CN113073989A - 一种小型管道专用的岩石顶管机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道顶管技术领域，公开了一种小型管道专用的岩石顶管机，包括管体和刀盘，所述管体顶部的右侧壁上安装有电控箱，所述管体内部的右侧固定有电机，所述电机的左侧设置有减速机，所述减速机的输出端安装有主轴，所述第一双刃滚刀两侧的所述主隔板之间皆固定有平刀架，所述第二双刃滚刀两侧的所述副隔板之间皆固定有斜刀架，所述第一双刃滚刀与所述第二双刃滚刀的中部皆安插有销轴。本发明不仅采用五把双刃滚刀组成全面滚切结构，对岩石进行高效破碎，从而提高了对直径为0.8米以下管道的掘进效率，而且设置了内外多组减震强化结构，从而确保该顶管机运行时的稳定性，还便于收集岩土碎块并进行冲洗，从而提高了排污效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道顶管技术领域，具体是一种小型管道专用的岩石顶管机。
背景技术
顶管机施工具有机械化程度高、施工速度快、安全性高等优点，被广泛应用于城市污水管道、水电等重大工程的隧道掘进。顶管刀具作为盾构机的关键零部件，其性能的好坏直接影响着整个工程的掘进效率和掘进成本。
顶管破岩的刀具为滚刀，工作时，滚刀刀圈在推力作用下贯入岩石掌子面，刀尖处产生高应力压碎区，随着刀圈不断的碾压掌子面，裂纹也进一步扩展，岩石会以石渣的形式从掌子面剥落下来，从而实现了对岩石的破碎。
目前，常规岩石顶管机的适用开挖直径一般为0.8米～3米，而直径为0.8米以下的管道只能采用人工挖掘，存在施工效率低、进度慢、成本高等问题；另外，随着顶管机规格的减小，其自重和结构强度也相应降低，导致其载荷性能不足，可能在运行过程中发生异常抖动或卡顿等状况；此外，由于开挖直径的直径较小，常规的外部排污方式并不适用，需要重新设计排污管路。因此，本领域技术人员提供了一种小型管道专用的岩石顶管机，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型管道专用的岩石顶管机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小型管道专用的岩石顶管机，包括管体和刀盘，所述管体顶部的右侧壁上安装有电控箱，所述管体内部的右侧固定有电机，且所述电机的输出端通过联轴器安装有转轴，所述电机的左侧设置有减速机，且所述转轴的左端水平延伸至所述减速机的输入端，所述减速机的输出端安装有主轴，且所述主轴的左侧套装有刀盘，并且刀盘的左侧轴向延伸至所述管体的外侧，所述刀盘的内部对称焊接有两个主隔板，且所述主隔板之间设置有三个第一双刃滚刀，所述第一双刃滚刀两侧的所述主隔板之间皆固定有平刀架，所述主隔板一侧的所述刀盘内部皆对称焊接有两个副隔板，且所述副隔板之间皆设置有一个第二双刃滚刀，所述第二双刃滚刀两侧的所述副隔板之间皆固定有斜刀架，所述第一双刃滚刀与所述第二双刃滚刀的中部皆安插有销轴，所述平刀架与所述斜刀架中部的一侧皆镶嵌有夹板，且所述销轴的两端皆镶嵌于对应的所述夹板的一侧。
作为本发明再进一步的方案：所述电机左侧的所述管体内部固定有第一支架，所述减速机中部的外侧壁上水平安装有上下两个油缸，且所述油缸的输出端皆与所述第一支架的左侧壁相互铰接。
作为本发明再进一步的方案：所述第一支架与所述第二支架位置处的所述管体外侧壁上皆设置有所述环形沉槽，且所述环形沉槽中皆等角度焊接有肋板。
作为本发明再进一步的方案：所述主轴外侧的所述管体内部固定有第二支架，且所述主轴的中部通过轴承与所述第二支架转动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述刀盘外侧的所述管体内部设置有环形通槽，且所述环形通槽与所述管体的外部相互连通，所述环形通槽右侧的所述管体内部设置有土仓，且所述土仓与所述环形通槽的右侧相互连通。
作为本发明再进一步的方案：所述土仓底部的前后两侧分别接通有进水管、排污管，且所述进水管与所述排污管的右端皆水平延伸至所述管体的右侧。
作为本发明再进一步的方案：所述刀盘的外侧壁上等角度焊接有加强筋。
作为本发明再进一步的方案：所述主隔板与所述副隔板之间皆垂直分布，且所述主隔板与所述副隔板之间的所述刀盘的外侧壁皆呈开放式结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过电机驱动转轴高速旋转，再经由减速机带动主轴低速稳定输出，从而使得刀盘整体匀速旋转掘进，在此过程中，由于销轴的两端皆在夹板的一侧嵌合固定，则由三个水平设置的第一双刃滚刀和两个倾斜设置的第二双刃滚刀组成全面滚切结构，对岩石进行高效、整齐地破碎，进而提高了对直径为0.8米以下管道的掘进效率；
