CN202970725U - 一种切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，包括刀盘和刀盘的驱动装置，所述的刀盘包括外侧刀、主切削刀、刀排、中心刀、刀盘座和搅拌棒；所述的驱动装置包括电动机、行星减速器、偏心轴、端盖座、内齿圈箱体和行星齿轮轴；所述的电动机与行星减速器相连，行星减速器与端盖座相连，端盖座与内齿圈箱体相连；在内齿圈箱体的内壁设内齿圈，在内齿圈箱体内设有与内齿圈相互啮合的齿轮，所述的齿轮设在行星齿轮轴上；所述的行星齿轮轴一端与偏心轴相连，另一端与刀盘座相连；所述的偏心轴与行星减速器的输出端相连。该驱动总成结构简单，能做到全断面切削和全方位搅拌，既没有盲区，也不存在着搅拌死角，具有很好的实用性。

Description

一种切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成

技术领域

本实用新型涉及掘进机，具体涉及一种切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成。

背景技术

目前，已有的正方形、矩形、拱门形断面顶管、隧道施工中的掘进机常见的多由几个圆形断面刀盘组合，它的缺点是不能做到在100%的全断面切削，故始终存在着盲区。另一种偏心多轴结构的刀盘形式，它虽然能在各种断面形状中实现100%的全断面切削，但由于它的偏心距比较小，故搅拌性能不佳。还有一些同类装置的结构非常复杂。都不能完全满足使用需求。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，使其不仅具有结构简单，而且可以做到全断面切削和全方位搅拌，既没有盲区，也不存在着搅拌死角。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，包括刀盘和刀盘的驱动装置，所述的刀盘包括外侧刀、主切削刀、刀排、中心刀、刀盘座和搅拌棒；所述的刀排与中心刀均设在刀盘座上，外侧刀设在刀排的顶端，主切削刀均匀对称设在刀排上；在刀排的背面设置搅拌棒；所述的驱动装置包括电动机、行星减速器、偏心轴、端盖座、内齿圈箱体和行星齿轮轴；所述的电动机与行星减速器相连，行星减速器与端盖座相连，端盖座与内齿圈箱体相连；在内齿圈箱体的内壁设内齿圈，在内齿圈箱体内设有与内齿圈相互啮合的齿轮，所述的齿轮设在行星齿轮轴上；所述的行星齿轮轴一端与偏心轴相连，另一端与刀盘座相连；所述的偏心轴与行星减速器的输出端相连。

所述的刀排为三根，设在圆形刀盘座上。

所述的偏心轴通过两个轴承以及轴承安装座固定在端盖座上。所述的轴承与轴承安装座之间设有孔用弹性挡圈。

所述的行星齿轮轴通过两个轴承以及轴承安装座固定在内齿圈箱体上。所述的两个轴承均用端盖固定，并在轴承与端盖之间设有密封圈。

所述的偏心轴通过花键与行星减速器的输出端连接。

本实用新型的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，设计原理如下：

图1所示的是以行星齿轮O₁的半径为r的节圆，在以内齿圈O的半径为R的节圆内做纯滚动，它们相切于P，A是行星齿轮上的一个偏心点，偏心距e=O₁A。其A点的坐标为：

    （1）

由于在做上述纯滚动时，圆O₁节圆的弧长与圆O节圆的弧长是相等的，即：Rα=r（α+β）。

即：

α

把它代入式（1）则得：

     （2）

令x=

，y=

，ξ=

，η=

，则式（2）变为式（3）

     （3）

若要使A点在运动过程的轨迹呈四边形，那麽ξ必须取4/3。

把ξ=4/3、η=2.5、（设r =120mm，e=300mm）代入式（3）后即有式（4）

     （4）

令式（4）中的α每隔1°取一组数据，取完成了以后就是如图2所示的由许多点组成的正方形图形。如果把这些点的运动轨迹看成是掘进机刀盘上一根刀排上最外侧一把刀的切削轨迹的话，毫无疑问，由这种驱动装置构成的刀盘完全可以切削出正方形隧洞来。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，不仅具有结构简单，而且可以做到全断面切削和全方位搅拌，既没有盲区，也不存在着搅拌死角，单独使用一个掘进机刀盘总成，可以切出断面呈正方形的隧洞，当用多个掘进机刀盘总成进行组合，就可以切出断面成不同长宽比的矩形隧洞，具有很好的实用性。

