CN115199283A - 一种盾构机及其立式破碎机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种盾构机及其立式破碎机，立式破碎机包括破碎齿辊以及驱动所述破碎齿辊进行破碎的驱动单元，所述破碎齿辊采用立式的设置方式，所述驱动单元在所述破碎齿辊的立式方向上设置于所述破碎齿辊的上端。上述立式破碎机，破碎效率高，承压能力强，避免了驱动单元与泥浆接触导致的磨损和失效，使用寿命长。

Description

一种盾构机及其立式破碎机

技术领域

本申请涉及破碎机技术领域，特别涉及一种立式破碎机。还涉及一种盾构机。

背景技术

目前，随着国内外隧道的大量施工，掘进机成为首选，泥水平衡盾构机以其优良的压力控制性能，在过江、过海及对沉降有较高要求的隧道工程中得到普遍应用。

气垫式泥水平衡盾构机通常在气垫舱内配置钳式破碎机，钳式破碎机采用液压油缸驱动，破碎频率一般小于4次/分，破碎效率低，产能小；钳式破碎机全部浸没在泥浆中，液压油缸活塞杆在砂卵石的冲击下容易磨损或损伤，特别在地层不稳或其它原因造成滞排(堵舱)的情况，砂卵石直接与液压油缸活塞杆接触，造成活塞杆早期磨损，液压油缸失效；同时高压油管直接与泥浆接触，冲击较大容易磨损或爆管造成破碎机失效；钳式破碎机安装气垫舱内，检修需要带压进舱或在地层好的情况下常压进舱进行检修，高压油管及油缸易损坏维修困难。

因此，钳式破碎机满足不了泥水盾构机的掘进速度，尤其是在富水砂卵石地层，易产生滞排，直接限制了泥水盾构机的掘进效率；进而，如何能够提供一种解决上述技术问题的立式破碎机是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种立式破碎机，破碎效率高，承压能力强，避免了驱动单元与泥浆接触导致的磨损和失效，使用寿命长。本申请还提供了一种盾构机。

为实现上述目的，本申请提供一种立式破碎机，包括破碎齿辊以及驱动所述破碎齿辊进行破碎的驱动单元，所述破碎齿辊采用立式的设置方式，所述驱动单元在所述破碎齿辊的立式方向上设置于所述破碎齿辊的上端。

在一些实施例中，包括至少一对的所述破碎齿辊，每一所述破碎齿辊的上端均设置有对其进行驱动的所述驱动单元；每对所述破碎齿辊在相向转动时进行破碎，在反向转动时进行脱困。

在一些实施例中，还包括供所述破碎齿辊和所述驱动单元安装的破碎箱，所述破碎箱开设有进料口和出料口，且所述破碎箱用以内置并固定于盾体的前盾中。

在一些实施例中，所述驱动单元设置于所述破碎箱外部的上侧，所述破碎齿辊设有驱动轴，所述驱动轴于所述破碎齿辊的上端与所述驱动单元连接；还包括至少一对轴承，所述驱动轴通过所述轴承安装。

在一些实施例中，所述驱动单元包括液压马达部件和花键套，所述液压马达部件通过所述花键套带动所述驱动轴。

在一些实施例中，还包括第一主密封环、第二主密封环和连接法兰，所述第一主密封环安装于所述破碎箱外部的上侧，所述第二主密封环安装于所述破碎箱内部的下侧，所述连接法兰安装于所述第一主密封环上侧；所述第一主密封环和所述第二主密封环均安装有所述轴承，所述第一主密封环和所述第二主密封环还安装对所述轴承进行密封的密封组件，所述液压马达部件安装于所述连接法兰。

在一些实施例中，所述破碎箱还设置有可拆卸的法兰板，所述进料口设置于所述破碎箱的前侧，所述出料口和所述法兰板设置于所述破碎箱的后侧；以所述进料口的中心和所述出料口的中心的连线为对称轴，所述破碎齿辊成对设置且在对称轴的左右对称分布。

在一些实施例中，所述破碎齿辊还设有位于所述驱动轴的刀具；所述刀具与所述驱动轴一体式设置或分体式设置。

在一些实施例中，所述破碎齿辊由所述驱动轴和多个所述刀具组装；所述驱动轴为六方驱动轴；所述刀具包括至少一种齿数的刀具；所述刀具为整体式或分体式；多个所述刀具在所述驱动轴的轴向上依次布置，且多个所述刀具的周向安装角度渐变。

