CN114033401A - 一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了盾构机技术领域的一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，包括切削刀具、密封阀门、刀箱及刀具固定盖，所述切削刀具通过若干个第一螺栓与刀具固定盖固定连接，所述刀具固定盖通过若干个第二螺栓与刀箱固定连接，所述刀箱通过若干个第三螺栓与密封阀门固定连接，所述刀具固定盖侧边设置有换刀组件，所述换刀组件在需要更换刀具时使用，可以使换刀过程更加的简单方便。

Description

一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，具体为一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置。

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。

现有技术中公开了部分盾构机技术领域的发明专利，其中申请号为CN201611175025.0的发明专利，公开了一种超大直径盾构机常压换刀装置及方法，在盾构机刀盘的辐条工作舱内安装有多把切削刀具。所述辐条工作舱是常压工作舱，在所述刀盘上设有刀箱，每把所述切削刀具安装在所述刀箱上；所述刀盘与刀箱之间设有密封阀门，所述刀箱的后端设有切削刀安装夹具，所述切削刀安装夹具设有使所述切削刀具脱出和装入的夹具丝杆；常用状态下在工作舱内更换切削刀具。本发明的有益效果是：通过合理优化刀盘结构，每个辐条内部设有独立的密闭工作舱，作业人员可以在常压条件下，进入密闭舱室检查、更换刀盘面板上的刀具，避免了人员常压及带压进入开挖舱作业风险，减少了安全事故隐患，可显著降低设备维修成本，具有突出的应用效果。

现有技术在利用切削刀安装夹具来拆卸或安装切削刀具时，需要工作人员手动将丝杆对准丝孔，然后再将夹具架体通过螺栓固定到刀箱上，至此切削刀安装夹具才能够将切削刀具从刀具安装孔中脱出，且切削刀具在脱出和装入的过程中需多次拧紧或拧松螺栓，操作较为繁杂，会大大增加更换切削刀具的时间，且不利于批量更换切削刀具。

基于此，本发明设计了一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，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：一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，包括切削刀具、密封阀门、刀箱及刀具固定盖，所述切削刀具通过若干个第一螺栓与刀具固定盖固定连接，所述刀具固定盖通过若干个第二螺栓与刀箱固定连接，所述刀箱通过若干个第三螺栓与密封阀门固定连接，所述刀具固定盖侧边设置有换刀组件，所述换刀组件在需要更换刀具时使用，可以使换刀过程更加的简单方便。

作为本发明的进一步方案，所述换刀组件包括固定板、驱动部及螺栓松紧部；所述固定板设置在刀具固定盖一侧，所述固定板上转动连接有第一丝杆；所述固定板上方设置有第一滑板，所述固定板与第一滑板在小距离内滑动连接，所述第一滑板上固定连接有安装板，所述安装板上开设有安装槽，所述安装槽内滑动连接有两个对称设置的第一滑块，两个所述第一滑块共同螺纹连接有双向丝杆，所述双向丝杆转动连接在安装槽的内壁上，所述第一滑块均固定连接有第一弹簧，左侧所述第一弹簧固定连接有第一夹板，右侧所述第一弹簧固定连接有第二夹板，所述第一夹板和第二夹板均滑动连接在安装槽内；所述驱动部用于驱动第一丝杆转动的同时驱动双向丝杆转动使第一夹板和第二夹板夹紧刀箱；所述螺栓松紧部在第一夹板和第二夹板夹紧刀箱后与驱动部配合松开第二螺栓。

作为本发明的进一步方案，所述驱动部包括电机及牵引绳；所述电机固定连接在固定板上，所述电机的输出轴与第一丝杆传动连接，所述第一丝杆的转动轴上固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮的上方啮合有第二齿轮，所述第二齿轮的转动轴上固定连接有第一传动轮，所述第一传动轮转动连接在固定板上，所述第一传动轮的上方设置有第二传动轮，所述第二传动轮与固定板转动连接，所述第一传动轮和第二传动轮共同传动连接有第一皮带，所述第二传动轮在左右方向上滑动连接有第一转轴，且第二传动轮能够带动第一转轴转动；所述第一转轴一端与双向丝杆固定连接，所述第一转轴的另一端转动连接在第一滑板上；所述牵引绳的一端固定连接在第一夹板的顶部，另一端固定连接有卷收辊，所述卷收辊转动连接在第一滑板上，所述卷收辊的转动轴上固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮啮合有齿条杆，所述齿条杆滑动连接在固定板上，所述齿条杆的侧边设置有推杆，所述推杆固定安装在螺栓松紧部上。

