CN215057396U - 步进式硬岩顶推装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供步进式硬岩顶推装置，涉及顶管机技术领域，包括硬岩顶管机和第一主推装置、第二主推装置，所述硬岩顶管机的表面转动连接有刀盘，所述硬岩顶管机远离刀盘的一端固定连接有连接盘，所述连接盘的设置数量为四个，每一个所述连接盘的表面固定连接有弹性件，其中两个所述弹性件形成第一弹性组件，另外两个所述弹性件形成第二弹性组件，所述第一主推装置可伸缩地和所述第一弹性组件连接，所述第二主推装置可伸缩地和所述第二弹性组件连接。本实用新型，解决了顶管法因后置顶力，无法解决长距离顶进时，岩层掌子面对设备、管材摩擦力，但在水利、矿山巷道施工中，往往无法避开上述工法劣势的问题。

Description

步进式硬岩顶推装置

技术领域

本实用新型涉及顶管机技术领域，尤其涉及步进式硬岩顶推装置。

背景技术

步进式顶管机组主要结构由四大部分组成，主要由两组双作用液压油缸组成，液压泵站分别配有电动机泵站，撑靴作用是固定机器和支撑岩壁，顶杆作用是顶进力持续给进部件，顶管机主要采用岩盘刀盘设计；综合利用岩层围岩成孔性好，成孔壁光滑的特性，在不改变顶管机掘进排渣的前提下，在顶管机内容壳体内或弹性连接加装顶力与支撑系统，通过机内或地面控制、监测系统，来完成微隧洞长距离顶进。

一般地，在长距离穿山隧洞（岩石层）施工中，现有手段，通常采用矿山法与盾构法（TBM）、顶管法，矿山法经济性、安全性较差，TBM施工在3公里以上级别3000mm以上洞径在经济性上优于矿山法，顶管法因后置顶力，无法解决长距离顶进时，岩层掌子面对设备、管材摩擦力，但在水利、矿山巷道施工中，往往无法避开上述工法的劣势。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的步进式硬岩顶推装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：步进式硬岩顶推装置，包括硬岩顶管机和第一主推装置、第二主推装置，所述硬岩顶管机的表面转动连接有刀盘，所述硬岩顶管机远离刀盘的一端固定连接有连接盘，所述连接盘的设置数量为四个，每一个所述连接盘的表面均固定连接有弹性件，其中两个所述弹性件形成第一弹性组件，另外两个所述弹性件形成第二弹性组件，所述第一主推装置可伸缩地和所述第一弹性组件连接，所述第二主推装置可伸缩地和所述第二弹性组件连接。

优选的，所述第一主推装置包括第一油缸，所述第一油缸的表面和所述第一弹性组件的弹性件固定连接，所述第一油缸靠近连接盘的一端固定连接有连接杆，连接杆远离第一油缸的一端和连接盘滑动连接，所述第一油缸远离连接盘的一端固定连接有第一支撑环，所述第一支撑环的内部设有第一撑靴油缸，所述第一撑靴油缸的数量为四个，四个所述第一撑靴油缸以第一支撑环的中心点为中轴圆周分布在第一支撑环的表面。

优选的，所述第二主推装置包括第二油缸，所述第二油缸的表面和所述第二弹性组件的弹性件固定连接，所述第二油缸位于第一支撑环的内环内部，所述第二油缸的表面固定连接有滑杆，滑杆的表面和连接盘活动连接，所述第二油缸远离连接盘的一端固定连接有第二支撑环，所述第二支撑环的内部设有第二撑靴油缸，所述第二撑靴油缸的数量为四个，四个所述第二撑靴油缸均匀分布在第二支撑环的表面。

优选的，连接杆和滑杆均插设在连接盘的内部，连接杆和滑杆用以限制第一油缸和第二油缸的移动方向。

优选的，所述第一撑靴油缸和第二撑靴油缸的侧壁均为圆弧面。

优选的，所述硬岩顶管机的内部设置有PLC模块，所述第一支撑环的内部设有第一主推模块，所述第二支撑环的内部设有第二主推模块，所述PLC模块的表面电信连接有信号发射装置，所述第一油缸和第二油缸的内部均设有电磁信号模块。