本申请还提供了一种盾构机，包括上述立式破碎机。

相对于上述背景技术，本申请所提供的立式破碎机包括破碎齿辊和驱动单元，破碎齿辊采用立式的设置方式，驱动单元在破碎齿辊的立式方向上，设置于破碎齿辊的上端。

在该立式破碎机的使用过程中，通过驱动单元驱动破碎齿辊进行破碎，具有破碎效率高、承压能力强的特点；尤其是驱动单元设置于破碎齿辊的上端，使得驱动单元远离破碎齿辊的作业区域，避免了驱动单元与泥浆接触导致的磨损和失效，还具有使用寿命长的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的立式破碎机结构简图；

图2为本申请实施例提供的立式破碎机在盾构机中的装配位置结构简图；

图3为本申请实施例提供的一号刀具分体式与整体式简图；

图4为本申请实施例提供的二号刀具分体式与整体式简图；

图5为本申请实施例提供的三号刀具分体式与整体式简图；

图6为本申请实施例提供的四号刀具分体式与整体式简图；

图7为本申请实施例提供的五号刀具分体式与整体式简图；

图8为本申请实施例提供的六号刀具分体式与整体式简图；

图9为本申请实施例提供的七号刀具分体式与整体式简图；

图10为本申请实施例提供的八号刀具分体式与整体式简图；

图11为本申请实施例提供的九号刀具分体式与整体式简图；

图12为本申请实施例提供的十号刀具分体式与整体式简图；

图13为本申请实施例提供的破碎箱主视图简图；

图14为本申请实施例提供的破碎箱俯视图简图。

其中：

100-立式破碎机、200-盾体、300-刀盘、400-排浆管、1-液压马达部件、2-连接法兰、3-花键套、4-锁紧螺母、5-轴承、6-耐磨套、7-密封组件、8-九号刀具、9-破碎箱、10-密封压板、11-第二主密封环、12-轴承端盖、13-密封圈、14-一号刀具、15-二号刀具、16-三号刀具、17-四号刀具、18-五号刀具、19-六号刀具、20-七号刀具、21-八号刀具、22-第一主密封环、23-十号刀具、24-驱动轴、25-盾体底块、901-进料口、902-出料口、903-法兰板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本申请实施例提供的立式破碎机结构简图，图2为本申请实施例提供的立式破碎机在盾构机中的装配位置结构简图。

在第一种具体的实施方式中，本申请提供了一种立式破碎机100，主要包括破碎齿辊和驱动单元，破碎齿辊为进行破碎的结构，驱动单元为提供动力的结构；在使用时，通过驱动单元驱动破碎齿辊进行破碎。

在本实施例中，破碎齿辊采用立式的设置方式，也就是说，破碎齿辊的姿态为竖立状态；进一步的，驱动单元在破碎齿辊的立式方向上，设置于破碎齿辊的上端。

该立式破碎机100具有破碎效率高、承压能力强的特点，尤其是驱动单元设置于破碎齿辊的上端，使得驱动单元远离破碎齿辊的作业区域，避免了驱动单元与泥浆接触导致的磨损和失效，还具有使用寿命长的特点。

本实施例的改进点在于破碎齿辊为立式的设置方式，以及驱动单元设置于破碎齿辊上端的设置方式；该立式破碎机100用于盾构机，示例性的，该立式破碎机100是一种适用于泥水平衡盾构机的立式破碎机，用于对盾构机开挖的产品进行二次破碎，以解决滞排和堵管堵泵问题。

需要注意的是，破碎齿辊的数量在本实施例中应不受限制，例如单个破碎齿辊、多个破碎齿辊，同应属于本实施例的说明范围。

在一些实施例中，破碎齿辊成对设置，此时该立式破碎机100包括至少一对的破碎齿辊，破碎齿辊与驱动单元一一对应，也即每一破碎齿辊的上端均设置有对其进行驱动的驱动单元。

在本实施例中，在每对破碎齿辊中，利用两个破碎齿辊同时进行破碎。

具体而言，还包括控制驱动单元的控制系统，在控制系统对驱动单元的控制下，两个破碎齿辊的转动方向相反，并且在相向转动时进行破碎；与之相反的，两个破碎齿辊反向转动不破碎可进行脱困，防止破碎齿辊卡死，同时增加报警或停机功能对刀具进行保护。

示例性的，在破碎齿辊为一对时，该破碎机为双齿辊式立式破碎机，为了便于说明，以下针对破碎齿辊为一对时的双齿辊式立式破碎机进行说明，当然，也可以采用单辊立式破碎机代替双齿辊式立式破碎机。

