CN112682059A - 一种带半圆挡块的盘形刀盘及应用该刀盘的顶管机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带半圆挡块的盘形刀盘及应用该刀盘的顶管机，盘形刀盘包括：主刀盘，主刀盘包括：滚刀机构、挡块机构与滚刀座，所述滚刀机构包括：滚刀轴、盘形滚刀，滚刀轴作用为支撑与定位，盘形滚刀为三刃滚刀，盘形滚刀轴心安装有轴承，轴承与滚刀轴连接，在切割障碍物时，使得盘形滚刀可以相对滚刀轴自转，滚刀轴包括：左滑块、左滑块凸起、长轴、右滑块、右滑块凸起，左滑块为长方体，左滑块凸起位于左滑块两侧，左滑块凸起的作用为限位左滑块，本发明通过设置挡块机构起到控制限位作用，然后利用机械手的推力使得滚刀机构能够在滚刀座上进行轴向移动，使得滚刀机构在移动的过程中能够快速从滚刀座上脱离。
Description
技术领域
本发明属于顶管机技术领域，尤其涉及一种带半圆挡块的盘形刀盘及应用该刀盘的顶管机。
背景技术
盘形滚刀是一种破碎坚硬岩石的挖掘工具，安装于盾构、顶管等大型非开挖施工设备的刀盘上。刀盘在挖掘过程中作旋转运动，安装在刀盘上的盘形滚刀在随刀盘公转的同时，自已在外力作用下实现自转，从而利用刀圈刃口对岩石表面产生滚动切削作用，进而破岩。
在现有技术中，对盘形滚刀的安装普遍采用的是埋入式滚刀安装方式，刀具安装后仅有1/3露出刀盘表面。而这种设计会存在以下问题和缺点：
1、埋入式方法普遍采用螺栓固定滚刀刀轴，这使得安装滚刀时装卸过程复杂；
2、埋入式方法普遍采用螺栓固定滚刀刀轴，在拆卸滚刀机构时需要人工进入到切割盘前端将螺栓卸掉，而切割盘前端的空间往往十分恶劣，这样容易产生危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带半圆挡块的盘形刀盘及应用该刀盘的顶管机,利用滚刀轴、挡块机构和滚刀座的配合，以解决盘形滚刀装卸过程复杂和在拆卸时对操作人员造成危险的问题.
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种带半圆挡块的盘形刀盘，包括主刀盘，主刀盘包括滚刀机构、挡块机构与滚刀座；
滚刀机构包括：滚刀轴、盘形滚刀，盘形滚刀为三刃滚刀，盘形滚刀与滚刀轴之间通过轴承连接，滚刀轴包括：左滑块、左滑块凸起、长轴、右滑块与右滑块凸起，左滑块与右滑块分别位于长轴的两端，左滑块凸起位于左滑块两侧，长轴与左滑块为一体设置，右滑块凸起位于右滑块的两侧；
挡块机构包括：盖、半圆挡块与菱形滑块，盖位于左滑块的上方，半圆挡块位于盖下方，盖包括：前置板、圆孔、左凸起与右凸起，前置板位于左滑块的一侧，前置板上开设有圆孔，圆孔与长轴相互配合，左凸起位于前置板后方两侧，右凸起位于左凸起后方；
半圆挡块包括：滑动斜面、半圆面、弯曲孔与短轴孔，滑动斜面位于半圆挡块主体一侧，半圆面为半圆挡块主体外围，弯曲孔位于半圆挡块主体水平面上，弯曲孔为圆弧孔，短轴孔位于半圆挡块主体水平面下方，菱形挡块位于滑动斜面的上方；
菱形挡块包括：左斜面、菱形滑块凸起与右斜面，左斜面与滑动斜面相互配合，菱形滑块凸起位于菱形挡块主体两侧，右斜面与机械手接触；
滚刀座包括：右固定装置与左固定装置，右固定装置包括：夹持区、夹持区凹槽、右限位区、右限位区左凹槽、右限位区右凹槽、小挡块、弯杆、短轴、滑槽、滑槽凹槽、下半圆面、保护壳与U型缺口，夹持区内容纳右滑块，夹持区凹槽位于夹持区主体两侧，夹持区凹槽与右滑块凸起相互配合，右限位区位于夹持区的上方，右限位区容纳并限位盖，右限位区包括右限位区左凹槽与右限位区右凹槽，小挡块位于右限位区下方一侧，弯杆位于小挡块下方，短轴位于右限位区下方，短轴固定连接在滚刀座上，短轴与短轴孔相互配合，滑槽位于短轴的右方，滑槽容纳菱形滑块，下半圆面与半圆面相互配合，保护壳位于夹持区左方，保护壳内容纳菱形滑块，保护壳上开设有U型缺口；
