CN115749829B - 一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盾构机换刀装置技术领域，且公开了一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，包括换刀底座，所述换刀底座一侧的内部套装有内支撑板，且内支撑板的一侧与换刀底座的一侧之间共同固定连接有过渡连接套架。本发明所设置的换刀底座、内支撑板、过渡连接套架、动力输出部件、磁性锁合部件、吊挂部件组成多功能的换刀支架，所设置的两组过渡连接板、两组双向夹持部件以及两个往复行进部件则对应配合，形成两个对称的往复夹持机构，而将换刀支架与往复夹持机构综合组装后，可形成针对滚刀的快速换刀装置，使用时实现一个更换周期内，新旧滚刀统一更换收集，无需往复移动，节约换刀时间，提升作业效率，且整体作业流程高度自动化。

Description

一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置

技术领域

本发明涉及盾构机换刀装置技术领域，具体为一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进设备，常用于隧道或城市地铁修建，而随着相关技术的不断发展，相关的科研人员发现盾构机现有的换刀装置还存在操作缺点，经研究后提出改进方案并作为现有技术进行公开。

例如现一种公告号为CN214787387U的实用型专利，其公开的一种盾构机滚刀换刀装置的技术方案记载为:盾构机滚刀换刀装置，包括夹持部、连杆、运动控制部。其中夹持部用于夹持滚刀，以便于进行滚刀的换刀，夹持部包括主杆、滑动设置于主杆内部的副杆以及用于驱动副杆运动的液压系统，主杆采用半圆弧形结构，主杆内部为中空结构，副杆设置于主杆的中空结构内，液压系统设置于主杆内部，用于驱动副杆滑动，进而使得主杆与副杆组成弧度大于180°的圆环，该圆环夹持配合于滚刀的中部环形凹槽内。连杆的一端与夹持部固定连接。运动控制部用于控制夹持部的运动，进而完成滚刀换刀工作，连杆的另一端滑动连接于运动控制部上。当需要搬运滚刀时，先将夹持结构中的主杆抵住滚刀的中部凹槽，并通过控制液压系统，使得夹持部内的副杆从主杆内伸出，对滚刀的中部凹槽进行合围，进而使得滚刀被夹持部套住，而后运动控制部通过连杆将运动动作传递至夹持部，进而实现对滚刀的搬运，降低滚刀拆装工作的难度。

又例如现一种公告号为CN111691891B的发明专利，其公开的一种一种用于更换盾构机滚刀的换刀装置的技术方案记载为:本发明所提供的用于更换盾构机滚刀的换刀装置包括两个锁刀架和夹持器，夹持器包括夹持爪和驱动组件，驱动组件与夹持爪相连，驱动组件驱动每个锁刀架在蓄刀槽内撑开，使锁刀架与蓄刀槽相配合，从而利用锁刀架将滚刀稳定地锁于蓄刀槽内，防止滚刀随意滚动，避免装错滚刀，降低误动作风险，可靠性随之提升。因此，本发明所提供的用于更换盾构机滚刀的换刀装置的可靠性均有所提升。

从上述公开的多个现有技术中，是可得知针对盾构机快速换刀的技术方案，且从理论上均可实现，但是申请人依据自身实际的加工经验而言，现有技术侧重与换到过程中，如何对滚刀的进行支撑，进而降低工作人员的劳动强度，然在实际作业过程中，现有使用的换刀装置是配合盾构机自伸设置的行进链传动设备进行移动，工作人员并不需施加过多的力，而换刀的实际问题是在于现使用的换刀装置作业过程中，如论是更换旧刀还是新刀，其作业流程均是单向的，工作人员需来回往复的移动旧刀和新刀，耗时较长，耽误加工效率。

发明内容

本发明提供了一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，解决了上述背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，包括换刀底座，所述换刀底座一侧的内部套装有内支撑板，且内支撑板的一侧与换刀底座的一侧之间共同固定连接有过渡连接套架，所述换刀底座的另一侧固安装有吊挂部件；