请参考图13和图14，图13为本申请实施例提供的破碎箱主视图简图，图14为本申请实施例提供的破碎箱俯视图简图。

在一些实施例中，还包括供破碎齿辊和驱动单元安装的破碎箱9，破碎箱9开设有进料口901和出料口902，且破碎箱9用以内置并固定于盾体200的前盾中。

在本实施例中，该立式破碎机100采用破碎腔内置在前盾中与前盾融成一体，节省安装空间，解决立式破碎机100安装及维修难题；具体而言，破碎箱9可通过焊接方式与盾体底块25焊接在一起，其作用在于破碎机提供破碎腔、承受支撑承力及反扭矩。

在一些实施例中，驱动单元设置于破碎箱9外部的上侧，破碎齿辊设有驱动轴24，驱动轴24于破碎齿辊的上端与驱动单元连接；还包括至少一对轴承5，驱动轴24通过轴承5安装。

在本实施例中，驱动单元位于破碎箱9外部，破碎机的破碎在破碎箱9内部进行，驱动单元不会与破碎箱9内部的泥浆接触。驱动轴24在轴承5的支承作用下可以旋转。驱动单元可以向驱动轴24输出动力，进而带动驱动轴24旋转，使破碎齿辊旋转时进行破碎。

需要注意的是，驱动单元至少包括驱动件，除此以外，还可有传动件；驱动件包括但不限于电动、液压和气动，同应属于本实施例的说明范围。

在一些实施例中，驱动单元采用液压马达的驱动形式，具体包括液压马达部件1和花键套3，液压马达部件1通过花键套3带动驱动轴24。

在本实施例中，外接泵站驱动液压马达部件1中液压马达旋转，通过花键套3把驱动轴24与液压马达部件1连接起来，使液压马达通过花键套3把扭矩传递给驱动轴24，驱动轴24带动驱动轴24旋转，使破碎齿辊旋转时进行破碎。

除此以外，还可采用电机、减速代替液压马达驱动，同应属于本实施例的说明范围。

在一些实施例中，还包括第一主密封环22、第二主密封环11和连接法兰2，第一主密封环22安装于破碎箱9外部的上侧，第二主密封环11安装于破碎箱9内部的下侧，连接法兰2安装于第一主密封环22上侧；第一主密封环22和第二主密封环11均安装有轴承5，第一主密封环22和第二主密封环11还安装对轴承5进行密封的密封组件7，液压马达部件1安装于连接法兰2。

在本实施例中，液压马达部件1通过螺栓固定在连接法兰2上，为破碎机提供驱动力；连接法兰2通过螺栓固定在第一主密封环22上，对液压马达部件1及驱动轴24起支撑作用；耐磨套6、轴承5安装在驱动轴24上，轴承5通过锁紧螺母4固定在驱动轴24上；第二主密封环11安装轴承5上，密封组件7安装第二主密封环11内，对轴承5进行密封；第一主密封环22通过螺栓固定在破碎箱9上，密封组件7安装第一主密封环22内，对轴承5进行密封。

在一些实施例中，破碎箱9还设置有可拆卸的法兰板903，进料口901设置于破碎箱9的前侧，出料口902和法兰板903设置于破碎箱9的后侧；以进料口901的中心和出料口902的中心的连线为对称轴，破碎齿辊成对设置且在对称轴的左右对称分布。

在双齿辊式立式破碎机的实施例中，岩石由进料口901进入破碎箱9内，此时位于两个破碎齿辊的前方，进而于两个破碎齿辊之间进入后进行破碎，破碎后位于两个破碎齿辊的后方，由出料口902排出。

示例性的，进料口901为方形，出料口902为圆形。

该双齿辊式立式破碎机解决了泥水平衡盾构机在富水砂卵石地层中钳式破碎机破碎满足不了泥水盾构机的掘进速度，易产生滞排难题；解决破碎机难以破碎细长条石块的难题，同时有效提高了盾构机的工作效率。

在一些实施例中，破碎齿辊还设有位于驱动轴24的刀具；刀具与驱动轴24一体式设置或分体式设置。

需要注意的是，本实施例中的破碎齿辊既可以采用多个刀具组合的破碎齿辊，也可以采用整体齿辊代替多个刀具组合的破碎齿辊，同应属于本实施例的说明范围。

其中，采用分体式组合刀具时，刀具通过螺钉直接固定在驱动轴24上，现场拆卸方便，维修更换效率高。并且，破碎箱9在采用分体式，法兰板903可拆卸，采用分体式刀具时可拆开法兰板903对刀具进行更换，可维修性更好。