左固定装置包括：左半圆面、左限位区与左限位区凹槽，左限位区位于左半圆面左方，左限位区与左滑块相互配合，左限位区凹槽位于左限位区主体两侧。
作为本发明的进一步方案，右限位区左凹槽与左凸起相互配合，右限位区右凹槽与右凸起相互配合。
作为本发明的进一步方案，弯杆上套设有弹簧，弯杆与半圆挡块上的弯曲孔相互配合。
作为本发明的进一步方案，滑槽内部设有滑槽凹槽，滑槽凹槽与菱形滑块凸起相互配合。
作为本发明的进一步方案，左半圆面与长轴相互配合，左限位区凹槽与左滑块凸起相互配合。
一种顶管机，包括上述的一种带半圆挡块的盘形刀盘，还包括主刀盘、驱动电机、隔板、螺旋输送机、皮带输送机，主刀盘位于切割面后方，驱动电机位于主刀盘后方，隔板位于顶管机内部，螺旋输送机位于主刀盘后方，皮带输送机位于螺旋输送机后方。
本发明的有益效果：
本发明通过设置挡块机构起到控制限位作用，然后利用机械手的推力使得滚刀机构能够在滚刀座上进行轴向移动，使得滚刀机构在移动的过程中能够快速从滚刀座上脱离，然后在机械手的作用下将滚刀机构取出，不需要人工参与拆卸，使得拆卸过程更简单更快速。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明的示意图。
图2为本发明的滚刀机构与挡块机构示意图。
图3为本发明的滚刀轴示意图。
图4为本发明的盖示意图。
图5为本发明的半圆挡块示意图。
图6为本发明的菱形滑块示意图。
图7为本发明的滚刀座俯视图。
图8为本发明的滚刀座A-A面剖视图。
图9为本发明的滚刀座A-A面另一视角剖视图。
图10为本发明的滚刀座B-B面剖视图。
图11为本发明的正视图。
图12为本发明的正视图C-C面工作状态剖视图。
图13为本发明的正视图C-C面拆卸状态剖视图。
图14为本发明的顶管机整体示意图。
附图说明：
1、滚刀机构；11、滚刀轴；111、左滑块；112、左滑块凸起；113、长轴；114、右滑块；115、右滑块凸起；12、盘形滚刀；2、挡块机构；21、盖；211、前置板；212、圆孔；213、左凸起；214、右凸起；22、半圆挡块；221、滑动斜面；222、半圆面；223、弯曲孔；224、短轴孔；23、菱形滑块；231、左斜面；232、菱形滑块凸起；233、右斜面；3、滚刀座；31、右固定装置；311、夹持区；3111、夹持区凹槽；312、右限位区；3121、右限位区左凹槽；3122、右限位区右凹槽；313、小挡块；314、弯杆；315、短轴；316、滑槽；3161、滑槽凹槽；317、下半圆面；318、保护壳；3181、U型缺口；32、左固定装置；321、左半圆面；322、左限位区；323、左限位区凹槽；41、主刀盘；42、驱动电机；43、隔板；44、螺旋输送机；45、皮带输送机。
具体实施方式
下面将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。
实施例1：
如图1所示，一种带半圆挡块的盘形刀盘，包括：主刀盘41；所述主刀盘41包括：滚刀机构1、挡块机构2、滚刀座3；
如图2所示，所述滚刀机构1，包括：滚刀轴11、盘形滚刀12；
所述滚刀轴11作用为支撑与定位；
所述盘形滚刀12为三刃滚刀，盘形滚刀12轴心安装有轴承，轴承与滚刀轴11连接，在切割障碍物时，使得盘形滚刀12可以相对滚刀轴11自转；
如图3所示，所述滚刀轴11，包括：左滑块111、左滑块凸起112、长轴113、右滑块114、右滑块凸起115；
所述左滑块111为长方体，起到支撑与限位作用；
所述左滑块凸起112位于左滑块111两侧，左滑块凸起112的作用为限位左滑块111；
所述长轴113位于左滑块111右面，与左滑块111为一体，长轴113的作用为连接左滑块111与支撑盘形滚刀12；
所述右滑块114为长方体，起到支撑与限位长轴113的作用；
