CN208089298U - 一种盾构机的滚刀安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构机的滚刀安装结构，包括座体，座体限定有前端和后端敞开的容纳空间，座体的相对的两个侧板开设有通连容纳空间的条形安装槽，滚刀部分伸入容纳空间中，且滚刀轴向两侧的刀轴伸入条形安装槽，并可沿条形安装槽前后移动，条形安装槽的后壁安装有弹性件，弹性件的前端直接或者通过中间件与刀轴弹性相抵。本实用新型使滚刀能在复合地层中，自动调节伸出长度以适应不同硬度的地层段。

Description

一种盾构机的滚刀安装结构

技术领域

本实用新型涉及盾构机领域，特别涉及一种盾构机的滚刀安装结构。

背景技术

目前，盾构施工法被广泛应用于隧道的施工建设，在盾构施工过程中，盾构机在地层中靠千斤顶在后部加压推进，通过盾构外壳和管片支承四周土体防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体切削开挖，并拼装预制混凝土管片，以形成隧道结构。

盾构机的切削装置主要包括装于盾构机旋转驱动机构上的刀盘以及装于刀盘上的刀具，刀具一般包括滚刀、齿刀和刮刀(或切刀)，所述刀具部分轴向向前伸出刀盘，并可在盾构机推进的过程中，在旋转的刀盘的驱动下，切削土体，以实现地层的开挖。

对于不同地层的开挖，刀盘上的刀具一般会采用不同的形式，例如，开挖地层为硬岩时，主要由滚刀参与切削为佳；开挖地层为较软岩石时，主要由齿刀参与切削为佳，而开挖软土或者破碎软岩时，则主要刮刀参与切削为佳。

但是，在实际施工中，隧道所经的地层多为复合地层(即在开挖断面范围内和开挖延伸方向上，包括至少两种不同地层)，因此，刀盘上一般会同时安装滚刀、齿刀和刮刀，且由于盾构机通过粘土地层段时容易在刀盘中心区和土舱中心区形成泥饼。而刀盘中心区的泥饼会造成刀盘能够转动，但盾构机却不能掘进的现象。土舱中心区的泥饼，则会造成刀盘转动负荷加大，甚至停止转动，同时导致舱体内温度急剧升高，影响主轴承密封的寿命，甚至毁坏轴承密封。为了提高碴土的流动性，防止上述现象的发生，刀具布置采取了针对性较强的防泥饼措施，即确保刀具伸出刀盘的较大长度，其中，将滚刀伸出刀盘的长度设置约190mm，且比齿刀和刮刀伸出刀盘的长度分别大30mm和50mm，这样，盾构机在复合地层中掘进时，能使刀盘前方切削下来的碴土有较大的流动空间，有利于刀盘前方碴土的流动。同时，由于滚刀伸出刀盘分别比刮刀和齿刀多50mm和30mm，因此，在硬岩地层段掘进时刮刀受到滚刀和齿刀的保护，滚刀的最大磨损量为可达50mm，齿刀的最大磨损量则为20mm。可基本顺利实现复合地层的开挖工作。

但是，由于滚刀伸出刀盘的长度较大，其承受的切向力也相应较大，且工作过程中，无法自动调节伸出长度，在开挖复合地层的硬岩地层段时(应当说明的是，切削装置进行复合地层的切削开挖过程中，滚刀在硬岩地层段受承受的反推力明显大于软岩或者粘土地层段)，容易出现滚刀崩刀的情况。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种盾构机的滚刀安装结构，旨在使滚刀能在复合地层中，自动调节伸出长度以适应不同硬度的地层段。

为实现上述目的，本实用新型提出一种盾构机的滚刀安装结构，包括座体，座体限定有前端和后端敞开的容纳空间，座体的相对的两个侧板开设有通连容纳空间的条形安装槽，滚刀部分伸入容纳空间中，且滚刀轴向两侧的刀轴伸入条形安装槽，并可沿条形安装槽前后移动，条形安装槽的后壁安装有弹性件，弹性件的前端直接或者通过中间件与刀轴弹性相抵。

本实用新型技术方案在条形安装槽的后壁安装有前端直接或者通过中间件与滚刀的刀轴弹性相抵的弹性件，以提高滚刀的前后方向(即刀盘的轴向方向)的自由度，当盾构机在软岩或粘土地层段掘进时，滚刀遇到的反推力较小，弹性件向后的压缩量较小，滚刀伸出刀盘的长度较大，保证刀盘前方切削下来的碴土有较大的流动空间，有利于刀盘前方碴土的流动；当遇到坚硬孤石或硬岩地层段时，滚刀遇到的反推力较大，弹性件向后的压缩量较大，滚刀伸出刀盘的长度较小，可提供更大的推力挤压破碎硬岩的同时，承受的切向力相应较小，可大幅降低滚刀崩刀的概率。从而使滚刀能在复合地层中，自动调节伸出长度以适应不同硬度的地层段。

