CN112593967B - 一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及顶管机技术领域，具体为一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘，其包括：壳体、刀盘、滚刀切割装置安装壳、刀盘中心刮刀、壳体内部电刷盘、刀盘后部挡渣板、刀盘后部齿圈、刀盘转轴、刀盘配电柱、笼型滚刀切割装置、排渣孔、输电柱，所述壳体内部具有所述刀盘、壳体内部电刷盘、刀盘后部挡渣板、刀盘后部齿圈、刀盘转轴、刀盘配电柱,刀盘安装在所述壳体内部，具有所述滚刀切割装置安装壳、刀盘中心刮刀、排渣孔，并安装有笼型滚刀切割装置,滚刀切割装置安装壳安装在所述刀盘前端，将所述笼型滚刀切割装置驱动部分包裹住，本发明利用机械传动，使辊刀切割装置具有能够自行刮土排土的功能，将滚刀上附着的泥土刮掉并排走。
Description
技术领域
本发明涉及顶管机领域，特别涉及一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘。
背景技术
近年来，隧道挖掘时虽然分为挖掘硬岩的隧道掘进机(TBM)和专用于软土层掘进的顶管机。然而，隧道挖掘时面临着两个问题，切刀在压缩强度为50～100KPa/cm2软岩层不能有效挖掘，而在顶管机刀盘上安装的滚刀，在切割并挖出软土时，粘土易附着在滚刀附近，这导致滚刀的偏心运动，致使滚刀过早磨损和旋转轴的旋转扭矩增加；并且滚刀直接安装在刀盘上，如果刀具损坏的话，极难更换刀具；如果刀盘上同时安装有切刀与不会粘土的滚刀，将会大大提高顶管机的工作效率；
在在先专利文献1中，尽管采用具有一定角度的滚刀，但是即使将应用具有一定角度的滚刀，只要将滚刀安装在具有表面结构的刀盘中，刀盘与滚刀还是会粘附泥土；这就很难消除泥土粘附，致使顶管机不能持续工作，大大减缓了顶管机的工作效率；
因此，需要一种具有切刀与能够抑制泥土附着并且能够适应软岩层钻孔的滚刀切割装置的可以持续作业的高效率的顶管机刀盘。
[在先技术文献]
[专利文献1]JP1994017918Y2(授权号)1994.5.11。
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刀具刀刃角度及滚刀切割装置内部运用旋转刮板来自行刮土的原理来解决泥土粘附的问题；本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘装置，包括:壳体、刀盘、滚刀切割装置安装壳、刀盘中心刮刀、壳体内部电刷盘、刀盘后部挡渣板、刀盘后部齿圈、刀盘转轴、刀盘配电柱、笼型滚刀切割装置、排渣孔、输电柱；
所述壳体内部具有所述刀盘、壳体内部电刷盘、刀盘后部挡渣板、刀盘后部齿圈、刀盘转轴、刀盘配电柱,刀盘安装在所述壳体内部，具有所述滚刀切割装置安装壳、刀盘中心刮刀、排渣孔，并安装有笼型滚刀切割装置,滚刀切割装置安装壳安装在所述刀盘前端，将所述笼型滚刀切割装置驱动部分包裹住，并在所述刀盘前端充当切刀；
所述刀盘中心刮刀安装在所述刀盘前端中心处，随着所述刀盘的转动将所述刀盘中心处的泥土粉碎,壳体内部电刷盘安装在所述壳体内部，与顶管机后置的电刷杆连接，与所述刀盘配电柱配合，为所述笼型滚刀切割装置内部所有电机提供电力；
所述刀盘后部挡渣板安装在所述壳体内部，将所述笼型滚刀切割装置、排渣孔输送出的渣土挡在所述刀盘后部挡渣板前端的刀盘内部空间内，由顶管机后置的螺旋式输送器将渣土排出,刀盘后部齿圈安装在所述壳体内部，通过顶管机后置的电机驱动，为所述刀盘绕所述刀盘转轴转动提供动力；
所述刀盘转轴安装在所述壳体内部，所述刀盘后端，通过轴承连接在顶管机后部空间中，作所述刀盘转动的转动中心,刀盘配电柱安装在所述刀盘转轴的后端，与所述输电柱通过凹槽卡扣式连接，内部为电刷输电，避免所述刀盘转动带来的电线缠绕问题，所述笼型滚刀切割装置安装在所述滚刀切割装置安装壳中，粉碎泥土；
所述笼型滚刀切割装置包括：滚刀、滚刀安装盘一、滚刀转动齿轮、轮毂型刮板、齿圈、小电机配套齿轮、小电机、笼型滚刀切割装置转轴、笼型滚刀切割装置转轴电机、滚刀安装盘二、滚刀转动齿轮承载箱、笼型滚刀切割装置转轴承载箱、小电机安装孔、笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱、笼型滚刀切割装置转动电机；