所述过渡连接套架中部的内侧套装有动力输出部件，所述动力输出部件的输出端结构贯穿内支撑板并延伸至换刀底座一侧的内部，且动力输出部件输出端结构的端头固定连接有磁性锁合部件；

所述内支撑板与过渡连接套架之间设置有往复行进部件，所述往复行进部件的输出端贯穿换刀底座一侧并延伸至换刀底座一侧的内部；

所述磁性锁合部件的另一侧贴合连接有两个过渡连接板，且两个过渡连接板的一侧均套装有双向夹持部件，所述双向夹持部件的内侧夹持套装有滚刀。

精选的，所述内支撑板与换刀底座之间设置有环形让位槽，且内支撑板、换刀底座之间通过过渡连接套架进行一体化固定连接。

精选的，所述动力输出部件的内部设置有抱闸步进电机，且抱闸步进电机的输出端固定连接有传动轴，所述传动轴的中部通过轴承套装在内支撑板中部的内侧。

精选的，所述磁性锁合部件的内部设置有固定套板，且固定套板的内侧固定套接有两个对称的盘状电磁铁，所述固定套板中部的一侧与动力输出部件内部的传动轴的一端固定安装。

精选的，所述往复行进部件的内部设置有液压推杆，且液压推杆壳体一端的表面固定套接有弧形套板，所述弧形套板卡接在内支撑板与换刀底座之间设置有环形让位槽，所述弧形套板的内侧固定套接圆弧面方形吸盘电磁铁，且圆弧面方形吸盘电磁铁的弧形磁吸面与内支撑板的表面紧密贴合。

精选的，两个所述过渡连接板相互对称，且一个过渡连接板底部的一侧和另一个过渡连接板顶部的一侧分别与磁性锁合部件内部的两个盘状电磁铁对应贴合连接。

精选的，所述双向夹持部件的内部设置有固定套板和两个小型液压推杆，且两个小型液压推杆的呈交叉状，两个所述小型液压推杆一端的壳体分别固定套接在对应过渡连接板前后端的内侧，且两个小型液压推杆的输出端分别以卡接的方式贯穿固定套板顶部的内侧和底部的内侧，两个所述小型液压推杆输出端的端头均固定连接有弧形夹持板，且两个弧形夹持板的一端相互贴合交叉，而两个弧形夹持板一端的交叉处共同套装有旋转轴，所述旋转轴两端均通过轴承与固定套板顶部的内侧套装、与固定套板底部的内侧套装。

精选的，所述吊挂部件的内部设置有吊环，且吊环的底部固连接有悬挂绳索，所述悬挂绳索的一端固定连接有支撑杆，且支撑杆的一端固定连接在换刀底座另一侧的内壁上。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明所设置的换刀底座、内支撑板、过渡连接套架、动力输出部件、磁性锁合部件、吊挂部件组成多功能的换刀支架，所设置的两组过渡连接板、两组双向夹持部件以及两个往复行进部件则对应配合，形成两个对称的往复夹持机构，而将换刀支架与往复夹持机构综合组装后，可形成针对滚刀的快速换刀装置，使用时实现一个更换周期内，新旧滚刀统一更换收集，无需往复移动，节约换刀时间，提升作业效率，且本申请的快速换刀装置整体作业流程高度自动化，可大大降低工作人员的作业负担。

2、本发明通过上述换刀支架与两个对称的往复夹持机构组合具体作业过程中，两个对称的往复夹持机构中一个夹持固定新的滚刀，另一个往复夹持机构这随着整体装置移动夹持取下旧的滚刀并移动复位，而后，利用换刀支架内部的磁性锁合部件与两个过渡连接板之间的磁吸状态转变和动力输出部件的旋转位移条件，全程自动化作业，可大大降低工作人员的劳动强度，使夹持固定新的滚刀的往复夹持机构将随着整体装置再次移动，复位至盾构机刀座处进行新滚刀安装，由此，实现新、旧滚刀同一更换以及收集，避免工作人员往复的大距离移动更换滚刀，缩短换刀时间，提升作业效率。