附图说明

图1为本实用新型前视方向的局部剖视图；

图2为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种盾构机的滚刀安装结构。

本实用新型实施例中，如图1、图2所示，该盾构机的滚刀安装结构，包括座体1，座体1一般固设于刀盘(未图示)的座槽(未图示)中，座体1限定有前端和后端敞开的容纳空间10，座体1的相对的两个侧板11开设有通连容纳空间10的条形安装槽12，滚刀100部分伸入容纳空间10中，另一部分伸出刀盘，滚刀100轴向两侧的刀轴101伸入条形安装槽12，并可沿条形安装槽12 前后移动，条形安装槽12的后壁安装有弹性件2，弹性件2的前端直接或者通过中间件与刀轴101弹性相抵。当盾构机在软岩或粘土地层段掘进时，滚刀100 遇到的反推力较小，弹性件2向后的压缩量较小，滚刀100伸出刀盘的长度较大，保证刀盘前方切削下来的碴土有较大的流动空间，有利于刀盘前方碴土的流动；当遇到坚硬孤石或硬岩地层段时，滚刀100遇到的反推力较大，弹性件2 向后的压缩量较大，滚刀100伸出刀盘的长度较小，可提供更大的推力挤压破碎硬岩的同时，承受的切向力相应较小，可大幅降低滚刀100崩刀的概率。从而使滚刀100能在复合地层中，自动调节伸出长度以适应不同硬度的地层段。应当说明的是，所述滚刀100为现有技术并为本技术领域的技术人员所熟知，这里不再对其具体结构以及工作原理进行赘述。

在本实用新型实施例中，所述弹性件2可以为顶簧或者氮气弹簧，所述条形安装槽12的后壁开设有容置槽(未图示)，所述顶簧的后端或者氮气弹簧的缸体装于容置槽中，顶簧的前端或者氮气弹簧的活塞杆的前端则直接或者通过中间件与所述刀轴101弹性相抵。

在本实用新型实施例中，弹性件2的劲度系数可根据实际情况设定，例如，以滚刀100能在伸出刀盘的最大长度为190mm和最小长度为140mm之间自动调节为例，滚刀100在复合地层中工作时平均受到14.6kN的反推力，那么，弹性件2的弹性系数可以选择300-500KN/m，优选400KN/m。

在本实用新型实施例中，所述座体1的相对两个侧板11的中部分别开设有前端敞开的开口槽，两个侧板11与相应开口槽相邻的位置分别开设有前端敞开的台阶，所述台阶中分别固设有第一限位块4，所述第一限位块4的前部设有延伸至将相应开口槽的敞开的前端封闭的限位部41，使所述第一限位块4和开口槽围成所述条形安装槽12。优选地，所述第一限位块4通过螺钉3固定设于所述两个侧板11的相应台阶上。具体地，所述两个侧板11分别开设有螺钉过孔，所述限位块开设有螺孔，所述螺钉3的杆部穿过相应的螺钉过孔后，与相应的所述螺孔旋接。

在本实用新型实施例中，所述两个侧板11可以采用与座体1的另外两个侧板13一体成型的方式，也可以通过螺钉结构或者焊接的方式与所述另外两个侧板13固连。具体地，所述两个侧板11分别包括第一板体111和第二板体112，第一板体111和第二板体112相背的两侧分别与所述另外两个侧板13固连(如焊接，螺钉结构连接)，第一板体111朝向第二板体112的一侧开设有所述开口槽和所述第一限位块4，所述第二板体112的前端固设有第二限位块5，所述开口槽、所述第二板体112、所述第一限位块4和所述第二限位块5围成所述条形安装槽12。

进一步地，所述第二板体112的后端还固设有加强块6，所述加强块6 的后部的两侧有分别延伸至与第一板体111和所述另外两侧板中的相应一个的后壁相抵。

具体地，所述加强块6、所述第二限位块5和所述第二板体通过螺栓结构7固紧。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种盾构机的滚刀安装结构，包括座体，座体限定有前端和后端敞开的容纳空间，其特征在于：座体的相对的两个侧板开设有通连容纳空间的条形安装槽，滚刀部分伸入容纳空间中，且滚刀轴向两侧的刀轴伸入条形安装槽，并可沿条形安装槽前后移动，条形安装槽的后壁安装有弹性件，弹性件的前端直接或者通过中间件与刀轴弹性相抵。

2.如权利要求1所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：所述弹性件为顶簧或者氮气弹簧，所述条形安装槽的后壁开设有容置槽，所述顶簧的后端或者氮气弹簧的缸体装于容置槽中，顶簧的前端或者氮气弹簧的活塞杆的前端则直接或者通过中间件与所述刀轴弹性相抵。

3.如权利要求1所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：弹性件的弹性系数为300-500KN/m。

4.如权利要求3所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：弹性件的弹性系数为400KN/m。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：座体的相对两个侧板的中部分别开设有前端敞开的开口槽，两个侧板与相应开口槽相邻的位置分别开设有前端敞开的台阶，所述台阶中分别固设有第一限位块，所述第一限位块的前部设有延伸至将相应开口槽的敞开的前端封闭的限位部，使所述第一限位块和开口槽围成所述条形安装槽。

6.如权利要求5所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：第一限位块通过螺钉固定设于所述两个侧板的相应台阶上。

7.如权利要求6所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：所述两个侧板分别开设有螺钉过孔，所述限位块开设有螺孔，所述螺钉的杆部穿过相应的螺钉过孔后，与相应的所述螺孔旋接。

8.如权利要求6所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：所述两个侧板分别包括第一板体和第二板体，第一板体和第二板体相背的两侧分别与座体的另外两个侧板固连，第一板体朝向第二板体的一侧开设有所述开口槽和所述第一限位块，所述第二板体的前端固设有第二限位块，所述开口槽、所述第二板体、所述第一限位块和所述第二限位块围成所述条形安装槽。

9.如权利要求8所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：所述第二板体的后端还固设有加强块，所述加强块的后部的两侧有分别延伸至与第一板体和所述另外两侧板中的相应一个的后壁相抵。

10.如权利要求9所述的盾构机的滚刀安装结构，其特征在于：所述加强块、所述第二限位块和所述第二板体通过螺栓结构固紧。