所述滚刀安装在所述滚刀安装盘一与滚刀安装盘二之间，通过所述滚刀转动齿轮传递的动力进行转动，转动时所述滚刀会粉碎泥土并通过所述轮毂型刮板将泥土刮掉,滚刀安装盘一通过轴承安装在所述笼型滚刀切割装置转轴圆周侧，通过所述滚刀共用的转轴并与所述滚刀安装盘二依次连接，经过所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱传输的周向力来使所有所述滚刀能够粉碎泥土和刮土；
所述滚刀转动齿轮安装在所述滚刀转动齿轮承载箱内部，连接所述滚刀转动齿轮与所述齿圈，通过所述齿圈传输过来的力使所有所述滚刀进行转动,轮毂型刮板通过键连接在所述笼型滚刀切割装置转轴圆周侧，通过所述笼型滚刀切割装置转轴电机带动所述笼型滚刀切割装置转轴转动使所述轮毂型刮板进行周向转动，刮掉所述滚刀粘附的泥土，并且当泥土刮掉时，会落在所述轮毂型刮板两个轮毂之间，当所述轮毂型刮板转动度时，原本落在在所述轮毂型刮板两个轮毂之间的泥土就会自然掉落；
所述齿圈通过轴承安装在所述笼型滚刀切割装置转轴圆周侧，其连接所述滚刀转动齿轮与所述小电机配套齿轮，通过所述小电机配套齿轮出传递的力使所述齿圈转动进而使所述滚刀转动齿轮转动；
所述小电机配套齿轮安装在所述小电机的转动轴圆周侧，通过所述小电机提供动力使所述齿圈转动,小电机安装在所述小电机安装孔内，为所述小电机配套齿轮提供周向力,笼型滚刀切割装置转轴安装在所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱内部，连接有所述笼型滚刀切割装置转轴电机、滚刀安装盘一、轮毂型刮板、齿圈、滚刀安装盘二，通过所述笼型滚刀切割装置转轴电机提供的动力，使所述轮毂型刮板转动，并支撑所述滚刀安装盘一、齿圈、滚刀安装盘二；
所述笼型滚刀切割装置转轴电机安装在所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱后端与所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱内部空间，为所述笼型滚刀切割装置转轴提供周向力,滚刀安装盘二安装在所述滚刀转动齿轮承载箱前端，通过所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱传递来的周向力使其带动所述滚刀安装盘一一起转动，并为所述滚刀提供安装定位,滚刀转动齿轮承载箱安装在所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱前端，承载所述滚刀转动齿轮；
所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱安装在所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱内部空间，承载所述笼型滚刀切割装置转轴电机,笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱包围所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱，连接所述滚刀安装盘二，并通过所述笼型滚刀切割装置转动电机传递来的周向力使所述滚刀安装盘二转动,笼型滚刀切割装置转动电机安装在所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱后端，为所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱提供周向力。
本发明有益效果：
1、利用机械传动，使滚刀切割装置具有能够自行刮土排土的功能，将滚刀上附着的泥土刮掉并排走；
2、采用许多小体积滚刀，在土下作业时方便更换；
3、减少了泥土附着的可能，延长了滚刀使用寿命，并且降低了转轴扭矩。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘前视图。
图2为本发明提供的一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘轴测图。
图3为本发明提供的一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘后视轴测图。
图4为本发明提供的一种笼型滚刀切割装置内部示意图。
图5为本发明提供的一种笼型滚刀切割装置结构正向分解图。
图6为本发明提供的一种笼型滚刀切割装置结构反向分解图。
附图标记说明：
