CN212958639U - 一种干式旋装顶管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干式旋装顶管机，包括筒体，筒体的前端内壁上设置机架，机架将筒体的内腔分为工作腔和设备腔，机架上转动设置主转盘，主转盘为沿周向均匀分布有偶数条支腿的星形结构，每条支腿的外端部两侧均转动设置一对铲斗，一对铲斗的朝向呈相向分布；其中两条位于同一条直径线上的支腿的内端部分别摆动设置一根刀轴，刀轴上转动设置多个圆盘切片，刀轴中部转动设置轴承座，轴承座的底部设置导轨，支腿上开设以刀轴的摆动轴为圆心且与导轨相配合的圆弧形导槽，支腿上开设有避免与圆盘切片发生接触的缺口。本实用新型利用自旋转的圆盘切片代替原来固定的切齿，极大地降低了主转盘的阻力，提高了切削效率，降低了能耗。

Description

一种干式旋装顶管机

技术领域

本实用新型涉及顶管工程机械技术领域，具体涉及一种干式旋装顶管机。

背景技术

顶管施工是非开挖施工中的一种重要工法，由于不需要大规模的土方开挖，作业效率高，越来越多地应用在管道铺设中。但是由于目前的顶管机普遍采用在主转盘上安装固定切齿的方式，切齿直接将土方切下，使得主转盘转动阻力增大，需要增大驱动功率，能耗较高。

因此，需要一种新的顶管机结构。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种干式旋装顶管机，利用自旋转的圆盘切片代替原来固定的切齿，极大地降低了主转盘的阻力，提高了切削效率，降低了能耗。

为实现上述目的，本实用新型提供一种干式旋装顶管机，包括筒体，所述筒体的前端内壁上沿径向设置有机架，所述机架将所述筒体的内腔分为前侧的工作腔和后侧的设备腔，所述机架上且位于所述工作腔内转动设置有主转盘，所述主转盘为沿周向均匀分布有偶数条支腿的星形结构，每条支腿的外端部两侧均转动设置有一对铲斗，所述一对铲斗的朝向呈相向分布；其中两条位于同一条直径线上的支腿的内端部分别摆动设置有一根刀轴，所述刀轴上转动设置有多个圆盘切片，所述刀轴中部转动设置有轴承座，所述轴承座的底部设置导轨，所述支腿上开设有以所述刀轴的摆动轴为圆心且与所述导轨相配合的圆弧形导槽，所述支腿上开设有避免与所述圆盘切片发生接触的缺口。

进一步地，所述机架的中心且位于所述设备腔一侧设置旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的输出轴穿过开设在所述机架的中心位置的中心孔，所述输出轴上设置所述主转盘。

进一步地，所述旋转驱动机构包括设置在所述机架的中心位置的减速机，所述减速机的输入端连接旋转动力模块，所述减速机的输出端为所述输出轴。

进一步地，所述旋转动力模块采用电机，或者液压马达，或者气动马达。

进一步地，所述主转盘的支腿数量为四条，或者六条，或者八条。

进一步地，每个刀轴上的圆盘切片的数量为2至8个。

进一步地，所述机架的上部中间位置开设有窗口，所述设备腔的内部倾斜设置有导料槽，所述导料槽的前端部高于后端部，且所述导料槽的前端部位于所述窗口内，所述导料槽用于承接和导出由位于所述窗口处的铲斗倾泻下来的土方。

进一步地，所述筒体的后端内壁上沿径向设置有环形加强肋。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：本实用新型针对现有技术中，目前的顶管机普遍采用在主转盘上安装固定切齿的方式，切齿直接将土方切下，使得主转盘转动阻力增大，需要增大驱动功率，能耗较高的技术问题。提供一种干式旋装顶管机，包括筒体，所述筒体的前端内壁上沿径向设置有机架，所述机架将所述筒体的内腔分为前侧的工作腔和后侧的设备腔，所述机架上且位于所述工作腔内转动设置有主转盘，所述主转盘为沿周向均匀分布有偶数条支腿的星形结构，每条支腿的外端部两侧均转动设置有一对铲斗，所述一对铲斗的朝向呈相向分布；其中两条位于同一条直径线上的支腿的内端部分别摆动设置有一根刀轴，所述刀轴上转动设置有多个圆盘切片，所述刀轴中部转动设置有轴承座，所述轴承座的底部设置导轨，所述支腿上开设有以所述刀轴的摆动轴为圆心且与所述导轨相配合的圆弧形导槽，所述支腿上开设有避免与所述圆盘切片发生接触的缺口。