优选的，所述PLC模块和第一主推模块、第二主推模块通过无线信号电性连接，所述电磁信号模块和第一主推模块、第二主推模块、PLC模块通过无线信号电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，

本实用新型中，通过设置第一主推装置和第二主推装置，通过遥控PLC模块启动硬岩顶管机，此时硬岩顶管机上的刀盘开始旋转，刀盘将掘进岩层，当刀盘带动硬岩顶管机的机身和第一主推装置、第二主推装置进入岩层内后，PLC模块通过无线信号传输给第一主推模块，此时第一主推模块将启动第一主推装置，第一主推装置内的四个第一撑靴油缸将启动，第一撑靴油缸将从第一支撑环内滑出并抵住岩层表面，此时第一支撑环将通过第一撑靴油缸被固定在岩层表面，这时第一主推模块将启动第一油缸，第一油缸将伸出，同时硬岩顶管机将开始顶进工作，当第一油缸伸到指定行程时，将受到编程停止，同时第一油缸内的电磁信号模块将被激发从而通过无线信号传输到PLC模块内，此时PLC模块将控制第二主推模块运行，第二主推模块将启动，此时第二撑靴油缸将伸出并抵住岩层从而固定住第二支撑环，与此同时第一撑靴油缸将收缩，接着第二油缸将启动，从而带动硬岩顶管机向岩层内顶进，当第二油缸伸出到指定行程后停止，与此同时第一油缸将同比例回缩到伸出前位置，这时第二撑靴油缸回缩，同时第一撑靴油缸将伸出并顶住岩层，第一油缸将伸出从而开始顶进工作，同时第二油缸将同比例回缩到伸出前的位置，从而形成一个顶进工作循环，整个结构解决了顶管法因后置顶力，无法解决长距离顶进时，岩层掌子面对设备、管材摩擦力，但在水利、矿山巷道施工中，往往无法避开上述工法劣势的问题。

附图说明

图1为本实用新型提出的步进式硬岩顶推装置的立体结构示意图；

图2为图1所示步进式硬岩顶推装置的另一视角的结构示意图；

图3为图2所示步进式硬岩顶推装置的B处的局部放大图；

图4为图1所示步进式硬岩顶推装置的PLC模块的系统图。

图例说明：1、硬岩顶管机；2、刀盘；3、连接盘；4、弹性件；5、第一主推装置；51、第一油缸；52、第一撑靴油缸；53、第一支撑环；6、第二主推装置；61、第二油缸；62、第二撑靴油缸；63、第二支撑环；13、PLC模块；14、第一主推模块；15、第二主推模块；16、电磁信号模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

请参阅图1至图4，本实用新型提供了步进式硬岩顶推装置，包括硬岩顶管机1和第一主推装置5、第二主推装置6，硬岩顶管机1的表面转动连接有刀盘2，硬岩顶管机1远离刀盘2的一端固定连接有连接盘3，连接盘3的设置数量为四个，每一个连接盘3的表面固定连接有弹性件4，其中两个弹性件4形成第一弹性组件，另外两个弹性件4形成第二弹性组件，第一主推装置5可伸缩地和所述第一弹性组件连接，第二主推装置6可伸缩地和所述第二弹性组件连接。其中，在一个实施方式中，所述弹性件4为弹簧。