2、通过在减速机的外侧壁上水平安装上下两个油缸，使其输出端与第一支架相互铰接，用于缓冲避震，并通过轴承使得主轴与第二支架转动连接，用于减小转动摩擦、提高轴向载荷能力，以及通过在管体、刀盘的外侧壁上分别焊接多个肋板、加强筋，用于增强抗拉性能，从而确保该顶管机运行时的稳定性；
3、通过在主隔板、副隔板之间设置开放式沟槽，便于岩土碎块经由环形通槽进入土仓中，再由进水管注入高压水进行冲洗，然后经由排污管排出，从而提高了排污效率。
附图说明
图1为一种小型管道专用的岩石顶管机的立体结构示意图；
图2为一种小型管道专用的岩石顶管机的俯视剖面结构示意图；
图3为一种小型管道专用的岩石顶管机的主视结构示意图；
图4为一种小型管道专用的岩石顶管机的左视结构示意图；
图5为一种小型管道专用的岩石顶管机的右视结构示意图。
图中：1、管体；2、电控箱；3、电机；4、转轴；5、减速机；6、第一支架；7、油缸；8、主轴；9、轴承；10、第二支架；11、环形通槽；12、土仓；13、进水管；14、排污管；15、环形沉槽；16、肋板；17、刀盘；18、加强筋；19、主隔板；20、第一双刃滚刀；21、平刀架；22、副隔板；23、第二双刃滚刀；24、斜刀架；25、夹板；26、销轴。
具体实施方式
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种小型管道专用的岩石顶管机，包括管体1和刀盘17，管体1顶部的右侧壁上安装有电控箱2，管体1内部的右侧固定有电机3，该电机3的型号可为Y112M-2，且电机3的输出端通过联轴器安装有转轴4，电机3的左侧设置有减速机5，且转轴4的左端水平延伸至减速机5的输入端，减速机5的输出端安装有主轴8，且主轴8的左侧套装有刀盘17，并且刀盘17的左侧轴向延伸至管体1的外侧，刀盘17的内部对称焊接有两个主隔板19，且主隔板19之间设置有三个第一双刃滚刀20，第一双刃滚刀20两侧的主隔板19之间皆固定有平刀架21，主隔板19一侧的刀盘17内部皆对称焊接有两个副隔板22，且副隔板22之间皆设置有一个第二双刃滚刀23，第二双刃滚刀23两侧的副隔板22之间皆固定有斜刀架24，第一双刃滚刀20与第二双刃滚刀23的中部皆安插有销轴26，平刀架21与斜刀架24中部的一侧皆镶嵌有夹板25，且销轴26的两端皆镶嵌于对应的夹板25的一侧。
在图2和图4中：电机3左侧的管体1内部固定有第一支架6，减速机5中部的外侧壁上水平安装有上下两个油缸7，且油缸7的输出端皆与第一支架6的左侧壁相互铰接，用于缓冲避震；第一支架6与第二支架10位置处的管体1外侧壁上皆设置有环形沉槽15，且环形沉槽15中皆等角度焊接有肋板16，用于增强管体1的抗拉性能；主轴8外侧的管体1内部固定有第二支架10，且主轴8的中部通过轴承9与第二支架10转动连接，用于减小转动摩擦、提高轴向载荷能力；刀盘17的外侧壁上等角度焊接有加强筋18，用于增强刀盘17的抗拉性能。
在图1、图2以及图5中：刀盘17外侧的管体1内部设置有环形通槽11，且环形通槽11与管体1的外部相互连通，环形通槽11右侧的管体1内部设置有土仓12，且土仓12与环形通槽11的右侧相互连通，便于收集岩土碎块；土仓12底部的前后两侧分别接通有进水管13、排污管14，且进水管13与排污管14的右端皆水平延伸至管体1的右侧，便于内部冲洗、排污；主隔板19与副隔板22之间皆垂直分布，且主隔板19与副隔板22之间的刀盘17的外侧壁皆呈开放式结构，便于排出岩土碎块。
本发明的工作原理是：首先将该顶管机整体安装于配套的推力架上，用于匀速推动该顶管机整体平移，在此过程中，在电控箱2的控制下，通过电机3驱动转轴4高速旋转，再经由减速机5带动主轴8低速稳定输出，从而使得刀盘17整体匀速旋转掘进，与此同时，由于销轴26的两端皆在夹板25的一侧嵌合固定，则由三个水平设置的第一双刃滚刀20和两个倾斜设置的第二双刃滚刀23组成全面滚切结构，对岩石进行高效、整齐地旋转破碎，进而提高了对直径为0.8米以下管道的掘进效率；
另外，通过在减速机5的外侧壁上水平安装上下两个油缸7，使其输出端与第一支架6相互铰接，用于自动轴向调节、缓冲避震，并通过轴承9使得主轴8的中部与第二支架10转动连接，用于减小转动摩擦、提高轴向载荷能力，以及通过在管体1、刀盘17的外侧壁上分别等角度焊接多个肋板16、加强筋18，用于增强抗拉性能，从而确保该顶管机运行时的稳定性；