采用上述结构后，在每条支腿的外端部两侧均转动设置有一对铲斗，所述一对铲斗的朝向呈相向分布，这样，当主转盘带动铲斗旋转至筒体的底部时，能够将筒体的底部上的积土由与主转盘同方向设置的铲斗铲起；圆盘切片转动设置在刀轴上，能够在于土壁接触时在主转盘的旋转带动下产生自旋转，圆盘切片相对于土壁是滚动的，相比传动固定式的切齿大大降低了阻力，提高了主转盘的驱动效率；同时，圆盘切片按一定间隔通过轴承转动设置在刀轴上，刀轴的一端通过铰接轴摆动设置在支腿的内端部（即摆动设置在靠近主转盘的中心位置），刀轴的中部通过可滑动的轴承座滑动设置在开设在支腿上的圆弧形导槽内；这样，当主转盘转动时，圆盘切片随主转盘公转的同时，在土的摩擦作用下，产生自转；轴承座能够在导轨和圆弧形导槽的相互配合作用下，以刀轴的摆动轴为圆心在小范围内进行摆动，当主转盘向一个方向旋转时，刀轴的可摆动端向相反方向摆动，使得在工作状态时，刀轴始终与刀轴所在的支腿的中线之间存在一个夹角α；当主转盘转动时，圆盘切片最前端的自转运动方向与公转运动方向有一个夹角（180-α），夹角（180-α）使得圆盘切片随主转盘转动时，圆盘切片对于土产生垂直于圆盘切片方向的推力，加上圆盘切片的转动对土的摩擦力，起到很好的切削作用。利用本实用新型的自旋转的圆盘切片代替原来固定的切齿，降低了主转盘的阻力50％以上，提高了切削效率，降低了能耗。

附图说明

图1为本实用新型一种干式旋装顶管机的结构主视示意图；

图2为图1中A向结构剖面示意图；

附图标记：

筒体1；

机架2；

工作腔3；

设备腔4；

主转盘5；

支腿6；

铲斗7；

刀轴8；

圆盘切片9；

轴承座10；

导轨11；

圆弧形导槽12；

缺口13；

输出轴14；

中心孔15；

减速机16；

旋转动力模块17；

窗口18；

导料槽19；

环形加强肋20。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-2，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示：一种干式旋装顶管机，包括筒体，所述筒体的前端内壁上沿径向设置有机架，所述机架将所述筒体的内腔分为前侧的工作腔和后侧的设备腔，所述机架上且位于所述工作腔内转动设置有主转盘，所述主转盘为沿周向均匀分布有偶数条支腿的星形结构，每条支腿的外端部两侧均转动设置有一对铲斗，所述一对铲斗的朝向呈相向分布。

具体而言，如图1和图2所示，一种干式旋装顶管机，包括筒体1，所述筒体1的前端内壁上沿径向设置有机架2，所述机架2将所述筒体1的内腔分为前侧的工作腔3和后侧的设备腔4，所述机架2上且位于所述工作腔3内转动设置有主转盘5，所述主转盘5为沿周向均匀分布有偶数条支腿6的星形结构，每条支腿6的外端部两侧均转动设置有一对铲斗7，所述一对铲斗7的朝向呈相向分布；其中两条位于同一条直径线上的支腿6的内端部分别摆动设置有一根刀轴8，所述刀轴8上转动设置有多个圆盘切片9，所述刀轴8中部转动设置有轴承座10，所述轴承座10的底部设置导轨11，所述支腿6上开设有以所述刀轴8的摆动轴为圆心且与所述导轨11相配合的圆弧形导槽12，所述支腿6上开设有避免与所述圆盘切片9发生接触的缺口13。

该实施例中，在每条支腿6的外端部两侧均转动设置有一对铲斗7，所述一对铲斗7的朝向呈相向分布，这样，当主转盘5带动铲斗7旋转至筒体1的底部时，能够将筒体1的底部上的积土由与主转盘5同方向设置的铲斗7铲起；圆盘切片9转动设置在刀轴上，能够在于土壁接触时在主转盘5的旋转带动下产生自旋转，圆盘切片9相对于土壁是滚动的，相比传动固定式的切齿大大降低了阻力，提高了主转盘5的驱动效率；同时，圆盘切片9按一定间隔通过轴承转动设置在刀轴上，刀轴的一端通过铰接轴摆动设置在支腿6的内端部（即摆动设置在靠近主转盘5的中心位置），刀轴8的中部通过可滑动的轴承座10滑动设置在开设在支腿6上的圆弧形导槽12内；这样，当主转盘5转动时，圆盘切片9随主转盘5公转的同时，在土的摩擦作用下，产生自转；轴承座10能够在导轨11和圆弧形导槽12的相互配合作用下，以刀轴8的摆动轴为圆心在小范围内进行摆动，当主转盘5向一个方向旋转时，刀轴的可摆动端向相反方向摆动，使得在工作状态时，刀轴8始终与刀轴8所在的支腿6的中线之间存在一个夹角α；当主转盘5转动时，圆盘切片9最前端的自转运动方向与公转运动方向有一个夹角（180-α），夹角（180-α）使得圆盘切片9随主转盘5转动时，圆盘切片9对于土产生垂直于圆盘切片9方向的推力，加上圆盘切片9的转动对土的摩擦力，起到很好的切削作用。利用本实用新型的自旋转的圆盘切片代替原来固定的切齿，降低了主转盘的阻力50％以上，提高了切削效率，降低了能耗。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，所述机架2的中心且位于所述设备腔4一侧设置旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的输出轴14穿过开设在所述机架2的中心位置的中心孔15，所述输出轴14上设置所述主转盘5。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，所述旋转驱动机构包括设置在所述机架2的中心位置的减速机16，所述减速机16的输入端连接旋转动力模块17，所述减速机16的输出端为所述输出轴14。