所述右滑块凸起115位于右滑块114两侧，右滑块凸起115的作用为限位右滑块114；
如图2所示，所述挡块机构2，包括：盖21、半圆挡块22、菱形滑块23；
所述盖21位于左滑块111上方，盖21的作用为挡住外围障碍物进入装置中引起堵塞问题；
如图4所示，所述盖21，包括：前置板211、圆孔212、左凸起213、右凸起214；
所述前置板211位于左滑块111右方(图2)，前置板211的作用为限位盖21；
所述圆孔212位于前置板211上，圆孔212与长轴113相互配合，当滚刀机构1正常工作时，长轴113穿过圆孔212，通过前置板211的连接进而限位盖21，在拆卸滚刀机构1时，长轴113会通过圆孔212带动盖21一起被拆卸下来；
所述左凸起213位于前置板211后方，作用为限位盖21；
所述右凸起214位于左凸起213后方，作用为限位盖21；
如图4所示，所述半圆挡块22位于盖21下方，半圆挡块22为滚刀轴11横向移动的开关；
如图5所示，所述半圆挡块22，包括：滑动斜面221、半圆面222、弯曲孔223、短轴孔224；
所述滑动斜面221位于半圆挡块22主体一侧，滑动斜面221为半圆挡块22的旋转提供支撑面；
所述半圆面222为半圆挡块22主体外围，半圆面222为半圆挡块22提供旋转轨道；
所述弯曲孔223位于半圆挡块22主体水平面上，弯曲孔223为圆弧孔，弯曲孔223也为半圆挡块22的旋转轨道；
所述短轴孔224位于半圆挡块22主体水平面下方，半圆挡块22通过短轴孔224进行固定；
如图2所示，所述菱形挡块23位于滑动斜面221上方，菱形挡块23与滑动斜面221相互配合，当拆卸滚刀机构1时，菱形挡块23会受机械手压力向半圆挡块22方向移动，挤压滑动斜面221，使得半圆挡块22旋转下移；
如图6所示，所述菱形挡块23，包括：左斜面231、菱形滑块凸起232、右斜面233；
所述左斜面231与滑动斜面221相互配合，通过菱形挡块23的水平移动挤压滑动斜面221，使半圆挡块22旋转下移；
所述菱形滑块凸起232位于菱形挡块23主体两侧，为菱形挡块23提供滑行轨道；
所述右斜面233与机械手接触，机械手对右斜面233施加压力，使得菱形挡块23水平移动；
如图8、9所示，所述滚刀座3，包括：右固定装置31、左固定装置32；
如图8所示，所述右固定装置31，包括：夹持区311、夹持区凹槽3111、右限位区312、右限位区左凹槽3121、右限位区右凹槽3122、小挡块313、弯杆314、短轴315、滑槽316、滑槽凹槽3161、下半圆面317、保护壳318、U型缺口3181；
所述夹持区311容纳右滑块114，夹持区311限位右滑块114；
所述夹持区311包括夹持区凹槽3111，夹持区凹槽3111位于夹持区311主体两侧，夹持区凹槽3111与右滑块凸起115相互配合，夹持区凹槽3111达到限位右滑块114的效果；
所述右限位区312位于夹持区311上方，右限位区312容纳并限位盖21；
所述右限位区312包括右限位区左凹槽3121、右限位区右凹槽3122，右限位区左凹槽3121与左凸起213相互配合，右限位区右凹槽3122与右凸起214相互配合，它们共同限位盖21；
所述小挡块313位于右限位区312下方，小挡块313的作用为阻挡半圆挡块22的旋转，使半圆挡块22到达指定位置时停止旋转，避免旋转过度再次挡住右滑块114，使右滑块114不能水平移动后拿出；
所述弯杆314位于小挡块313下方，弯杆314上套有弹簧(图中未画出)，弯杆314与半圆挡块22上的弯曲孔223相互配合，在正常工作时，弯杆314上的弹簧利用弹力支撑半圆挡块22挡住右滑块114，使得右滑块114不能水平移动，在利用机械手拆卸时，半圆挡块22压缩弹簧旋转下落，解除对右滑块114的限制；