作为本发明的进一步方案，所述螺栓松紧部包括若干个柱形拧块，所述柱形拧块与第二螺栓的个数相同，且分别位于第二螺栓的侧边，所述柱形拧块靠近第二螺栓的一侧均开设有与第二螺栓匹配的卡槽；若干个所述柱形拧块共同传动连接有第二皮带，且若干个柱形拧块共同转动连接有安装架，所述安装架的顶部固定连接有连接杆，所述连接杆滑动连接在第二夹板上，所述连接杆的侧壁上固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧与第二夹板的侧壁固定连接；所述安装架上固定连接有顶杆，所述推杆转动连接在顶杆上；后上方所述柱形拧块的转动轴上固定连接有第三传动轮，所述第三传动轮的上方设置有第四传动轮，所述第四传动轮滑动连接在第一转轴上，且能够被第一转轴带动转动，所述第三传动轮和第四传动轮共同传动连接有第三皮带。

作为本发明的进一步方案，所述固定板上滑动连接有第二滑板，所述第一传动轮转动连接在第二滑板上，所述顶杆上开设有用于驱动第二滑板向上移动的驱动斜面；所述固定板上滑动连接有第二滑块，所述第二滑块上转动连接有第五传动轮，所述第二滑块的侧壁上固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧的后端固定连接在固定板上，所述第五传动轮与第一皮带传动连接，所述第五传动轮的后侧设置有摩擦板，所述摩擦板固定连接在固定板上。

作为本发明的进一步方案，所述齿条杆上固定连接有第四弹簧，所述第四弹簧的顶端固定连接在固定板上。

作为本发明的进一步方案，所述推杆的侧壁上固定连接有弧形弹簧，所述弧形弹簧的底端固定连接在顶杆上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 本发明通过第一夹板和第二夹板的设置，可以使第一夹板和第二夹板在第一丝杆旋进刀具固定盖前自动对刀箱进行夹紧，依次对整个换刀组件进行固定支撑，可以保证换刀组件在进行换刀时即使不使用螺栓固定依然可以稳定地进行工作，同时通过第一滑块和第一弹簧的设置，可以使第一丝杆在旋进刀具固定盖上的螺纹孔内时带动第一滑块和第一弹簧继续移动，压缩后的第一弹簧不仅可以对第一夹板和第二夹板起到缓冲作用，还可以加强第一夹板和第二夹板的夹持力度，可以使第一夹板和第二夹板夹持得更加的稳定；通过螺栓松紧部的设置，可以在第一夹板和第二夹板夹紧后，第一丝杆在旋进刀具固定盖上的螺纹孔内的同时，使第一丝杆带动螺栓松紧部将第二螺栓拧松，且在第二螺栓拧松后，第二齿轮会自动脱离与第一齿轮的啮合，可以保证刀头更换完到切削刀具回到刀箱内之前第一夹板和第二夹板始终保持夹紧刀箱的状态，且在刀头更换完毕后，只需使电机反向转动即可实现切削刀具的自动安装和第二螺栓的自动拧紧，本发明在更换刀具时工作人员只需对换刀组件施加一定的支撑力和更换刀头即可实现换刀工作，可以大大的减小换刀难度，可以大大减少换刀时间，可以大大提高换刀的效率。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明削刀具、密封阀门、刀箱及刀具固定盖爆炸图；

图3为本发明换刀组件结构示意图；

图4为本发明安装板、第一滑块、第一弹簧、双向丝杆、第一夹板及第二夹板连接关系及位置关系示意图；

图5为本发明固定板及其上机构示意图；

图6为本发明顶杆、推杆及弧形弹簧连接关系及位置关系示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

切削刀具1、密封阀门2、刀箱3、刀具固定盖4、第二螺栓5、固定板6、第一丝杆7、第一滑板8、安装板9、安装槽10、第一滑块11、双向丝杆12、第一弹簧13、第一夹板14、第二夹板15、电机16、牵引绳17、第一齿轮18、第二齿轮19、第一传动轮20、第二传动轮21、第一皮带22、第一转轴23、卷收辊24、第三齿轮25、齿条杆26、推杆27、柱形拧块28、卡槽29、第二皮带30、安装架31、连接杆32、第二弹簧33、顶杆34、第三传动轮35、第四传动轮36、第三皮带37、第二滑板38、驱动斜面39、第二滑块40、第五传动轮41、第三弹簧42、摩擦板43、第四弹簧44、弧形弹簧45。