90、壳体；100、刀盘；101、滚刀切割装置安装壳；102、刀盘中心刮刀；103、壳体内部电刷盘；104、刀盘后部挡渣板；105、刀盘后部齿圈；106、刀盘转轴；107、刀盘配电柱；110、笼型滚刀切割装置；111-1、滚刀；111-2、滚刀安装盘一；112、滚刀转动齿轮；113、轮毂型刮板；114、齿圈；115-1、小电机配套齿轮；115-2、小电机；116-1、笼型滚刀切割装置转轴；116-2、笼型滚刀切割装置转轴电机；117、滚刀安装盘二；118-1、滚刀转动齿轮承载箱；118-2、笼型滚刀切割装置转轴承载箱；118-3、小电机安装孔；119-1、笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱；119-2、笼型滚刀切割装置转动电机；120、排渣孔；130、输电柱。
具体实施方式
本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于本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，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
如图1、图2、图3所示，一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘装置，包括:壳体90、刀盘100、滚刀切割装置安装壳101、刀盘中心刮刀102、壳体内部电刷盘103、刀盘后部挡渣板104、刀盘后部齿圈105、刀盘转轴106、刀盘配电柱107、笼型滚刀切割装置110、排渣孔120、输电柱130；
所述壳体90内部具有所述刀盘100、壳体内部电刷盘103、刀盘后部挡渣板104、刀盘后部齿圈105、刀盘转轴106、刀盘配电柱107；
所述刀盘100安装在所述壳体90内部，具有所述滚刀切割装置安装壳101、刀盘中心刮刀102、排渣孔120，并安装有笼型滚刀切割装置110；
所述滚刀切割装置安装壳101安装在所述刀盘100前端，将所述笼型滚刀切割装置110驱动部分包裹住，并在所述刀盘100前端充当切刀；
所述刀盘中心刮刀102安装在所述刀盘100前端中心处，随着所述刀盘100的转动将所述刀盘100中心处的泥土粉碎；
所述壳体内部电刷盘103安装在所述壳体90内部，与顶管机后置的电刷杆连接，与所述刀盘配电柱107配合，为所述笼型滚刀切割装置110内部所有电机提供电力；
所述刀盘后部挡渣板104安装在所述壳体90内部，将所述笼型滚刀切割装置110、排渣孔120输送出的渣土挡在所述刀盘后部挡渣板104前端的刀盘内部空间内，由顶管机后置的螺旋式输送器将渣土排出；
所述刀盘后部齿圈105安装在所述壳体90内部，通过顶管机后置的电机驱动，为所述刀盘100绕所述刀盘转轴106转动提供动力；
所述刀盘转轴106安装在所述壳体90内部，所述刀盘100后端，通过轴承连接在顶管机后部空间中，作所述刀盘100转动的转动中心；
所述刀盘配电柱107安装在所述刀盘转轴106的后端，与所述输电柱130通过凹槽卡扣式连接，内部为电刷输电，避免所述刀盘100转动带来的电线缠绕问题；
所述笼型滚刀切割装置110安装在所述滚刀切割装置安装壳101中，粉碎泥土；
如图4、图5、图6所示，所述笼型滚刀切割装置110包括：滚刀111-1、滚刀安装盘一111-2、滚刀转动齿轮112、轮毂型刮板113、齿圈114、小电机配套齿轮115-1、小电机115-2、笼型滚刀切割装置转轴116-1、笼型滚刀切割装置转轴电机116-2、滚刀安装盘二117、滚刀转动齿轮承载箱118-1、笼型滚刀切割装置转轴承载箱118-2、小电机安装孔118-3、笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1、笼型滚刀切割装置转动电机119-2；
所述滚刀111-1安装在所述滚刀安装盘一111-2与滚刀安装盘二117之间，通过所述滚刀转动齿轮112传递的动力进行转动，转动时所述滚刀111-1会粉碎泥土并通过所述轮毂型刮板113将泥土刮掉；
所述滚刀安装盘一111-2通过轴承安装在所述笼型滚刀切割装置转轴116-1圆周侧，通过所述滚刀111-1共用的转轴并与所述滚刀安装盘二117依次连接，经过所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1传输的周向力来使所有所述滚刀111-1能够粉碎泥土和刮土；
所述滚刀转动齿轮112安装在所述滚刀转动齿轮承载箱118-1内部，连接所述滚刀转动齿轮112与所述齿圈114，通过所述齿圈114传输过来的力使所有所述滚刀111-1进行转动；
