CN205445615U - 用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，具有后盾，沿后盾径向运动的撑靴，沿后盾轴向伸缩运动的前盾，前盾前端设有通过旋转运动挤压黄土地层的滚动压力轮，滚动压力轮包括先导头、滚动压力轮盘体以及多根斜置的张力滚轴。本实用新型利用黄土地质本身的可压缩性，通过强大压力、强推力以及大扭矩的回转力使黄土压缩后产生空腔体积，再通过伸缩步进反复循环完成城市地下管网管道的孔洞施工，后续将管道顶进成型。解决现有技术下大型工程掘进机设备成本投资巨大以及对城市破坏性开挖创面过大的技术问题，尤其能满足城市中、小断面管网建设的施工需求，具有免出渣安全、环保、高效省力施工的特点。
Description
技术领域
本实用新型属城市地下管网施工所用工程机械设备技术领域，具体涉及一种用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构。
背景技术
黄土是在干旱半干旱气候条件下形成的一种特殊土，是第四纪的一种特殊疏松堆积物，具有明显的地域特征。黄土地层主要分布在我国北方地区和西北地区。目前，黄土地质范围内的城市地下管网建设，出于对环境保护的考虑，已经对开挖性施工进行了很大的限制。而现有的掘进工程设备体积庞大，价格不菲，且这些大型设备只适用于全断面的管网施工，且施工时需要不断出土，同时还需配合安放炸药。可见，针对中、小断面的城市地下管网施工，制造出不需安装炸药、免出渣、免开挖的地下管网施工工程设备，是亟待解决的技术问题。此外，现有技术下的大型掘进设备为了保证结构强度，各个主要构件之间均采用螺栓式硬连接进行固连，诸如减速箱的动力输出轴与掘进机构之间即采用螺栓进行固连，工作时，由于振动极易导致减速箱箱体中固定轴松动脱落，进而损坏减速箱齿轮，导致减速箱损坏，影响施工进度，现针对上述问题提出如下技术方案。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题：提供一种用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，利用黄土地质本身的可压缩性，通过强大压力、强推力以及大扭矩的回转力使黄土压缩后产生空腔体积，再通过液压缸Ⅱ的伸缩步进前进，以此反复循环完成城市地下管网管道的孔洞施工，以便后续将管道顶进成型。解决现有技术下大型工程掘进设备设备成本投资巨大，且对城市破坏性开挖创面过大的技术问题
本实用新型采用的技术方案：用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，具有呈筒形的后盾，后盾一端的外侧沿后盾的径向设有多个呈中心对称在液压缸Ⅰ带动下作往复运动的撑靴，后盾另一端沿后盾轴向滑动适配在液压缸Ⅱ带动下作伸缩位移且呈筒形的前盾，前盾前端设有随前盾同步伸缩位移并受电机和减速机驱动旋转以挤压黄土地层的滚动压力轮，所述滚动压力轮包括先导头，先导头的一端具有前端尖锐式螺旋刀片，先导头的另一端随减速机的动力输出轴同轴同步旋转，先导头的另一端还同轴垂直固连呈圆盘状的滚动压力轮盘体，先导头与滚动压力轮盘体之间固连多根斜置的张力滚轴，且上述多根张力滚轴均匀分布。
所述撑靴具有两个，且两个撑靴对称设于后盾的左、右两侧，撑靴的内侧与撑靴液压缸Ⅰ的活塞杆固连。
所述前盾和后盾通过设于盾架结构内部的固定滑道滑动连接，且前盾受推动液压缸Ⅱ活塞杆的推动沿固定滑道伸缩位移。
所述前盾的中部设有防止前盾伸缩位移掘进时发生偏移的稳定器。
所述先导头、张力滚轴、滚动压力轮盘体通过焊接固连并构成掘进机构的滚动压力轮。
所述电动机与减速机通过具有减振缓冲作用的销栓固连；所述减速机的动力输出轴与滚动压力轮通过具有减振和缓冲作用的销栓固连。
所述液压缸Ⅰ与撑靴通过具有减振缓冲作用的销栓固连，所述液压缸Ⅰ与后盾的盾架结构通过焊接固连。