具体实施方式

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，包括切削刀具1、密封阀门2、刀箱3及刀具固定盖4，所述切削刀具1通过若干个第一螺栓与刀具固定盖4固定连接，所述刀具固定盖4通过若干个第二螺栓5与刀箱3固定连接，所述刀箱3通过若干个第三螺栓与密封阀门2固定连接，所述刀具固定盖4侧边设置有换刀组件，所述换刀组件在需要更换刀具时使用，可以使换刀过程更加的简单方便。

所述换刀组件包括固定板6、驱动部及螺栓松紧部；所述固定板6设置在刀具固定盖4一侧，所述固定板6上转动连接有第一丝杆7；所述固定板6上方设置有第一滑板8，所述固定板6与第一滑板8在小距离内滑动连接，所述第一滑板8上固定连接有安装板9，所述安装板9上开设有安装槽10，所述安装槽10内滑动连接有两个对称设置的第一滑块11，两个所述第一滑块11共同螺纹连接有双向丝杆12，所述双向丝杆12转动连接在安装槽10的内壁上，所述第一滑块11均固定连接有第一弹簧13，左侧所述第一弹簧13固定连接有第一夹板14，右侧所述第一弹簧13固定连接有第二夹板15，所述第一夹板14和第二夹板15均滑动连接在安装槽10内；所述驱动部用于驱动第一丝杆7转动的同时驱动双向丝杆12转动使第一夹板14和第二夹板15夹紧刀箱3；所述螺栓松紧部在第一夹板14和第二夹板15夹紧刀箱3后与驱动部配合松开第二螺栓5。

所述驱动部包括电机16及牵引绳17；所述电机16固定连接在固定板6上，所述电机16的输出轴与第一丝杆7传动连接，所述第一丝杆7的转动轴上固定连接有第一齿轮18，所述第一齿轮18的上方啮合有第二齿轮19，所述第二齿轮19的转动轴上固定连接有第一传动轮20，所述第一传动轮20转动连接在固定板6上，所述第一传动轮20的上方设置有第二传动轮21，所述第二传动轮21与固定板6转动连接，所述第一传动轮20和第二传动轮21共同传动连接有第一皮带22，所述第二传动轮21在左右方向上滑动连接有第一转轴23，且第二传动轮21能够带动第一转轴23转动；所述第一转轴23一端与双向丝杆12固定连接，所述第一转轴23的另一端转动连接在第一滑板8上；所述牵引绳17的一端固定连接在第一夹板14的顶部，另一端固定连接有卷收辊24，所述卷收辊24转动连接在第一滑板8上，所述卷收辊24的转动轴上固定连接有第三齿轮25，所述第三齿轮25啮合有齿条杆26，所述齿条杆26滑动连接在固定板6上，所述齿条杆26的侧边设置有推杆27，所述推杆27固定安装在螺栓松紧部上。

所述螺栓松紧部包括若干个柱形拧块28，所述柱形拧块28与第二螺栓5的个数相同，且分别位于第二螺栓5的侧边，所述柱形拧块28靠近第二螺栓5的一侧均开设有与第二螺栓5匹配的卡槽29；若干个所述柱形拧块28共同传动连接有第二皮带30，且若干个柱形拧块28共同转动连接有安装架31，所述安装架31的顶部固定连接有连接杆32，所述连接杆32滑动连接在第二夹板15上，所述连接杆32的侧壁上固定连接有第二弹簧33，所述第二弹簧33与第二夹板15的侧壁固定连接；所述安装架31上固定连接有顶杆34，所述推杆27转动连接在顶杆34上；后上方所述柱形拧块28的转动轴上固定连接有第三传动轮35，所述第三传动轮35的上方设置有第四传动轮36，所述第四传动轮36滑动连接在第一转轴23上，且能够被第一转轴23带动转动，所述第三传动轮35和第四传动轮36共同传动连接有第三皮带37。