下面具体说一下第一主推装置5和第二主推装置6的具体设置和作用。

第一主推装置5包括第一油缸51，第一油缸51的表面和所述第一弹性组件的弹性件4固定连接，第一油缸51靠近连接盘3的一端固定连接有连接杆，连接杆远离第一油缸51的一端和连接盘3滑动连接，第一油缸51远离连接盘3的一端固定连接有第一支撑环53，第一支撑环53的内部设有第一撑靴油缸52，第一撑靴油缸52的数量为四个，四个第一撑靴油缸52以第一支撑环53的中心点为中轴圆周分布在第一支撑环53的表面，第二主推装置6包括第二油缸61，第二油缸61的表面和所述第二弹性组件的弹性件4固定连接，第二油缸61位于第一支撑环53的内环内部，第二油缸61的表面固定连接有滑杆，滑杆的表面和连接盘3活动连接，第二油缸61远离连接盘3的一端固定连接有第二支撑环63，第二支撑环63的内部设有第二撑靴油缸62，连接杆和滑杆均插设在连接盘3的内部，连接杆和滑杆用以限制第一油缸51和第二油缸61的移动方向，第一撑靴油缸52和第二撑靴油缸62的侧壁均为圆弧面，通过遥控PLC模块13启动硬岩顶管机1，此时硬岩顶管机1上的刀盘2开始旋转，刀盘2将掘进岩层，当刀盘2带动硬岩顶管机1的机身和第一主推装置5、第二主推装置6进入岩层内后，PLC模块13通过无线信号传输给第一主推模块14，此时第一主推模块14将启动第一主推装置5，第一主推装置5内的四个第一撑靴油缸52将启动，第一撑靴油缸52将从第一支撑环53内滑出并抵住岩层表面，此时第一支撑环53将通过第一撑靴油缸52被固定在岩层表面，这时第一主推模块14将启动第一油缸51，第一油缸51将伸出，同时硬岩顶管机1将开始顶进工作，硬岩顶管机1的内表面设置有圆环（图未示），此外，硬岩顶管机1的内部设置有PLC模块13，第一支撑环53的内部设有第一主推模块14，第二支撑环63的内部设有第二主推模块15，PLC模块13的表面电信连接有信号发射装置，第一油缸51和第二油缸61的内部均设有电磁信号模块16，PLC模块13和第一主推模块14、第二主推模块15通过无线信号电性连接，电磁信号模块16和第一主推模块14、第二主推模块15、PLC模块13通过无线信号电性连接，当第一油缸51伸到指定行程时，将受到编程停止，同时第一油缸51内的电磁信号模块16将被激发从而通过无线信号传输到PLC模块13内，此时PLC模块13将控制第二主推模块15运行，第二主推模块15将启动，此时第二撑靴油缸62将伸出并抵住岩层从而固定住第二支撑环63，与此同时第一撑靴油缸52将收缩，接着第二油缸61将启动，从而带动硬岩顶管机1向岩层内顶进，当第二油缸61伸出到指定行程后停止，与此同时第一油缸51将同比例回缩到伸出前位置，这时第二撑靴油缸62回缩，同时第一撑靴油缸52将伸出并顶住岩层，第一油缸51将伸出从而开始顶进工作，同时第二油缸61将同比例回缩到伸出前的位置，从而形成一个顶进工作循环。

