘进行破碎，或者遇到岩石后人工爆破清除，这样的方法耗时耗力效率非常的低，而另一种方式是无论软的地层还是硬的岩石都直接用软硬都能使用的复合式刀盘，但复合式刀盘在挖掘泥土时其上用来破碎岩石的滚刀会因摩擦力小而不能转动，长时间下去会产生很严重的磨损，且切削下来的沙土只能从下面的排渣口排出，由于受到刀盘隔板空间面积的限制，会使得设置排渣口的大小有限，在发展高效率的挖掘技术时，排土效率开始显现不足。
发明内容
因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于利用翻转刀盘将滚刀翻转到主刀盘的后面，以解决在切削软质地层时滚刀磨损严重的问题，本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
一种翻转式顶管机刀盘，包括：主刀盘、传动壳体，所述主刀盘设于传动壳体前端；
所述主刀盘被等分为多个扇形区域，相邻扇形区域留有排土间隙即排土口；所述壳体侧面开设排口；每个扇形区域内装设多个切刀；
所述主刀盘用于切削的背面安装多个翻转刀盘，翻转刀盘装设于每个扇形区域内，翻转刀盘尺寸小于排土口，翻转刀盘从主刀盘背面翻转度后，其刀盘将覆盖一部分排土口，余下部分形成排岩口；
所述翻转刀盘外表面装设多个滚刀。
本发明有益效果：
1、通过设置翻转刀盘，使得在切削软质地层时，翻转刀盘翻转将切削岩石用的滚刀翻转到主刀盘的后面，以防止滚刀磨损；
2、当翻转刀盘翻转后，形成较大的排土口，可以使排土更快，从而提高泥土切削效率。
附图说明
图1为本发明一种翻转式顶管机刀盘切削泥土状态时的状态示意图。
图2为本发明一种翻转式顶管机刀盘切削泥土状态时的结构分解示意图。
图3为本发明一种翻转式顶管机刀盘切削泥土状态时去除传动壳体与稳定架的结构示意图。
图4为本发明一种翻转式顶管机刀盘切削泥土状态时传动局部剖视图。
图5为本发明一种翻转式顶管机刀盘切削泥土状态时去除传动壳体的结构示意图。
图6为本发明一种翻转式顶管机刀盘破碎岩石状态时去除传动壳体的结构示意图。
图7为本发明一种翻转式顶管机刀盘破碎岩石状态时的结构示意图。
图中：
100、主刀盘；101、切刀；102、连接体；102a、矩形外花键；103、限位凸台；104、排岩口；105、排土口；106、抵合面；110、翻转刀盘；111、滚刀；112、连接凸台；113、阶梯面；120、传动壳体；121、限位孔；122、矩形内花键；123、排口；124、花键套；130、稳定架；131、支撑腿；133、支撑孔；140、动力杆；150、传动杆；160、转杆。
具体实施方式
本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例，然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略。
如图1、2所示，一种翻转式顶管机刀盘，包括:主刀盘100、翻转刀盘110、传动壳体120、稳定架130、动力杆140、传动杆150、转杆160；
所述传动壳体120中心部位固定有花键套124，下半部分具有排口123，花键套124的前端具有矩形内花键122用以传动连接，排口123用以将切削下来的泥土或岩石排出；
如图1—7所示，所述主刀盘100为被均匀等分成四个扇形区域，每相邻扇形区域留有一定间隙，该间隙形成排土口105，排土口105可以将切削下来的泥土排到传动壳体120中并由壳体120侧面的排口123排出，主刀盘100的每个扇形区域内靠近排土口105处均匀安装有多个切刀101，切削后的泥土以最短的路劲排入排土口105；当主刀盘100旋转时其上的切刀101将完成切削泥土的功能，主刀盘100用于切削的背面固定有连接体102，连接体102的圆周表面上具有矩形外花键102a，主刀盘100可通过矩形外花键102a与花键套124上的矩形内花键122啮合实现固定与连接，主刀盘100在与翻转刀盘110连接处的内表面上具有沿边沿对称布置的两个限位凸台103，限位凸台103与翻转刀盘110相连接；
所述主刀盘100的每两个相邻扇形区域间安装有翻转刀盘110，翻转刀盘110尺寸小于排土口105，在翻转刀盘110从主刀盘100背面翻转180度后与主刀盘100之间形成排岩口104，排岩口104可以将破碎掉落的岩石排到传动壳体120中并由排口123排出，翻转刀盘110在其内表面的边沿都固定有连接凸台112，连接凸台112具有中心孔，转杆160从中心孔穿过并与连接凸台112固定为一体，转杆160两端可转动的限位在主刀盘100上的限位凸台103上，当转杆160转动时将会带着翻转刀盘110相对于主刀盘100向后翻转，翻转刀盘110的外表面具有沿着径向均匀固定安装的多个滚刀111，当翻转刀盘110随着主刀盘100转动时滚刀111将对岩石进行切削破碎，翻转刀盘110在其顶部具有阶梯面113，在翻转刀盘110翻转时，当翻转到其阶梯面113抵合在主刀盘100上的抵合面106上时将停止翻转，主刀盘100上的抵合面106可以将翻转刀盘110限制住使其不能在继续向前翻转；
所述连接体102为中空的壳体结构，其一端固定连接在主刀盘100的中心位置，另一端则通过矩形外花键102a与传动壳体120相连接，每个限位在限位凸台103上的转杆160均穿过连接体102外壁进入连接体102中，并通过锥齿轮传动连接，传动杆150可转动的穿过连接体102的端面，其一端通过锥齿轮与动力杆140传动连接，另一端通过锥齿轮与四个转杆160其中的一个动连接，因此当动力杆140转动时将会带动四个转杆160同时转动从而带动四个翻转刀盘110同时向内翻转；