根据本实用新型的一个实施例，所述旋转动力模块17采用电机，很显然，所述旋转动力模块17也可以采用其他类型，比如采用液压马达，或者气动马达，同样能够起到提供旋转动力的作用。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述主转盘5的支腿6数量为四条，很显然，所述主转盘5的支腿6的数量也可以采用其他偶数个，比如采用六条，或者八条。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，每个刀轴8上的圆盘切片9的数量为4个，很显然，也可以设计成其他数量，比如2个、3个、5个、6个、7个或8个等。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，为了便于将铲斗7旋转至窗口18位置时，便于将由该铲斗7内倾泻下来的土方及时输送出去，在所述机架2的上部中间位置开设有窗口18，所述设备腔4的内部倾斜设置有导料槽19，所述导料槽19的前端部高于后端部，且所述导料槽19的前端部位于所述窗口18内，所述导料槽19用于承接和导出由位于所述窗口18处的铲斗7倾泻下来的土方；这样，当主转盘5带动铲斗7旋转至筒体1的底部时，能够将筒体1的底部上的积土由与主转盘5同方向设置的铲斗7铲起，装有积土的铲斗7在主转盘5的旋转带动下旋转至窗口18位置时，能够自动将积土倾斜下来，并落入下方的导料槽19内，由于导料槽19是倾斜设置的，能够使得积土沿着导料槽19自然落下，移出工作腔3的底部，与螺旋输送机相比，大大节省了输送动力。该导料槽结合特别设置的铲斗，将积土带到机头上部，放入导料槽送出。既避免了主转盘处的积土，减轻了主转盘转动阻力，又节省了螺旋输送机的额外功耗，使得顶管机总功耗降低75％。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，为了增强筒体1的后端的强度，在所述筒体1的后端内壁上沿径向设置有环形加强肋20。

本实用新型的使用方法：工作时，先将顶管机按要求安装到水泥管前端，先开动旋转动力模块，再开动后方液压，将水泥管连同顶管机一起按适当的速度向前推。旋转动力模块通过减速机带动主转盘旋转，圆盘切片的刀轴向相反方向摆动，自旋转圆盘切片将土切下，下落到主转盘下部。与主转盘同步旋转的一半数量的前向铲斗将落下的土铲起，带向导料槽前上方，把土抛向导料槽，由导料槽自然流出，进入运土车内运出。需反方向旋转时，圆盘切片的刀轴向主转盘旋转的反方向摆动，另外一半数量的铲斗铲土。本实用新型在不降低工作效率的前提下，同比驱动功率降低90％，每单位掘进尺能耗降低90％。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种干式旋装顶管机，其特征在于：包括筒体，所述筒体的前端内壁上沿径向设置有机架，所述机架将所述筒体的内腔分为前侧的工作腔和后侧的设备腔，所述机架上且位于所述工作腔内转动设置有主转盘，所述主转盘为沿周向均匀分布有偶数条支腿的星形结构，每条支腿的外端部两侧均转动设置有一对铲斗，所述一对铲斗的朝向呈相向分布；其中两条位于同一条直径线上的支腿的内端部分别摆动设置有一根刀轴，所述刀轴上转动设置有多个圆盘切片，所述刀轴中部转动设置有轴承座，所述轴承座的底部设置导轨，所述支腿上开设有以所述刀轴的摆动轴为圆心且与所述导轨相配合的圆弧形导槽，所述支腿上开设有避免与所述圆盘切片发生接触的缺口。

2.如权利要求1所述的干式旋装顶管机，其特征在于：所述机架的中心且位于所述设备腔一侧设置旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的输出轴穿过开设在所述机架的中心位置的中心孔，所述输出轴上设置所述主转盘。

3.如权利要求2所述的干式旋装顶管机，其特征在于：所述旋转驱动机构包括设置在所述机架的中心位置的减速机，所述减速机的输入端连接旋转动力模块，所述减速机的输出端为所述输出轴。

4.如权利要求3所述的干式旋装顶管机，其特征在于：所述旋转动力模块采用电机，或者液压马达，或者气动马达。

5.如权利要求1至4任一项所述的干式旋装顶管机，其特征在于：所述主转盘的支腿数量为四条，或者六条，或者八条。

6.如权利要求1至4任一项所述的干式旋装顶管机，其特征在于：每个刀轴上的圆盘切片的数量为2至8个。

7.如权利要求1至4任一项所述的干式旋装顶管机，其特征在于：所述机架的上部中间位置开设有窗口，所述设备腔的内部倾斜设置有导料槽，所述导料槽的前端部高于后端部，且所述导料槽的前端部位于所述窗口内，所述导料槽用于承接和导出由位于所述窗口处的铲斗倾泻下来的土方。

8.如权利要求1至4任一项所述的干式旋装顶管机，其特征在于：所述筒体的后端内壁上沿径向设置有环形加强肋。

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