3、本发明通过两组过渡连接板、两组双向夹持部件以及两个往复行进部件则对应配合形成的两个对称的往复夹持机构，两者内部的夹持范围均不只针对单一型号的滚刀，双向夹持部件内部两个相对移动弧板结构可适用不同规格的滚刀，使用范围广泛。

附图说明

图1为本发明结构的局部剖视示意图；

图2为本发明结构的正视示意图；

图3为本发明结构的左视示意图；

图4为本发明结构双向夹持部件的放大示意图；

图5为本发明结构图1中A处的放大示意图；

图6为本发明结构图1中B处的放大示意图。

图中：1、换刀底座；2、内支撑板；3、过渡连接套架；4、动力输出部件；5、磁性锁合部件；6、往复行进部件；7、过渡连接板；8、双向夹持部件；81、固定套板；82、小型液压推杆；83、弧形夹持板；84、旋转轴；9、滚刀；10、吊挂部件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2，一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，包括换刀底座1，换刀底座1一侧的内部套装有内支撑板2，且内支撑板2的一侧与换刀底座1的一侧之间共同固定连接有过渡连接套架3，内支撑板2与换刀底座1之间设置有环形让位槽，且内支撑板2、换刀底座1之间通过过渡连接套架3进行一体化固定连接，环形让位槽是为后续设置的活动部件供旋转获得的让位空间，表面旋转结构作业时出现结构干涉，换刀底座1的另一侧固安装有吊挂部件10，吊挂部件10的内部设置有吊环，且吊环的底部固连接有悬挂绳索，悬挂绳索的一端固定连接有支撑杆，且支撑杆的一端固定连接在换刀底座1另一侧的内壁上，吊挂部件10为整体装置提供旋转支撑条件，方便整体装置的移动后；

使用时，吊挂部件10具体使用时，采用单一吊环、四个悬挂绳索、四个支撑杆，吊环与现盾构机的行进链传动设备配合连接，继而满足移动作业需求。

请参阅图1、图2、图3，过渡连接套架3中部的内侧套装有动力输出部件4，动力输出部件4的输出端结构贯穿内支撑板2并延伸至换刀底座1一侧的内部，动力输出部件4的内部设置有抱闸步进电机，且抱闸步进电机的输出端固定连接有传动轴，传动轴的中部通过轴承套装在内支撑板2中部的内侧，动力输出部件4为后续设置的部件提供旋转调节的自动化动力，初步完善装置的自动化性能，且动力输出部件4输出端结构的端头固定连接有磁性锁合部件5，磁性锁合部件5的内部设置有固定套板，且固定套板的内侧固定套接有两个对称的盘状电磁铁，固定套板中部的一侧与动力输出部件4内部的传动轴的一端固定安装。

使用时，动力输出部件4带动磁性锁合部件5进行往复一百八十度旋转条件，进而使磁性锁合部件5能交替带动目标结构的进行往复旋转作业。

请参阅图1、图6，内支撑板2与过渡连接套架3之间设置有往复行进部件6，往复行进部件6的输出端贯穿换刀底座1一侧并延伸至换刀底座1一侧的内部，往复行进部件6的内部设置有液压推杆，且液压推杆壳体一端的表面固定套接有弧形套板，弧形套板卡接在内支撑板2与换刀底座1之间设置有环形让位槽，弧形套板的内侧固定套接圆弧面方形吸盘电磁铁，且圆弧面方形吸盘电磁铁的弧形磁吸面与内支撑板2的表面紧密贴合，往复行进部件6为磁性锁合部件5的往复移动提供自动化动力，进一步完善磁性锁合部件5的自动化作业性能；