所述稳定架130主要由支撑腿131、支撑孔133构成，稳定架130通过支撑孔133被限位支撑在传动壳体120上的花键套124的圆周面上，而支撑腿131又穿过传动壳体120上的限位孔121，因此稳定架130不能够转动只能够在花键套124的圆周面上前后移动。
本发明工作原理：
在挖掘较软的土质地层时，为了防止土质地层对翻转刀盘110上滚刀111的磨损，每个翻转刀盘110都带着滚刀111翻转到了主刀盘100背面，此时主刀盘100上相邻两个部分之间形成排土口105，用于泥土的排出，工作状态如图6、7所示，当挖掘较硬的土质地层或遇到岩石时，动力杆140转动，通过传动杆150带动四个转杆160转动，从而将翻转刀盘110翻转，直到翻转刀盘110上的阶梯面113与主刀盘100上的抵合面106抵合即与主刀盘100处于同一平面的位置处后停止转动，此时主刀盘100与翻转刀盘110之间形成新的排岩口104，用于破碎后岩石的排出，然后稳定架130向前移动直至其上的支撑腿131抵合在翻转刀盘110的内表面上后停止，目的是防止翻转刀盘110上的滚刀111在受到压力时将翻转刀盘110翻转，工作状态如图1、5所示，然后传动壳体120转动从而带动主刀盘100与翻转刀盘110一同转动，由于翻转刀盘110上的滚刀111高度高于主刀盘100上的切刀101，在转动的过程中滚刀111先接触岩石，并对岩石进行挤压破碎，破碎的岩石通过排岩口104排到主刀盘100的后面，最后再由传动壳体120上的排口123排出刀头，当破碎完毕后，主刀盘100停止转动，稳定架130向后移动直到支撑腿131下端的凸起盘面与传动壳体120的内端面相抵合时停止移动，动力杆140反向转动带动转杆160反转，从而使翻转刀盘110再次翻转到主刀盘100的后面，此时主刀盘100与翻转刀盘110之间的空间由原来的小出口面积的排岩口104变为大出口面积的排土口105，从而增加排土的速度。
Claims (8)
1.一种翻转式顶管机刀盘，包括：主刀盘(100)、传动壳体(120)，所述主刀盘(100)设于传动壳体(120)前端；
其特征在于：所述主刀盘(100)被等分为多个扇形区域，相邻扇形区域留有排土间隙即排土口(105)；所述壳体侧面开设排口(123)；每个扇形区域内装设多个切刀(101)；
所述主刀盘(100)用于切削的背面安装多个翻转刀盘(110)，翻转刀盘(110)装设于每个扇形区域内，翻转刀盘(110)尺寸小于排土口(105)，翻转刀盘(110)从主刀盘(100)背面翻转180度后，其翻转刀盘将覆盖一部分排土口(105)，余下部分形成排岩口(104)；
所述翻转刀盘(110)外表面装设多个滚刀(111)；
所述主刀盘(100)在与翻转刀盘(110)连接处的内表面上具有沿边沿对称布置的两个限位凸台(103)，限位凸台(103)与翻转刀盘(110)相连接；
所述翻转刀盘(110)在其内表面的边沿都固定有连接凸台(112)，连接凸台(112)具有中心孔，转杆(160)从中心孔穿过并与连接凸台(112)固定为一体，转杆(160)两端可转动的限位在主刀盘(100)上的限位凸台(103)上；
当所述转杆（160）转动时将会带着翻转刀盘（110）相对于主刀盘（100）向后翻转，所述翻转刀盘（110）的外表面具有沿着径向均匀固定安装的多个滚刀111，当所述翻转刀盘（110）随着主刀盘（100）转动时滚刀（111）将对岩石进行切削破碎，所述翻转刀盘（110）在其顶部具有阶梯面（113），在所述翻转刀盘（110）翻转时，当翻转到所述阶梯面（113）抵合在主刀盘（100）上的抵合面（106）上时将停止翻转。
2.根据权利要求1所述的翻转式顶管机刀盘，其特征在于：所述切刀(101)安装位置靠近排土口(105)。
3.根据权利要求1所述的翻转式顶管机刀盘，其特征在于：所述传动壳体(120)中心部位固定有花键套(124)；所述主刀盘(100)用于切削的背面固定有连接体(102)，连接体(102)的圆周表面上具有矩形外花键(102a)，主刀盘(100)通过矩形外花键(102a)与花键套(124)上的矩形内花键(122)啮合实现固定与连接。
4.根据权利要求1所述的翻转式顶管机刀盘，其特征在于：每个限位在所述限位凸台(103)上的转杆(160)均穿过连接体(102)外壁进入连接体(102)中，并通过锥齿轮传动连接。
5.根据权利要求4所述的翻转式顶管机刀盘，其特征在于：所述转杆(160)中的一个通过齿轮与穿过连接体(102)并与连接体(102)转动连接的传动杆(150)传动连接。
6.根据权利要求5所述的翻转式顶管机刀盘，其特征在于：所述传动杆(150)通过齿轮与动力杆(140)传动连接。
7.根据权利要求1或3所述的翻转式顶管机刀盘，其特征在于：所述传动壳体(120)上开设限位孔(121)，支撑腿(131)套设在限位孔(121)内。
8.根据权利要求7所述的翻转式顶管机刀盘，其特征在于：所述限位孔(121)与稳定架(130)上的支撑孔(133)将稳定架(130)限定在传动壳体(120)上的花键套(124)上，使稳定架(130)仅能沿花键套圆周面前后移动。
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