请参考图3至图12，其中，图3为本申请实施例提供的一号刀具分体式与整体式简图，图4为本申请实施例提供的二号刀具分体式与整体式简图，图5为本申请实施例提供的三号刀具分体式与整体式简图，图6为本申请实施例提供的四号刀具分体式与整体式简图，图7为本申请实施例提供的五号刀具分体式与整体式简图，图8为本申请实施例提供的六号刀具分体式与整体式简图，图9为本申请实施例提供的七号刀具分体式与整体式简图，图10为本申请实施例提供的八号刀具分体式与整体式简图，图11为本申请实施例提供的九号刀具分体式与整体式简图，图12为本申请实施例提供的十号刀具分体式与整体式简图。

在一些实施例中，破碎齿辊由驱动轴24和多个刀具组装；驱动轴24为六方驱动轴；刀具包括至少一种齿数的刀具；所述刀具为整体式或分体式；多个刀具在驱动轴24的轴向上依次布置，且多个刀具的周向安装角度渐变。

在本实施例中，驱动轴24优选六方轴，一到十号刀具安装在驱动轴24上，采用分体式刀具用螺栓固定在驱动轴24上，采用整体式刀具直接安装在驱动轴24上。

在本实施例中，采用六方轴与组合式刀具连接，防止螺钉受剪切力，提高设备的可靠性；除此以外，还可采用四方驱动轴、八方驱动轴、十二方驱动轴代替六方驱动轴，同应属于本实施例的说明范围。

驱动轴24上破碎刀具安装从下往上优选依次为一号刀具14、二号刀具15、三号刀具16、四号刀具17、五号刀具18、六号刀具19、七号刀具20、八号刀具21、九号刀具8、十号刀具23。

示例性的，刀具包括三齿组合刀具和二齿组合刀具两种，安装角度进行15°的渐变，同时不同种的刀具为不同直径，此时为两种不同直径的刀具，三齿组合刀具为大直径刀具，二齿组合刀具为小直径刀具，大直径刀具与小直径刀具配对安装，对细长型石块进行切断或破碎，减少堵管堵泵的机会，提高出碴闭效率，提升掘进效率；除此以外，还可采用更多种组合刀具，采用多齿刀具代替三齿刀具、二齿刀具，采用其他安装角度，同应属于本实施例的说明范围。

在本实施例中，组合式刀具采用多角度设计，多直径设计，刀具错齿布置，大直径刀具与小直径刀具配对安装，节能并对对细长型石块进行切断或破碎，减少堵管堵泵的机会，提高出碴效率，提升掘进效率。

具体而言，一号刀具14优选三齿0度组合刀具；二号刀具15优选三齿15度组合刀具；三号刀具16优选二齿30度组合刀具；四号刀具17优选二齿45度组合刀具；五号刀具18优选三齿60度组合刀具；六号刀具19优选三齿75度组合刀具；七号刀具20优选二齿90度组合刀具；八号刀具21优选二齿105度组合刀具；九号刀具8优选三齿120度组合刀具；十号刀具23优选三齿135度组合刀具。

需要注意的是，一号～十号刀具优选按0度、15度、30度、45度、60度、75度、90度、105度、120度、135度依次布局，减少同时参与破碎齿数，减少设备负荷，绿色节能；也可按0度、30度、60度、90度、120度、150度、180度、210度、240度、270度依次布局，同应属于本实施例的说明范围。

如采用整体式刀具按0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、90度依次布局，同时参与破碎的齿数更少更节能。如采取整体式刀具，刀具的齿数可分单齿或多齿刀具，直径相同的情况下，齿数超多，破碎后小粒径的数量越多。

在一种具体的实施方式中，该立式破碎机100包括2个液压马达部件1、2个连接法兰2、2个花键套3、4个锁紧螺母4、4个轴承5、4个耐磨套6、4个密封组件7、2把九号刀具8、破碎箱9、4个密封压板10、2个第二主密封环11、2个轴承端盖12、16个密封圈13、2把一号刀具14、2把二号刀具15、2把三号刀具16、2把四号刀具17、2把五号刀具18、2把六号刀具19、2把七号刀具20、2把八号刀具21、2个第一主密封环22、2把十号刀具23、2个驱动轴24。

在一种具体的使用说明中，盘开挖下来的渣土、卵石在泥浆的携带下从进料口901吸入破碎箱9，中大卵石在破碎箱9内进行破碎，液压泵站驱动液压马达，通过花键套3带动两个驱动轴24相向转动时带动刀具对大石块进行拼压、劈裂、折断破碎。小卵石直接通过破碎箱9的破碎刀具间的间隙流到后侧的出料口902排出。当扭矩超限时，在控制系统的控制下液压马达带动驱动轴24自动换向进行脱困，然后再换向继续进行破碎。