所述固定板6上滑动连接有第二滑板38，所述第一传动轮20转动连接在第二滑板38上，所述顶杆34上开设有用于驱动第二滑板38向上移动的驱动斜面39；所述固定板6上滑动连接有第二滑块40，所述第二滑块40上转动连接有第五传动轮41，所述第二滑块40的侧壁上固定连接有第三弹簧42，所述第三弹簧42的后端固定连接在固定板6上，所述第五传动轮41与第一皮带22传动连接，所述第五传动轮41的后侧设置有摩擦板43，所述摩擦板43固定连接在固定板6上。

上述方案在投入实际使用时，当盾构机需要更换刀具时，用外接的吊装工具将换刀组件吊起，然后工作人员手扶住换刀组件再将换刀组件移动到刀箱3的上方，在使换刀组件向下移动，直到第一夹板14移动到与刀箱3接触，换刀组件停止移动后吊装工具可以对换刀组件起支撑作用；然后即可启动电机16，电机16会带动第一丝杆7转动，第一丝杆7会带动第一齿轮18转动，第一齿轮18会带动与其啮合的第二齿轮19转动，第二齿轮19会通过第一传动轮20及第一皮带22带动第二传动轮21转动，第二传动轮21会带动第一转轴23转动，第一转轴23会带动双向丝杆12转动，双向丝杆12会带动两个第一滑块11相向移动，第一夹板14和第二夹板15在没有与刀箱的右端接触前，两个第一滑块11会分别通过第一弹簧13带动第一夹板14和第二夹板15同步移动，第二夹板15会通过第二弹簧带动连接杆32一起向左移动，连接杆32会带动安装架31、若干个柱形拧块28及第二皮带一起向左移动；第一转轴23在转动的同时还会带动第四传动轮36转动，第四传动轮36会通过第三皮带37带动第三传动轮35转动，第三传动轮35会带动后上方的柱形拧块28转动，后上方的柱形拧块28会通过第二皮带30带动其他柱形拧块28同步转动；当第二夹板15移动到与刀箱3的右侧壁接触前，柱形拧块28的左侧壁会先一步与第二螺栓5的右侧壁接触，此时如果卡槽29未能与第二螺栓5对齐，第二螺栓5会阻碍柱形拧块28的移动，此时第二夹板15和安装架31会发生相对移动；然后第二夹板15再向左移动一小段距离后即会与刀箱3的右侧壁贴合，此时第一夹板14也移动到与刀箱3右端左侧壁贴合的位置，自此第一夹板14和第二夹板15将刀箱3的右端夹持住；当柱形拧块28转动到使卡槽29与第二螺栓5对准的位置后，柱形拧块28会在第二弹簧33的弹力作用下向左移动，时第二螺栓5插入到卡槽29内；此时第一丝杆7正好处于与刀具固定盖4上开设的螺纹孔啮合的位置，然后第一丝杆7转动会通过螺纹作用慢慢插入到刀具固定盖4内；此时第一丝杆7转动还会带动第一转轴23继续转动，第一转轴23会继续带动第一滑块11相向移动，此时第一滑块11会使第一弹簧13慢慢压缩，第一弹簧13会给第一夹板14和第二夹板15施加压力，可以使第一夹板14和第二夹板15与刀箱3侧壁贴合得更加的稳定；若干个柱形拧块28也会继续转动，柱形拧块28转动会带动第二螺栓5转动，使第二螺栓5旋转脱离刀箱3，第二螺栓5会带动柱形拧块28慢慢向右移动，柱形拧块28会通过安装架31带动顶杆34一起向右移动，待第二螺栓5完全脱离刀箱3时，刀具固定盖4不再与刀箱3固定，且顶杆34会通过驱动斜面39推动第二滑板38向上移动，第二滑板38会带动第二齿轮19和第一传动轮20一起向上动，使第二齿轮19脱离与第一齿轮18的啮合；此后第一丝杆7再转动会通过螺纹拉扯刀具固定盖4和切削刀具1一起向右移动，但不会带动第一转轴转动；且第一传动轮20在向上移动后，第一皮带22会松弛，第三弹簧42会拉扯第五传动轮41向后移动，以此保证第一皮带22再次绷紧，第一皮带22