所述液压缸Ⅱ与前盾以及后盾均通过具有减振缓冲作用的销栓固连。
本实用新型与现有技术相比的优点：
1、该掘进机构较现有大型掘进设备的结构紧凑，尤其能满足城市中、小断面管网建设的施工需求，大大减小了城市破坏性开挖面积，满足具有黄土地质特征的城市越来越多的限制性施工需求；
2、利用黄土地质本身的可压缩特性通过强大压力、强推力以及大扭矩的回转力挤压成型管道孔洞，不用安放炸药、不用出渣、不用开挖，具有安全、环保、高效省力施工的特点；
3、主要构件之间通过销栓连接取代螺栓连接，实现固连的同时保证一定的晃动间隙，起到缓冲、减振的作用。
附图说明
图1为本实用新型结构主视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本实用新型立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-3描述本实用新型的一种实施例。
用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，具有呈筒形的后盾5，后盾5一端的外侧沿后盾5的径向设有多个呈中心对称在液压缸Ⅰ14带动下作往复运动的撑靴6，优选地，所述撑靴6具有两个，且两个撑靴6对称设于后盾5的左、右两侧，撑靴6的内侧与撑靴液压缸Ⅰ14的活塞杆通过销栓固连。伸出撑靴6可将本实用新型整体固定。
为掘进时提供足够的强推力，所述后盾5另一端沿后盾5轴向滑动适配在液压缸Ⅱ13带动下作伸缩位移且呈筒形的前盾4，其中，所述前盾4和后盾5之间通过设于盾架结构内部的固定滑道12滑动连接(如图2所示)，且前盾4的盾架结构受推动式液压缸Ⅱ13活塞杆的推动沿固定滑道12伸缩位移，所述液压缸Ⅱ13采用高强压力液压缸，进一步地，所述高强压力的液压缸Ⅱ13的前端活塞杆与前盾4的盾架结构通过具有减振缓冲作用的销栓固连，同理地，高强压力的液压缸Ⅱ13的后端与后盾5也通过具有减振缓冲作用的销栓固连。
为掘进时实现低转速大扭矩，前盾4前端为设备的钻头部位，钻头部位即滚动压力轮随前盾4同步伸缩位移并受电机11和减速机10驱动旋转，通过滚动压力轮挤压黄土地层，其中，本实用新型滚动压力轮的特征为：所述滚动压力轮包括先导头1，先导头1的前端具有前端尖锐式螺旋刀片，先导头1的另一端随减速机10的动力输出轴同轴同步旋转，先导头1的另一端还同轴垂直固连呈圆盘状的滚动压力轮盘体3，滚动压力轮盘体3上可根据需要安装相应的刀具，先导头1与滚动压力轮盘体3之间固连多根斜置的张力滚轴2，且上述多根张力滚轴2均匀分布。为保证掘进挤压强度，所述先导头1、张力滚轴2、滚动压力轮盘体3通过焊接固连以构成整体式的滚动压力轮。
其中，上述滚动压力轮(先导头1、张力滚轴2、滚动压力轮盘体3)随减速机10的动力输出轴同轴同步旋转：减速机10的动力输出轴端制有花键，先导头1的动力输入轴端制有轴套，所述轴套内圆柱面制有键槽并通过键槽与减速机10的花键配合带动滚动压力轮随减速机10的动力输出轴同轴同步旋转，进一步地，所述先导头1的轴套外圆柱与轴承9的转动部轴瓦过盈配合，轴承9的转动部再通过螺栓紧固件固连纵切面呈“工”字形的法兰8的一端，法兰8的另一端通过螺栓紧固件与滚动压力轮盘体3的内侧端面通过螺栓固连。其中，作为减小摩擦阻力的轴承9的非转动部通过螺栓紧固件固连前盾4的盾架结构。
为防止前盾4相对后盾5伸缩位移掘进时发生偏移，所述前盾4的中部设有稳定器7。
为缓解和尽量避免现有技术下因螺栓硬性固连导致诸如减速箱等重要构件容易损坏的现象，所述电动机11与减速机10通过具有减振缓冲作用的销栓固连；所述减速机10的动力输出轴与滚动压力轮通过具有减振和缓冲作用的销栓固连。同理地，所述液压缸Ⅰ14一端与撑靴6通过具有减振缓冲作用的销栓固连，为不失设备强度，所述液压缸Ⅰ14另一端与后盾5的盾架结构通过焊接固连。