使用时，往复行进部件6内部的圆弧面方形吸盘电磁铁在动力输出部件4通过磁性锁合部件5进行旋转调节过程中处于关闭状态，调节结束后处于开启状态，为往复行进部件6提供支撑。

请参阅图1、图4、图5、图6，磁性锁合部件5的另一侧贴合连接有两个过渡连接板7，两个过渡连接板7相互对称，且一个过渡连接板7底部的一侧和另一个过渡连接板7顶部的一侧分别与磁性锁合部件5内部的两个盘状电磁铁对应贴合连接，过渡连接板7为后续设置的部件提供过渡支撑需求，且两个过渡连接板7的一侧均套装有双向夹持部件8，双向夹持部件8的内部设置有固定套板81和两个小型液压推杆82，且两个小型液压推杆82的呈交叉状，两个小型液压推杆82一端的壳体分别固定套接在对应过渡连接板7前后端的内侧，且两个小型液压推杆82的输出端分别以卡接的方式贯穿固定套板81顶部的内侧和底部的内侧，两个小型液压推杆82输出端的端头均固定连接有弧形夹持板83，且两个弧形夹持板83的一端相互贴合交叉，而两个弧形夹持板83一端的交叉处共同套装有旋转轴84，旋转轴84两端均通过轴承与固定套板81顶部的内侧套装、与固定套板81底部的内侧套装，双向夹持部件8的内侧夹持套装有滚刀9。

使用时，以上述的换刀底座1、内支撑板2、过渡连接套架3、动力输出部件4、磁性锁合部件5、吊挂部件10组成多功能的换刀支架，两组过渡连接板7、两组双向夹持部件8以及两个往复行进部件6则对应配合，形成两个对称的往复夹持机构，而将换刀支架与往复夹持机构综合组装使用后，形成针对滚刀9的快速换刀装置，具体作业过程中：

两个对称的往复夹持机构中一个夹持固定新的滚刀9，另一个往复夹持机构这随着整体装置在现盾构机的行进链传动设备传动进行移动，待移动到旧滚刀9得刀座处外侧后，启动另一个往复夹持机构内部的往复行进部件6中的液压推杆，继而由液压推杆推动对应的过渡连接板7、双向夹持部件8进行移动，直至双向夹持部件8与旧的滚刀9套装，且此时夹持旧滚刀9的往复夹持机构中的过渡连接板7与磁性锁合部件5内部的盘状电磁铁磁性吸附处于暂时解除的状态；

启动另一个往复夹持机构内部的双向夹持部件8中两个小型液压推杆82，继而由两个小型液压推杆82带动各自连接的弧形夹持板83对旧的滚刀9进行夹持固定，随后在移动夹持取下旧的滚刀9随着现盾构机的行进链传动设备移动复位；

复位后，恢复夹持旧滚刀9的往复夹持机构中的过渡连接板7与磁性锁合部件5内部的盘状电磁铁磁性吸附，夹持新滚刀9的往复夹持机构中的过渡连接板7与磁性锁合部件5内部的盘状电磁铁也处于磁性吸附，接着，启动动力输出部件4内部的抱闸步进电机，继而由抱闸步进电机通过磁性锁合部件5带动两个往复夹持机构进行一百八十度的旋转位移，且两个往复夹持机构中的往复行进部件6中圆弧面方形吸盘电磁铁与旋转开始前关闭，旋转结束后关闭，全程自动化作业，可大大降低工作人员的劳动强度；