在绷紧的同时会被第五传动轮41压紧到与摩擦板43贴合的位置，摩擦板43会对第一皮带22起到限位作用，使第一皮带22不能移动；刀具固定盖4会推动第二螺栓5、柱形拧块28、第二皮带30、安装架31及连接杆32一起向右移动，安装架31会带动顶杆34和推杆27一起向右移动，当推杆27向右移动到与齿条杆26接触后，推杆27会推动齿条杆26向上移动，齿条杆26会带动与其啮合的第三齿轮25转动，第三齿轮25会带动卷收辊24一起转动；卷收辊24会带动牵引绳17缠绕在其表面，牵引绳17的左端会拉扯第一夹板14向上移动，直到第一夹板14向上移动到刀箱3的上方，此时切削刀具1的左端移动到刀箱3内，待密封阀门2关闭后，吊装工具即可带动整个换刀组件、切削刀具1和刀具固定盖4向右移动，使切削刀具1移出到刀箱3外，然后工作人员即可在刀箱3外更换刀头；待刀头更换完毕后，吊装工具再带动换刀组件、切削刀具1和刀具固定盖4向左移动，使切削刀具1再次进入到刀箱3内部，待切削刀具1移动到指定位置后，即可打开密封阀门2，然后即可使电机16反转，电机16会带动第一丝杆7反转，第一丝杆7会带动刀具固定盖4和切削刀具1向左移动，同时安装架31和连接杆32会在第二弹簧33的弹力作用下始终保持在与刀具固定盖4贴合的位置，同时使第二螺栓5始终在卡槽29内；安装架31在带动顶杆34和推杆27向左移动后，失去了推杆27的支撑力后，第一夹板14和齿条杆26均会在自身重力的作用下向下移动，第一夹板14会立刻移动回夹紧刀箱3的位置；待刀具固定盖4向左移动到刀箱3右侧的凹槽内后，第二螺栓5与刀箱3右侧的螺纹孔对准，此时顶杆34上的驱动斜面39与第二滑板38错开，第二滑板、第二齿轮19和第一传动轮20会在重力的作用下向下移动到使第二齿轮19与第一齿轮18啮合的位置，此后第一丝杆7再转动会带动第一转轴23转动，第一转轴23会先带动柱形拧块28反向转动，使柱形拧块28将第二螺栓5再次拧进刀箱3上的螺纹孔内，使刀具固定盖4再次与刀箱3固定，此时切削刀具1移动到初始位置，然后第一夹板14和第二夹板15会在第一滑块11的作用下慢慢脱离与刀箱3的贴合，使第一夹板14和第二夹板15不再对刀箱3夹紧；自此完成整个换刀过程，然后即可操作吊装工具将换刀组件吊装到下一个换刀工位；本发明通过第一夹板14和第二夹板15的设置，可以使第一夹板14和第二夹板15在第一丝杆旋进刀具固定盖4前自动对刀箱3进行夹紧，依次对整个换刀组件进行固定支撑，可以保证换刀组件在进行换刀时即使不使用螺栓固定依然可以稳定地进行工作，同时通过第一滑块11和第一弹簧13的设置，可以使第一丝杆7在旋进刀具固定盖4上的螺纹孔内时带动第一滑块11和第一弹簧13继续移动，压缩后的第一弹簧13不仅可以对第一夹板14和第二夹板15起到缓冲作用，还可以加强第一夹板14和第二夹板15的夹持力度，可以使第一夹板14和第二夹板15夹持得更加的稳定；通过螺栓松紧部的设置，可以在第一夹板14和第二夹板15夹紧后，第一丝杆7在旋进刀具固定盖4上的螺纹孔内的同时，使第一丝杆7带动螺栓松紧部将第二螺栓5拧松，且在第二螺栓5拧松后，第二齿轮19会自动脱离与第一齿轮18的啮合，可以保证刀头更换完到切削刀具1回到刀箱3内之前第一夹板14和第二夹板15始终保持夹紧刀箱3的状态，且在刀头更换完毕后，只需使电机16反向转动即可实现切削刀具1的自动安装和第二螺栓5的自动拧紧，本发明在更换刀具时工作人员只需对换刀组件施加一定的支撑力和更换刀头即可实现换刀工作，可以大大的减小换刀难度，可以大大减少换刀时间，可以大大提高换刀的效率。