所述轮毂型刮板113通过键连接在所述笼型滚刀切割装置转轴116-1圆周侧，通过所述笼型滚刀切割装置转轴电机116-2带动所述笼型滚刀切割装置转轴116-1转动使所述轮毂型刮板113进行周向转动，刮掉所述滚刀111-1粘附的泥土，并且当泥土刮掉时，会落在所述轮毂型刮板113两个轮毂之间，当所述轮毂型刮板113转动180度时，原本落在在所述轮毂型刮板113两个轮毂之间的泥土就会自然掉落；
所述齿圈114通过轴承安装在所述笼型滚刀切割装置转轴116-1圆周侧，其连接所述滚刀转动齿轮112与所述小电机配套齿轮115-1，通过所述小电机配套齿轮115-1出传递的力使所述齿圈114转动进而使所述滚刀转动齿轮112转动；
所述小电机配套齿轮115-1安装在所述小电机115-2的转动轴圆周侧，通过所述小电机115-2提供动力使所述齿圈114转动；
所述小电机115-2安装在所述小电机安装孔118-3内，为所述小电机配套齿轮115-1提供周向力；
所述笼型滚刀切割装置转轴116-1安装在所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱118-2内部，连接有所述笼型滚刀切割装置转轴电机116-2、滚刀安装盘一111-2、轮毂型刮板113、齿圈114、滚刀安装盘二117，通过所述笼型滚刀切割装置转轴电机116-2提供的动力，使所述轮毂型刮板113转动，并支撑所述滚刀安装盘一111-2、齿圈114、滚刀安装盘二117；
所述笼型滚刀切割装置转轴电机116-2安装在所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱118-2后端与所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1内部空间，为所述笼型滚刀切割装置转轴116-1提供周向力；
所述滚刀安装盘二117安装在所述滚刀转动齿轮承载箱118-1前端，通过所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1传递来的周向力使其带动所述滚刀安装盘一111-2一起转动，并为所述滚刀111-1提供安装定位；
所述滚刀转动齿轮承载箱118-1安装在所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱118-2前端，承载所述滚刀转动齿轮112；
所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱118-2安装在所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1内部空间，承载所述笼型滚刀切割装置转轴电机116-2；
所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1包围所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱118-2，连接所述滚刀安装盘二117，并通过所述笼型滚刀切割装置转动电机119-2传递来的周向力使所述滚刀安装盘二117转动；
所述笼型滚刀切割装置转动电机119-2安装在所述笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1后端，为所述笼型滚刀切割装置转轴承载箱118-2提供周向力。
本发明的基本原理：
滚刀111-1采用在先文献1所述的力学倾角原理，利用重力作用使泥土掉落，为使泥土掉落效果更好，设计滚刀111-1安装在滚刀安装盘一111-2与滚刀安装盘二117之间，通过滚刀转动齿轮112、齿圈114、小电机配套齿轮115-1、小电机115-2之间的传动使滚刀111-1旋转，使滚刀111-1自行掉落泥土效果更好并且使滚刀111-1与轮毂型刮板113之间的刮土效果更好；轮毂型刮板113通过键连接在笼型滚刀切割装置转轴116-1圆周侧，处于滚刀安装盘一111-2与滚刀安装盘二117之间，被许多滚刀111-1包围，轮毂型刮板113通过笼型滚刀切割装置转轴116-1、笼型滚刀切割装置转轴电机116-2转动，对滚刀111-1进行刮土，在泥土被刮掉时，泥土会掉落在轮毂型刮板113的相邻两轮毂之间，当轮毂型刮板113旋转180度时，泥土会从滚刀111-1的安装空隙之间掉落出去，这样使得笼型滚刀切割装置110不会粘附泥土，不会出现偏心运动；笼型滚刀切割装置转动电机119-2通过旋转笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱119-1使滚刀安装盘一111-2与滚刀安装盘二117旋转，进而使滚刀111-1形成类似于地球围绕太阳的自传与公转，使得每一个滚刀都会间歇性粉碎泥土，减小刀具磨损，并且采用许多小滚刀，方便更换滚刀111-1；并且滚刀切割装置安装壳101既保护滚刀切割装置110电机驱动部分，又在外部起到切刀作用，使得顶管机挖掘效率更高。