所述短轴315位于右限位区312下方，短轴315固定连接在滚刀座3上，短轴315用于限位半圆挡块22，半圆挡块22可以相对于短轴315旋转；
所述滑槽316位于短轴315右方，滑槽316容纳菱形滑块23，并且为菱形滑块23提供滑动轨道；
所述滑槽316包括滑槽凹槽3161，滑槽凹槽3161与菱形滑块凸起232相互配合，使菱形滑块23可以在滑槽316中滑动；
所述下半圆面317与半圆面222相互配合，下半圆面317为半圆挡块22提供滑动轨道；
如图9所示，所述保护壳318位于夹持区311左方，保护壳318内容纳菱形滑块23，保护壳318的作用为挡住切割下来的障碍物，防止产生堵塞；
所述保护壳318包括U型缺口3181，在拆卸时，机械手通过U型缺口3181接触菱形滑块23，使菱形滑块23水平移动；
如图9、10所示，所述左固定装置32，包括：左半圆面321、左限位区322、左限位区凹槽323；
所述左半圆面321与长轴113相互配合，左半圆面321的作用为支撑长轴113；
如图10所示，所述左限位区322位于左半圆面321左方，左限位区322与左滑块111相互配合，左限位区322限位与支撑左滑块111；
所述左限位区凹槽323位于左限位区322主体两侧，左限位区凹槽323与左滑块凸起112相互配合，共同限位左滑块111。
实施例2：
如图14所示，一种顶管机，包含实施例1所述的带半圆挡块的盘形刀盘，还包括：驱动电机42、隔板43、螺旋输送机44、皮带输送机45；
所述主刀盘41位于切割面后方，刀盘41的作用为承装刀具组件；
所述驱动电机42位于主刀盘41后方，为主刀盘41提供旋转动力；
所述隔板43起到支撑其它组件作用；
所述螺旋输送机44位于主刀盘41后方，螺旋输送机44运输主刀盘41切割下来的障碍物；
所述皮带输送机45位于螺旋输送机44后方，皮带输送机45的作用为将螺旋输送机44运出的障碍物运出隧道。
本发明工作原理：
工作时：(图12为滚刀机构1工作状态)半圆挡块22挡住右滑块114，此时弯杆314上的弹簧没有被压缩，半圆挡块22依靠弹簧力支撑限位，从而使得右滑块114无法向右滑动，滚刀机构1得以固定安装于滚刀座3中，盘形滚刀12正常工作；
拆卸时：(图13为滚刀机构1拆卸状态)停机后，利用机械手开始拆卸滚刀机构1，利用机械手从U型缺口3181处接触菱形滑块23，机械手对菱形滑块23施加向下压力，使得菱形滑块23水平向半圆挡块22方向移动，菱形滑块23上的左斜面231挤压半圆挡块22上的滑动斜面221，使得半圆挡块22旋转下落，接触对于右滑块114的阻挡，这时利用机械手夹持长轴113向半圆挡块22方向移动，当左滑块111与右滑块114处于顶端为开放空间时，机械手再向上提起，滚刀机构1就可以拆卸下来了。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种带半圆挡块的盘形刀盘，包括主刀盘(41)，主刀盘(41)包括滚刀机构(1)、挡块机构(2)与滚刀座(3)；其特征在于：
滚刀机构(1)包括：滚刀轴(11)、盘形滚刀(12)，盘形滚刀(12)为三刃滚刀，盘形滚刀(12)与滚刀轴(11)之间通过轴承连接，滚刀轴(11)包括：左滑块(111)、左滑块凸起(112)、长轴(113)、右滑块(114)与右滑块凸起(115)，左滑块(111)与右滑块(114)分别位于长轴(113)的两端，左滑块凸起(112)位于左滑块(111)两侧，长轴(113)与左滑块(111)为一体设置，右滑块凸起(115)位于右滑块(114)的两侧；
挡块机构(2)包括：盖(21)、半圆挡块(22)与菱形滑块(23)，盖(21)位于左滑块(111)的上方，半圆挡块(22)位于盖(21)下方，盖(21)包括：前置板(211)、圆孔(212)、左凸起(213)与右凸起(214)，前置板(211)位于左滑块(111)的一侧，前置板(211)上开设有圆孔(212)，圆孔(212)与长轴(113)相互配合，左凸起(213)位于前置板(211)后方两侧，右凸起(214)位于左凸起(213)后方；