作为本发明的进一步方案，所述齿条杆26上固定连接有第四弹簧44，所述第四弹簧44的顶端固定连接在固定板6上；工作时，通过第四弹簧44的设置，可以使齿条杆26向下移动的更加得快速，可以使第一夹板14更快地回到夹持刀箱3的位置。

作为本发明的进一步方案，所述推杆27的侧壁上固定连接有弧形弹簧45，所述弧形弹簧45的底端固定连接在顶杆34上；工作时，通过弧形弹簧45的设置，可以保证推杆27在推动齿条杆26移动后一定可以回到初始位置。

工作原理：当盾构机需要更换刀具时，用外接的吊装工具将换刀组件吊起，然后工作人员手扶住换刀组件再将换刀组件移动到刀箱3的上方，在使换刀组件向下移动，直到第一夹板14移动到与刀箱3接触，换刀组件停止移动后吊装工具可以对换刀组件起支撑作用；然后即可启动电机16，电机16会带动第一丝杆7转动，第一丝杆7会带动第一齿轮18转动，第一齿轮18会带动与其啮合的第二齿轮19转动，第二齿轮19会通过第一传动轮20及第一皮带22带动第二传动轮21转动，第二传动轮21会带动第一转轴23转动，第一转轴23会带动双向丝杆12转动，双向丝杆12会带动两个第一滑块11相向移动，第一夹板14和第二夹板15在没有与刀箱的右端接触前，两个第一滑块11会分别通过第一弹簧13带动第一夹板14和第二夹板15同步移动，第二夹板15会通过第二弹簧带动连接杆32一起向左移动，连接杆32会带动安装架31、若干个柱形拧块28及第二皮带一起向左移动；第一转轴23在转动的同时还会带动第四传动轮36转动，第四传动轮36会通过第三皮带37带动第三传动轮35转动，第三传动轮35会带动后上方的柱形拧块28转动，后上方的柱形拧块28会通过第二皮带30带动其他柱形拧块28同步转动；当第二夹板15移动到与刀箱3的右侧壁接触前，柱形拧块28的左侧壁会先一步与第二螺栓5的右侧壁接触，此时如果卡槽29未能与第二螺栓5对齐，第二螺栓5会阻碍柱形拧块28的移动，此时第二夹板15和安装架31会发生相对移动；然后第二夹板15再向左移动一小段距离后即会与刀箱3的右侧壁贴合，此时第一夹板14也移动到与刀箱3右端左侧壁贴合的位置，自此第一夹板14和第二夹板15将刀箱3的右端夹持住；当柱形拧块28转动到使卡槽29与第二螺栓5对准的位置后，柱形拧块28会在第二弹簧33的弹力作用下向左移动，时第二螺栓5插入到卡槽29内；此时第一丝杆7正好处于与刀具固定盖4上开设的螺纹孔啮合的位置，然后第一丝杆7转动会通过螺纹作用慢慢插入到刀具固定盖4内；此时第一丝杆7转动还会带动第一转轴23继续转动，第一转轴23会继续带动第一滑块11相向移动，此时第一滑块11会使第一弹簧13慢慢压缩，第一弹簧13会给第一夹板14和第二夹板15施加压力，可以使第一夹板14和第二夹板15与刀箱3侧壁贴合得更加的稳定；若干个柱形拧块28也会继续转动，柱形拧块28转动会带动第二螺栓5转动，使第二螺栓5旋转脱离刀箱3，第二螺栓5会带动柱形拧块28慢慢向右移动，柱形拧块28会通过安装架31带动顶杆34一起向右移动，待第二螺栓5完全脱离刀箱3时，刀具固定盖4不再与刀箱3固定，且顶杆34会通过驱动斜面39推动第二滑板38向上移动，第二滑板38会带动第二齿轮19和第一传动轮20一起向上动，使第二齿轮19脱离与第一齿轮18的啮合；此后第一丝杆7再转动会通过螺纹拉扯刀具固定盖4和切削刀具1一起向右移动，但不会带动第一转轴转动；且第一传动轮20在向上移动后，第一皮带22会松弛，第三弹簧42会拉扯第五传动轮41向后移动，以此保证第一皮带22再次绷紧，第一皮带22在绷紧的同时会被第五传动轮41压紧到与摩擦板43贴合的位置，摩擦板43会对第一皮带22起到限位作用，使第一皮带22不能移动；刀具固定盖4会推动第二螺栓5、柱形拧块28、第二皮带30、安装架31及连接杆32一起向右移动，安装架31会带动顶杆34和推杆27一起向右移动，当推杆27向右移动到与齿条杆26接触后，推杆27会推动齿条杆26向上移动，齿条杆26会带动与其啮合的第三齿轮25转动，第三齿轮25会带动卷收辊24一起转动；卷收辊24会带动牵引绳17缠绕在其表面，牵引绳17的左端会拉扯第一夹板14向上移动，直到第一夹板14向上移动到刀箱3的上方，此时切削刀具1的左端移动到刀箱3内，待密封阀门2关闭后，吊装工具即可带动整个换刀组件、切削刀具1和刀具固定盖4向右移动，使切削刀具1移出到刀箱3外，然后工作人员即可在刀箱3外更换刀头；待刀头更换完毕后，吊装工具再带动换刀组件、切削刀具1和刀具固定盖4向左移动，使切削刀具1再次进入到刀箱3内部，待切削刀具1移动到指定位置后，即可打开密封阀门2，然后即可使电机16反转，电机16会带动第一丝杆7反转，第一丝杆7会带动刀具固定盖4和切削刀具1向左移动，同时安装架31和连接杆32会在第二弹簧33的弹力作用下始终保持在与刀具固定盖4贴合的位置，同时使第二螺栓5始终在卡槽29内；安装架31在带动顶杆34和推杆27向左移动后，失去了推杆27的支撑力后，第一夹板14和齿条杆26均会在自身重力的作用下向下移动，第一夹板14会立刻移动回夹紧刀箱3的位置；待刀具固定盖4向左移动到刀箱3右侧的凹槽内后，第二螺栓5与刀箱3右侧的螺纹孔对准，此时顶杆34上的驱动斜面39与第二滑板38错开，第二滑板、第二齿轮19和第一传动轮20会在重力的作用下向下移动到使第二齿轮19与第一齿轮18啮合的位置，此后第一丝杆7再转动会带动第一转轴23转动，第一转轴23会先带动柱形拧块28反向转动，使柱形拧块28将第二螺栓5再次拧进刀箱3上的螺纹孔内，使刀具固定盖4再次与刀箱3固定，此时切削刀具1移动到初始位置，然后第一夹板14和第二夹板15会在第一滑块11的作用下慢慢脱离与刀箱3的贴合，使第一夹板14和第二夹板15不再对刀箱3夹紧；自此完成整个换刀过程，然后即可操作吊装工具将换刀组件吊装到下一个换刀工位。