Claims (3)
1.一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘，包括：壳体(90)、刀盘(100)、滚刀切割装置安装壳(101)、刀盘中心刮刀(102)、壳体内部电刷盘(103)、刀盘后部挡渣板(104)、刀盘后部齿圈(105)、刀盘转轴(106)、刀盘配电柱(107)、笼型滚刀切割装置(110)、排渣孔(120)、输电柱(130)；其特征在于：刀盘(100)、壳体内部电刷盘(103)、刀盘后部挡渣板(104)、刀盘后部齿圈(105)、刀盘转轴(106)、刀盘配电柱(107)均安装在壳体(90)的内部，刀盘(100)安装在壳体(90)的一侧，刀盘(100)包括滚刀切割装置安装壳(101)、刀盘中心刮刀(102)、排渣孔(120)，滚刀切割装置安装壳(101)安装在刀盘(100)前端，刀盘中心刮刀(102)安装在刀盘(100)前端中心处，笼型滚刀切割装置(110)安装在滚刀切割装置安装壳(101)中，笼型滚刀切割装置(110)包括：滚刀(111-1)、滚刀安装盘一(111-2)、滚刀转动齿轮(112)、轮毂型刮板(113)、齿圈(114)、小电机配套齿轮(115-1)、小电机(115-2)、笼型滚刀切割装置转轴(116-1)、笼型滚刀切割装置转轴电机(116-2)、滚刀安装盘二(117)、滚刀转动齿轮承载箱(118-1)、笼型滚刀切割装置转轴承载箱(118-2)、小电机安装孔(118-3)、笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱(119-1)、笼型滚刀切割装置转动电机(119-2)，滚刀(111-1)安装在滚刀安装盘一(111-2)与滚刀安装盘二(117)之间，滚刀安装盘一(111-2)通过轴承安装在笼型滚刀切割装置转轴(116-1)圆周侧，滚刀转动齿轮(112)安装在滚刀转动齿轮承载箱(118-1)的内部，轮毂型刮板(113)通过键连接在笼型滚刀切割装置转轴(116-1)圆周侧，笼型滚刀切割装置转轴电机(116-2)的输出轴与笼型滚刀切割装置转轴(116-1)连接，齿圈(114)通过轴承安装在笼型滚刀切割装置转轴(116-1)圆周侧，小电机配套齿轮(115-1)安装在小电机(115-2)的转动轴圆周侧，小电机(115-2)安装在小电机安装孔(118-3)内，笼型滚刀切割装置转轴(116-1)安装在笼型滚刀切割装置转轴承载箱(118-2)内部，笼型滚刀切割装置转轴电机(116-2)安装在笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱(119-1)内部空间，滚刀安装盘二(117)安装在滚刀转动齿轮承载箱(118-1)前端，滚刀转动齿轮承载箱(118-1)安装在笼型滚刀切割装置转轴承载箱(118-2)前端，笼型滚刀切割装置转轴承载箱(118-2)安装在笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱(119-1)内部，笼型滚刀切割装置转动电机(119-2)安装在笼型滚刀切割装置转轴电机保护箱(119-1)后端。
2.根据权利要求1所述的一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘，其特征在于：刀盘配电柱(107)安装在刀盘转轴(106)的后端，刀盘配电柱(107)与输电柱(130)之间通过凹槽卡扣式连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有笼型滚刀切割装置的顶管机刀盘，其特征在于：齿圈(114)分别与滚刀转动齿轮(112)及小电机配套齿轮(115-1)之间相啮合。
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| 立方体工件六个表面全自动切削机床的设计;何玮;李万祥;;组合机床与自动化加工技术;20170420(第04期);全文 * |
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