当新的滚刀9旋转取代旧的滚刀9的位置后，随着整体装置在现盾构机的行进链传动设备传动进行移动，使夹持固定新的滚刀9的往复夹持机构将随着整体装置再次移动，复位至盾构机刀座处进行新滚刀9安装，完成复位移动，至此有两个选择，一是从头开始对另一个旧滚刀9进行更换，完成后，移动到盾构机指定的舱内进行新、旧滚刀9的加入和取下，二是，直接移动到盾构机指定的舱内进行新、旧滚刀9的加入和取下。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，包括换刀底座(1)，其特征在于：所述换刀底座(1)一侧的内部套装有内支撑板(2)，且内支撑板(2)的一侧与换刀底座(1)的一侧之间共同固定连接有过渡连接套架(3)，所述换刀底座(1)的另一侧固安装有吊挂部件(10)；

所述过渡连接套架(3)中部的内侧套装有动力输出部件(4)，所述动力输出部件(4)的输出端结构贯穿内支撑板(2)并延伸至换刀底座(1)一侧的内部，且动力输出部件(4)输出端结构的端头固定连接有磁性锁合部件(5)；

所述内支撑板(2)与过渡连接套架(3)之间设置有往复行进部件(6)，所述往复行进部件(6)的输出端贯穿换刀底座(1)一侧并延伸至换刀底座(1)一侧的内部；

所述磁性锁合部件(5)的另一侧贴合连接有两个过渡连接板(7)，且两个过渡连接板(7)的一侧均套装有双向夹持部件(8)，所述双向夹持部件(8)的内侧夹持套装有滚刀(9)。

2.根据权利要求1所述的一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，其特征在于：所述内支撑板(2)与换刀底座(1)之间设置有环形让位槽，且内支撑板(2)、换刀底座(1)之间通过过渡连接套架(3)进行一体化固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，其特征在于：所述动力输出部件(4)的内部设置有抱闸步进电机，且抱闸步进电机的输出端固定连接有传动轴，所述传动轴的中部通过轴承套装在内支撑板(2)中部的内侧。

4.根据权利要求3所述的一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，其特征在于：所述磁性锁合部件(5)的内部设置有固定套板，且固定套板的内侧固定套接有两个对称的盘状电磁铁，所述固定套板中部的一侧与动力输出部件(4)内部的传动轴的一端固定安装。

5.根据权利要求2所述的一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，其特征在于：所述往复行进部件(6)的内部设置有液压推杆，且液压推杆壳体一端的表面固定套接有弧形套板，所述弧形套板卡接在内支撑板(2)与换刀底座(1)之间设置有环形让位槽，所述弧形套板的内侧固定套接圆弧面方形吸盘电磁铁，且圆弧面方形吸盘电磁铁的弧形磁吸面与内支撑板(2)的表面紧密贴合。

6.根据权利要求4所述的一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，其特征在于：两个所述过渡连接板(7)相互对称，且一个过渡连接板(7)底部的一侧和另一个过渡连接板(7)顶部的一侧分别与磁性锁合部件(5)内部的两个盘状电磁铁对应贴合连接。

7.根据权利要求1所述的一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，其特征在于：所述双向夹持部件(8)的内部设置有固定套板(81)和两个小型液压推杆(82)，且两个小型液压推杆(82)的呈交叉状，两个所述小型液压推杆(82)一端的壳体分别固定套接在对应过渡连接板(7)前后端的内侧，且两个小型液压推杆(82)的输出端分别以卡接的方式贯穿固定套板(81)顶部的内侧和底部的内侧，两个所述小型液压推杆(82)输出端的端头均固定连接有弧形夹持板(83)，且两个弧形夹持板(83)的一端相互贴合交叉，而两个弧形夹持板(83)一端的交叉处共同套装有旋转轴(84)，所述旋转轴(84)两端均通过轴承与固定套板(81)顶部的内侧套装、与固定套板(81)底部的内侧套装。

8.根据权利要求1所述的一种大直径盾构机用滚刀快速换刀装置，其特征在于：所述吊挂部件(10)的内部设置有吊环，且吊环的底部固连接有悬挂绳索，所述悬挂绳索的一端固定连接有支撑杆，且支撑杆的一端固定连接在换刀底座(1)另一侧的内壁上。

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