Claims (7)

1.一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，包括切削刀具（1）、密封阀门（2）、刀箱（3）及刀具固定盖（4），所述切削刀具（1）通过若干个第一螺栓与刀具固定盖（4）固定连接，所述刀具固定盖（4）通过若干个第二螺栓（5）与刀箱（3）固定连接，所述刀箱（3）通过若干个第三螺栓与密封阀门（2）固定连接，其特征在于：所述刀具固定盖（4）侧边设置有换刀组件，所述换刀组件在需要更换刀具时使用，可以使换刀过程更加的简单方便。

2.根据权利要求1所述的一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，其特征在于：所述换刀组件包括固定板（6）、驱动部及螺栓松紧部；所述固定板（6）设置在刀具固定盖（4）一侧，所述固定板（6）上转动连接有第一丝杆（7）；所述固定板（6）上方设置有第一滑板（8），所述固定板（6）与第一滑板（8）在小距离内滑动连接，所述第一滑板（8）上固定连接有安装板（9），所述安装板（9）上开设有安装槽（10），所述安装槽（10）内滑动连接有两个对称设置的第一滑块（11），两个所述第一滑块（11）共同螺纹连接有双向丝杆（12），所述双向丝杆（12）转动连接在安装槽（10）的内壁上，所述第一滑块（11）均固定连接有第一弹簧（13），左侧所述第一弹簧（13）固定连接有第一夹板（14），右侧所述第一弹簧（13）固定连接有第二夹板（15），所述第一夹板（14）和第二夹板（15）均滑动连接在安装槽（10）内；所述驱动部用于驱动第一丝杆（7）转动的同时驱动双向丝杆（12）转动使第一夹板（14）和第二夹板（15）夹紧刀箱（3）；所述螺栓松紧部在第一夹板（14）和第二夹板（15）夹紧刀箱（3）后与驱动部配合松开第二螺栓（5）。