附图说明

图1是设计原理示意图；

图2是切削点轨迹示意图；

图3是刀盘结构示意图；

图4是切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图3和图4所示，切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成主要由刀盘和刀盘的驱动装置构成，由驱动装置驱动刀盘切出切面呈正方形的通道。刀盘主要由外侧刀1、主切削刀2、刀排3、中心刀4、刀盘座5和搅拌棒这6等部件组成。其中，三根刀排成120°等分焊在刀盘座5上，每一根刀排的顶端都焊有外侧刀1一把和对称布置的主切削刀2多把。刀盘座5的前端焊有中心刀4一把，刀排3的后面则焊有搅拌棒5。刀盘做成一体后安装在行星齿轮轴15的顶端。驱动装置主要由电动机7、行星减速器8、偏心轴9、端盖座10、内齿圈箱体11、行星齿轮轴15和轴承等部件组成。电动机7与行星减速器8相连，行星减速器8与端盖座10相连，端盖座10与内齿圈箱体11相连；在内齿圈箱体11的内壁上设内齿圈，在内齿圈箱体11内设有与内齿圈相互啮合的齿轮，该齿轮设在行星齿轮轴15上；行星齿轮轴15一端与偏心轴9相连，另一端与刀盘座5相连；偏心轴9通过花键与行星减速器8的输出端连接。偏心轴9通过两个轴承以及第一轴承安装座17固定在端盖座10上，并在轴承与轴承安装座17之间设有孔用弹性挡圈。行星齿轮轴15通过两个轴承以及第二轴承安装座16固定在内齿圈箱体11上，两个轴承均用端盖12固定，并在轴承与端盖12之间设有密封圈。

本实用新型的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，将内齿圈做成箱体状以便于安装其他部件。行星齿轮轴15设有齿轮的一端通过两个轴承以及轴承安装座安装在内齿圈箱体内，并与内齿圈相啮合。在两个轴承的外侧均用端盖固定，并且设有密封圈进行密封以防止泥沙侵入。偏心轴9的一端通过轴承安装在行星齿轮轴15内，并与行星齿轮轴15保持同心。偏心轴11的另一端设有花键与行星减速器8的输出端联结，并通过两个轴承把它固定在端盖座10内。两个圆螺母13是用来固定和调节轴承的轴间隙的。

当电动机7、通过行星减速器8减速以后驱动偏心轴9回转时就带动行星齿轮轴15沿内齿圈箱体11旋转，这是公转，行星齿轮轴11在公转的同时进行与公转方向相反的自转。内齿圈箱体11上的内齿圈与行星齿轮轴上齿轮的齿数比为4：3，这样，本刀盘驱动装置驱动的刀盘所切削形成的隧洞就是一个正方形。当用多个本刀盘驱动装置驱动的刀盘组合起来，就可以设计成不同长宽比的矩形掘进机。

本实用新型的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，各个部件的相对位置最优选采用图4所示的安装方式进行安装。

Claims (7)

1.一种切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，包括刀盘和刀盘的驱动装置，其特征在于：所述的刀盘包括外侧刀（1）、主切削刀（2）、刀排（3）、中心刀（4）、刀盘座（5）和搅拌棒（6）；所述的刀排（3）与中心刀（4）均设在刀盘座（5）上，外侧刀（1）设在刀排（3）的顶端，主切削刀（2）均匀左右对称设在刀排（3）上；在刀排（3）的背面设置搅拌棒（6）；所述的驱动装置包括电动机（7）、行星减速器（8）、偏心轴（9）、端盖座（10）、内齿圈箱体（11）和行星齿轮轴（15）；所述的电动机（7）与行星减速器（8）相连，行星减速器（8）与端盖座（10）相连，端盖座（10）与内齿圈箱体（11）相连；在内齿圈箱体（11）的内壁设内齿圈，在内齿圈箱体（11）内设有与内齿圈相互啮合的齿轮，所述的齿轮设在行星齿轮轴（15）上；所述的行星齿轮轴（15）一端与偏心轴（9）相连，另一端与刀盘座（5）相连；所述的偏心轴（9）与行星减速器（8）的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，其特征在于：所述的刀排（3）为三根，设在圆形刀盘座（5）上。

3.根据权利要求1所述的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，其特征在于：所述的偏心轴（9）通过两个轴承以及轴承安装座（17）固定在端盖座（10）上。

4.根据权利要求3所述的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，其特征在于：所述的轴承与轴承安装座（17）之间设有孔用弹性挡圈。

5.根据权利要求1所述的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，其特征在于：所述的行星齿轮轴（15）通过两个轴承以及轴承安装座（16）固定在内齿圈箱体（11）上。

6.根据权利要求5所述的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，其特征在于：所述的两个轴承均用端盖固定，并在轴承与端盖之间设有密封圈。

7.根据权利要求1所述的切面呈正方形掘进机的刀盘驱动总成，其特征在于：所述的偏心轴（9）通过花键与行星减速器（8）的输出端连接。

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