本申请还提供了一种盾构机，包括上述立式破碎机100，还包括盾体200和刀盘300等结构，立式破碎机100设置于盾体200的前盾中，在立式破碎机100的底部即破碎箱9底部设置排浆管400。

在本实施例中，立式破碎机100采用双破碎齿辊，破碎效率高且具有高承压能力。同时本申请破碎齿辊可采用分体组合式刀具，螺钉直接把刀具固定在驱动轴24上易于更换。本申请破碎齿辊采用多角度、多直径、多种齿数刀具，通过刀具组合，减少同时参加破碎岩石齿的数量，从而降低破碎机的功率，达到绿色节能效果。本申请采用破碎腔内置在前盾中与前盾融成一体，节省安装空间，解决立式破碎机100安装及维修难题；本申请破碎腔，后面设置可拆卸法兰检修口，底部设置排浆管400，解决刀具更换的困难的难题。综上通过采用本申请提出一种立式破碎机100及含有其的泥水平衡盾构机，解决舱内破碎机维修困难的难题；解决舱内破碎效率低的问题；解决刀具快速更换难题；采用此破碎机提高了泥水盾构机在富水砂卵地层的适应性，解决滞排问题，提高掘进效率。

需要注意的是，本申请中提及的诸多部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的盾构机及其立式破碎机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种立式破碎机，其特征在于，包括破碎齿辊以及驱动所述破碎齿辊进行破碎的驱动单元，所述破碎齿辊采用立式的设置方式，所述驱动单元在所述破碎齿辊的立式方向上设置于所述破碎齿辊的上端。

2.根据权利要求1所述的立式破碎机，其特征在于，包括至少一对的所述破碎齿辊，每一所述破碎齿辊的上端均设置有对其进行驱动的所述驱动单元；每对所述破碎齿辊在相向转动时进行破碎，在反向转动时进行脱困。

3.根据权利要求1所述的立式破碎机，其特征在于，还包括供所述破碎齿辊和所述驱动单元安装的破碎箱(9)，所述破碎箱(9)开设有进料口(901)和出料口(902)，且所述破碎箱(9)用以内置并固定于盾体(200)的前盾中。

4.根据权利要求3所述的立式破碎机，其特征在于，所述驱动单元设置于所述破碎箱(9)外部的上侧，所述破碎齿辊设有驱动轴(24)，所述驱动轴(24)于所述破碎齿辊的上端与所述驱动单元连接；还包括至少一对轴承(5)，所述驱动轴(24)通过所述轴承(5)安装。

5.根据权利要求4所述的立式破碎机，其特征在于，所述驱动单元包括液压马达部件(1)和花键套(3)，所述液压马达部件(1)通过所述花键套(3)带动所述驱动轴(24)。

6.根据权利要求5所述的立式破碎机，其特征在于，还包括第一主密封环(22)、第二主密封环(11)和连接法兰(2)，所述第一主密封环(22)安装于所述破碎箱(9)外部的上侧，所述第二主密封环(11)安装于所述破碎箱(9)内部的下侧，所述连接法兰(2)安装于所述第一主密封环(22)上侧；所述第一主密封环(22)和所述第二主密封环(11)均安装有所述轴承(5)，所述第一主密封环(22)和所述第二主密封环(11)还安装对所述轴承(5)进行密封的密封组件(7)，所述液压马达部件(1)安装于所述连接法兰(2)。

7.根据权利要求3至6任一项所述的立式破碎机，其特征在于，所述破碎箱(9)还设置有可拆卸的法兰板(903)，所述进料口(901)设置于所述破碎箱(9)的前侧，所述出料口(902)和所述法兰板(903)设置于所述破碎箱(9)的后侧；以所述进料口(901)的中心和所述出料口(902)的中心的连线为对称轴，所述破碎齿辊成对设置且在对称轴的左右对称分布。

8.根据权利要求4至6任一项所述的立式破碎机，其特征在于，所述破碎齿辊还设有位于所述驱动轴(24)的刀具；所述刀具与所述驱动轴(24)一体式设置或分体式设置。

9.根据权利要求8所述的立式破碎机，其特征在于，所述破碎齿辊由所述驱动轴(24)和多个所述刀具组装；所述驱动轴(24)为六方驱动轴；所述刀具包括至少一种齿数的刀具；所述刀具为整体式或分体式；多个所述刀具在所述驱动轴(24)的轴向上依次布置，且多个所述刀具的周向安装角度渐变。

10.一种盾构机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的立式破碎机(100)。

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