半圆挡块(22)包括：滑动斜面(221)、半圆面(222)、弯曲孔(223)与短轴孔(224)，滑动斜面(221)位于半圆挡块(22)主体一侧，半圆面(222)为半圆挡块(22)主体外围，弯曲孔(223)位于半圆挡块(22)主体水平面上，弯曲孔(223)为圆弧孔，短轴孔(224)位于半圆挡块(22)主体水平面下方，菱形挡块(23)位于滑动斜面(221)的上方；
菱形挡块(23)包括：左斜面(231)、菱形滑块凸起(232)与右斜面(233)，左斜面(231)与滑动斜面(221)相互配合，菱形滑块凸起(232)位于菱形挡块(23)主体两侧，右斜面(233)与机械手接触；
滚刀座(3)包括：右固定装置(31)与左固定装置(32)，右固定装置(31)包括：夹持区(311)、夹持区凹槽(3111)、右限位区(312)、右限位区左凹槽(3121)、右限位区右凹槽(3122)、小挡块(313)、弯杆(314)、短轴(315)、滑槽(316)、滑槽凹槽(3161)、下半圆面(317)、保护壳(318)与U型缺口(3181)，夹持区(311)内容纳右滑块(114)，夹持区凹槽(3111)位于夹持区(311)主体两侧，夹持区凹槽(3111)与右滑块凸起(115)相互配合，右限位区(312)位于夹持区(311)的上方，右限位区(312)容纳并限位盖(21)，右限位区(312)包括右限位区左凹槽(3121)与右限位区右凹槽(3122)，小挡块(313)位于右限位区(312)下方一侧，弯杆(314)位于小挡块(313)下方，短轴(315)位于右限位区(312)下方，短轴(315)固定连接在滚刀座(3)上，短轴(315)与短轴孔(224)相互配合，滑槽(316)位于短轴(315)的右方，滑槽(316)容纳菱形滑块(23)，下半圆面(317)与半圆面(222)相互配合，保护壳(318)位于夹持区(311)左方，保护壳(318)内容纳菱形滑块(23)，保护壳(318)上开设有U型缺口(3181)；
左固定装置(32)包括：左半圆面(321)、左限位区(322)与左限位区凹槽(323)，左限位区(322)位于左半圆面(321)左方，左限位区(322)与左滑块(111)相互配合，左限位区凹槽(323)位于左限位区(322)主体两侧。
2.根据权利要求1所述的一种带半圆挡块的盘形刀盘，其特征在于：右限位区左凹槽(3121)与左凸起(213)相互配合，右限位区右凹槽(3122)与右凸起(214)相互配合。
3.根据权利要求1所述的一种带半圆挡块的盘形刀盘，其特征在于：弯杆(314)上套设有弹簧，弯杆(314)与半圆挡块(22)上的弯曲孔(223)相互配合。
4.根据权利要求1所述的一种带半圆挡块的盘形刀盘，其特征在于：滑槽(316)内部设有滑槽凹槽(3161)，滑槽凹槽(3161)与菱形滑块凸起(232)相互配合。
5.根据权利要求1所述的一种带半圆挡块的盘形刀盘，其特征在于：左半圆面(321)与长轴(113)相互配合，左限位区凹槽(323)与左滑块凸起(112)相互配合。
6.一种顶管机，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的一种带半圆挡块的盘形刀盘，还包括主刀盘(41)、驱动电机(42)、隔板(43)、螺旋输送机(44)、皮带输送机(45)，主刀盘(41)位于切割面后方，驱动电机(42)位于主刀盘(41)后方，隔板(43)位于顶管机内部，螺旋输送机(44)位于主刀盘(41)后方，皮带输送机(45)位于螺旋输送机(44)后方。
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