3.根据权利要求2所述的一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，其特征在于：所述驱动部包括电机（16）及牵引绳（17）；所述电机（16）固定连接在固定板（6）上，所述电机（16）的输出轴与第一丝杆（7）传动连接，所述第一丝杆（7）的转动轴上固定连接有第一齿轮（18），所述第一齿轮（18）的上方啮合有第二齿轮（19），所述第二齿轮（19）的转动轴上固定连接有第一传动轮（20），所述第一传动轮（20）转动连接在固定板（6）上，所述第一传动轮（20）的上方设置有第二传动轮（21），所述第二传动轮（21）与固定板（6）转动连接，所述第一传动轮（20）和第二传动轮（21）共同传动连接有第一皮带（22），所述第二传动轮（21）在左右方向上滑动连接有第一转轴（23），且第二传动轮（21）能够带动第一转轴（23）转动；所述第一转轴（23）一端与双向丝杆（12）固定连接，所述第一转轴（23）的另一端转动连接在第一滑板（8）上；所述牵引绳（17）的一端固定连接在第一夹板（14）的顶部，另一端固定连接有卷收辊（24），所述卷收辊（24）转动连接在第一滑板（8）上，所述卷收辊（24）的转动轴上固定连接有第三齿轮（25），所述第三齿轮（25）啮合有齿条杆（26），所述齿条杆（26）滑动连接在固定板（6）上，所述齿条杆（26）的侧边设置有推杆（27），所述推杆（27）固定安装在螺栓松紧部上。

4.根据权利要求3所述的一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，其特征在于：所述螺栓松紧部包括若干个柱形拧块（28），所述柱形拧块（28）与第二螺栓（5）的个数相同，且分别位于第二螺栓（5）的侧边，所述柱形拧块（28）靠近第二螺栓（5）的一侧均开设有与第二螺栓（5）匹配的卡槽（29）；若干个所述柱形拧块（28）共同传动连接有第二皮带（30），且若干个柱形拧块（28）共同转动连接有安装架（31），所述安装架（31）的顶部固定连接有连接杆（32），所述连接杆（32）滑动连接在第二夹板（15）上，所述连接杆（32）的侧壁上固定连接有第二弹簧（33），所述第二弹簧（33）与第二夹板（15）的侧壁固定连接；所述安装架（31）上固定连接有顶杆（34），所述推杆（27）转动连接在顶杆（34）上；后上方所述柱形拧块（28）的转动轴上固定连接有第三传动轮（35），所述第三传动轮（35）的上方设置有第四传动轮（36），所述第四传动轮（36）滑动连接在第一转轴（23）上，且能够被第一转轴（23）带动转动，所述第三传动轮（35）和第四传动轮（36）共同传动连接有第三皮带（37）。

5.根据权利要求4所述的一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，其特征在于：所述固定板（6）上滑动连接有第二滑板（38），所述第一传动轮（20）转动连接在第二滑板（38）上，所述顶杆（34）上开设有用于驱动第二滑板（38）向上移动的驱动斜面（39）；所述固定板（6）上滑动连接有第二滑块（40），所述第二滑块（40）上转动连接有第五传动轮（41），所述第二滑块（40）的侧壁上固定连接有第三弹簧（42），所述第三弹簧（42）的后端固定连接在固定板（6）上，所述第五传动轮（41）与第一皮带（22）传动连接，所述第五传动轮（41）的后侧设置有摩擦板（43），所述摩擦板（43）固定连接在固定板（6）上。

6.根据权利要求3所述的一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，其特征在于：所述齿条杆（26）上固定连接有第四弹簧（44），所述第四弹簧（44）的顶端固定连接在固定板（6）上。

7.根据权利要求5所述的一种地下盾构工程不降水常压开仓换刀装置，其特征在于：所述推杆（27）的侧壁上固定连接有弧形弹簧（45），所述弧形弹簧（45）的底端固定连接在顶杆（34）上。

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