此外，通过在主隔板19、副隔板22之间设置开放式沟槽，便于岩土碎块向外排出，并经由环形通槽11进入土仓12中，再由进水管13注入高压水对土仓12的内部进行冲洗，然后经由排污管14排出，从而提高了排污效率，确保管道掘进时的连续性。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种小型管道专用的岩石顶管机，包括管体（1）和刀盘（17），其特征在于，所述管体（1）顶部的右侧壁上安装有电控箱（2），所述管体（1）内部的右侧固定有电机（3），且所述电机（3）的输出端通过联轴器安装有转轴（4），所述电机（3）的左侧设置有减速机（5），且所述转轴（4）的左端水平延伸至所述减速机（5）的输入端，所述减速机（5）的输出端安装有主轴（8），且所述主轴（8）的左侧套装有刀盘（17），并且刀盘（17）的左侧轴向延伸至所述管体（1）的外侧，所述刀盘（17）的内部对称焊接有两个主隔板（19），且所述主隔板（19）之间设置有三个第一双刃滚刀（20），所述第一双刃滚刀（20）两侧的所述主隔板（19）之间皆固定有平刀架（21），所述主隔板（19）一侧的所述刀盘（17）内部皆对称焊接有两个副隔板（22），且所述副隔板（22）之间皆设置有一个第二双刃滚刀（23），所述第二双刃滚刀（23）两侧的所述副隔板（22）之间皆固定有斜刀架（24），所述第一双刃滚刀（20）与所述第二双刃滚刀（23）的中部皆安插有销轴（26），所述平刀架（21）与所述斜刀架（24）中部的一侧皆镶嵌有夹板（25），且所述销轴（26）的两端皆镶嵌于对应的所述夹板（25）的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种小型管道专用的岩石顶管机，其特征在于，所述电机（3）左侧的所述管体（1）内部固定有第一支架（6），所述减速机（5）中部的外侧壁上水平安装有上下两个油缸（7），且所述油缸（7）的输出端皆与所述第一支架（6）的左侧壁相互铰接。
3.根据权利要求1所述的一种小型管道专用的岩石顶管机，其特征在于，所述第一支架（6）与所述第二支架（10）位置处的所述管体（1）外侧壁上皆设置有所述环形沉槽（15），且所述环形沉槽（15）中皆等角度焊接有肋板（16）。
4.根据权利要求1所述的一种小型管道专用的岩石顶管机，其特征在于，所述主轴（8）外侧的所述管体（1）内部固定有第二支架（10），且所述主轴（8）的中部通过轴承（9）与所述第二支架（10）转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种小型管道专用的岩石顶管机，其特征在于，所述刀盘（17）外侧的所述管体（1）内部设置有环形通槽（11），且所述环形通槽（11）与所述管体（1）的外部相互连通，所述环形通槽（11）右侧的所述管体（1）内部设置有土仓（12），且所述土仓（12）与所述环形通槽（11）的右侧相互连通。
6.根据权利要求5所述的一种小型管道专用的岩石顶管机，其特征在于，所述土仓（12）底部的前后两侧分别接通有进水管（13）、排污管（14），且所述进水管（13）与所述排污管（14）的右端皆水平延伸至所述管体（1）的右侧。
7.根据权利要求1所述的一种小型管道专用的岩石顶管机，其特征在于，所述刀盘（17）的外侧壁上等角度焊接有加强筋（18）。
8.根据权利要求1所述的一种小型管道专用的岩石顶管机，其特征在于，所述主隔板（19）与所述副隔板（22）之间皆垂直分布，且所述主隔板（19）与所述副隔板（22）之间的所述刀盘（17）的外侧壁皆呈开放式结构。
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Cited By (2)
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| CN114542095A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-27 | 中国矿业大学 | 一种盘型滚刀式钻头 |
| CN114738550A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-07-12 | 北京有新环保科技有限公司 | 一种可在管道内拆解的顶管机 |
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2021
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