其整个第一主推装置5和第二主推装置6达到的效果为，通过设置第一主推装置5和第二主推装置6，通过遥控PLC模块13启动硬岩顶管机1，此时硬岩顶管机1上的刀盘2开始旋转，刀盘2将掘进岩层，当刀盘2带动硬岩顶管机1的机身和第一主推装置5、第二主推装置6进入岩层内后，PLC模块13通过无线信号传输给第一主推模块14，此时第一主推模块14将启动第一主推装置5，第一主推装置5内的四个第一撑靴油缸52将启动，第一撑靴油缸52将从第一支撑环53内滑出并抵住岩层表面，此时第一支撑环53将通过第一撑靴油缸52被固定在岩层表面，这时第一主推模块14将启动第一油缸51，第一油缸51将伸出，同时硬岩顶管机1将开始顶进工作，当第一油缸51伸到指定行程时，将受到编程停止，同时第一油缸51内的电磁信号模块16将被激发从而通过无线信号传输到PLC模块13内，此时PLC模块13将控制第二主推模块15运行，第二主推模块15将启动，此时第二撑靴油缸62将伸出并抵住岩层从而固定住第二支撑环63，与此同时第一撑靴油缸52将收缩，接着第二油缸61将启动，从而带动硬岩顶管机1向岩层内顶进，当第二油缸61伸出到指定行程后停止，与此同时第一油缸51将同比例回缩到伸出前位置，这时第二撑靴油缸62回缩，同时第一撑靴油缸52将伸出并顶住岩层，第一油缸51将伸出从而开始顶进工作，同时第二油缸61将同比例回缩到伸出前的位置，从而形成一个顶进工作循环，整个结构解决了顶管法因后置顶力，无法解决长距离顶进时，岩层掌子面对设备、管材摩擦力，但在水利、矿山巷道施工中，往往无法避开上述工法劣势的问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.步进式硬岩顶推装置，包括硬岩顶管机（1）和第一主推装置（5）、第二主推装置（6），其特征在于：所述硬岩顶管机（1）的表面转动连接有刀盘（2），所述硬岩顶管机（1）远离刀盘（2）的一端固定连接有连接盘（3），所述连接盘（3）的设置数量为四个，每一个所述连接盘（3）的表面固定连接有弹性件（4），其中两个弹性件（4）形成第一弹性组件，另外两个弹性件（4）形成第二弹性组件，第一主推装置（5）可伸缩地和所述第一弹性组件连接，第二主推装置（6）可伸缩地和所述第二弹性组件连接。

2.根据权利要求1所述的步进式硬岩顶推装置，其特征在于：所述第一主推装置（5）包括第一油缸（51），所述第一油缸（51）的表面和所述第一弹性组件的弹性件（4）固定连接，所述第一油缸（51）靠近连接盘（3）的一端固定连接有连接杆，连接杆远离第一油缸（51）的一端和连接盘（3）滑动连接，所述第一油缸（51）远离连接盘（3）的一端固定连接有第一支撑环（53），所述第一支撑环（53）的内部设有第一撑靴油缸（52），所述第一撑靴油缸（52）的数量为四个，四个所述第一撑靴油缸（52）以第一支撑环（53）的中心点为中轴圆周分布在第一支撑环（53）的表面。

3.根据权利要求2所述的步进式硬岩顶推装置，其特征在于：所述第二主推装置（6）包括第二油缸（61），所述第二油缸（61）的表面和所述第二弹性组件的弹性件（4）固定连接，所述第二油缸（61）位于第一支撑环（53）的内环内部，所述第二油缸（61）的表面固定连接有滑杆，滑杆的表面和连接盘（3）活动连接，所述第二油缸（61）远离连接盘（3）的一端固定连接有第二支撑环（63），所述第二支撑环（63）的内部设有第二撑靴油缸（62），所述第二撑靴油缸（62）的数量为四个，四个所述第二撑靴油缸（62）均匀分布在第二支撑环（63）的表面。

4.根据权利要求3所述的步进式硬岩顶推装置，其特征在于：连接杆和滑杆均插设在连接盘（3）的内部，连接杆和滑杆用以限制第一油缸（51）和第二油缸（61）的移动方向。

5.根据权利要求4所述的步进式硬岩顶推装置，其特征在于：所述第一撑靴油缸（52）和第二撑靴油缸（62）的侧壁均为圆弧面。

6.根据权利要求5所述的步进式硬岩顶推装置，其特征在于：所述硬岩顶管机（1）的内部设置有PLC模块（13），所述第一支撑环（53）的内部设有第一主推模块（14），所述第二支撑环（63）的内部设有第二主推模块（15）。

7.根据权利要求6所述的步进式硬岩顶推装置，其特征在于：所述PLC模块（13）的表面电信连接有信号发射装置，所述第一油缸（51）和第二油缸（61）的内部均设有电磁信号模块（16）。

8.根据权利要求7所述的步进式硬岩顶推装置，其特征在于：所述PLC模块（13）和第一主推模块（14）、第二主推模块（15）通过无线信号电性连接，所述电磁信号模块（16）和第一主推模块（14）、第二主推模块（15）、PLC模块（13）通过无线信号电性连接。

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