工作原理：工作前先固定设备，收缩液压缸Ⅱ13的活塞杆，前盾4收缩，然后伸出液压缸Ⅰ14活塞杆让撑靴6固定在孔壁上；接着液压缸Ⅱ13伸长产生推力，电动机11旋转带动减速机10产生大回转力，再带动先导头1、张力滚轴2、滚动压力轮盘体3旋转，张力滚轴2转动挤压黄土；液压缸Ⅰ14收缩带动撑靴6复位，收缩液压缸Ⅱ13的活塞杆，前盾4收缩复位以此为一个掘进循环。电动机11通过减速机10形成低转速大扭矩形成强大的回转力，带动滚动压力轮的张力滚轴2挤压周边黄土使黄土压缩后产生空腔体积，再通过液压缸Ⅱ13的伸缩步进前进形成空腔，后续将管道顶进成型，可以对中小断面的地下管网做到免出渣，免开挖的环保建设施工。
具体实施时，为提高土仓压力值可通过适当增大液压缸Ⅱ13推进油缸的推力、降低减速机10转速及螺机闸门开口度，减小出土量，增大泡沫和压缩空气注入流量达到，以上属于现有技术，再此不作赘述。
上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。
Claims (8)
1.用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：具有呈筒形的后盾(5)，后盾(5)一端的外侧沿后盾(5)的径向设有多个呈中心对称在液压缸Ⅰ(14)带动下作往复运动的撑靴(6)，后盾(5)另一端沿后盾(5)轴向滑动适配在液压缸Ⅱ(13)带动下作伸缩位移且呈筒形的前盾(4)，前盾(4)前端设有随前盾(4)同步伸缩位移并受电机(11)和减速机(10)驱动旋转以挤压黄土地层的滚动压力轮，所述滚动压力轮包括先导头(1)，先导头(1)的一端具有前端尖锐式螺旋刀片，先导头(1)的另一端随减速机(10)的动力输出轴同轴同步旋转，先导头(1)的另一端还同轴垂直固连呈圆盘状的滚动压力轮盘体(3)，先导头(1)与滚动压力轮盘体(3)之间固连多根斜置的张力滚轴(2)，且上述多根张力滚轴(2)均匀分布。
2.根据权利要求1所述的用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：所述撑靴(6)具有两个，且两个撑靴(6)对称设于后盾(5)的左、右两侧，撑靴(6)的内侧与撑靴液压缸Ⅰ(14)的活塞杆固连。
3.根据权利要求1所述的用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：所述前盾(4)和后盾(5)通过设于盾架结构内部的固定滑道(12)滑动连接，且前盾(4)受推动液压缸Ⅱ(13)活塞杆的推动沿固定滑道(12)伸缩位移。
4.根据权利要求1所述的用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：所述前盾(4)的中部设有防止前盾(4)伸缩位移掘进时发生偏移的稳定器(7)。
5.根据权利要求1所述的用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：所述先导头(1)、张力滚轴(2)、滚动压力轮盘体(3)通过焊接固连并构成掘进机构的滚动压力轮。
6.根据权利要求1所述的用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：所述电机(11)与减速机(10)通过具有减振缓冲作用的销栓固连；所述减速机(10)的动力输出轴与滚动压力轮通过具有减振和缓冲作用的销栓固连。
7.根据权利要求1或2所述的用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：所述液压缸Ⅰ(14)与撑靴(6)通过具有减振缓冲作用的销栓固连，所述液压缸Ⅰ(14)与后盾(5)的盾架结构通过焊接固连。
8.根据权利要求1或3所述的用于黄土地层的免出渣挤压式掘进机构，其特征在于：所述液压缸Ⅱ(13)与前盾(4)以及后盾(5)均通过具有减振缓冲作用的销栓固连。
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