CN216642116U - 顶管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种顶管机，包括机头部件、顶铁部件、千斤顶部件和变径装置，机头部件包括第一壳体和刀盘，刀盘设在第一壳体前端；顶铁部分设在机头部件后方，顶铁部件包括受力顶铁和顶铁架构，受力顶铁的后端面与顶铁架构连接；千斤顶部件设在顶铁架构后端；变径装置设在机头部件和顶铁部件之间，变径装置包括第二壳体和法兰盘，第二壳体内部中空形成腔体，第二壳体前端面与第一壳体后端面连接，第二壳体外径与第一壳体外径相等，第二壳体内径大于第一壳体内径，法兰盘位于腔体内，法兰盘外周面与第二壳体内周壁面连接，法兰盘与受力顶铁之间形成用于容置管道的第一间距。该顶管机能实现与不同管径的管道进行对接，并起到减少超挖部分的效果。

Description

顶管机

技术领域

本实用新型涉及管道埋设施工技术领域，特别涉及一种顶管机。

背景技术

地下顶管施工技术的出现，解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。

但当前市场管材规格不一，每台常规顶管机型仅适用于同种管材规格的施工，机型需要根据管材配备，无法考虑综合性灵活调配，一台顶管机无法与不同管径的管道进行对接，资源耗用大，成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种顶管机。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种顶管机，包括：

机头部件，所述机头部件包括第一壳体和刀盘，所述刀盘设置在所述第一壳体的前端；

顶铁部件，所述顶铁部分设置在所述机头部件的后方，所述顶铁部件包括受力顶铁和顶铁架构，所述受力顶铁的后端面与所述顶铁架构连接；

千斤顶部件，所述千斤顶部件设置在所述顶铁架构的后端；

变径装置，所述变径装置设置在所述机头部件和所述顶铁部件之间，所述变径装置包括第二壳体和法兰盘，所述第二壳体内部中空形成腔体，腔体的后端为第一开口，所述第二壳体的前端面与所述第一壳体的后端面连接，所述第二壳体的外径与所述第一壳体的外径相等，所述第二壳体的内径大于所述第一壳体的内径，所述法兰盘位于所述腔体内，所述法兰盘的外周面与第二壳体的内周壁面连接，所述法兰盘与受力顶铁之间形成用于容置管道的第一间距。

本实用新型的顶管机至少具有如下有益效果：顶管机的机头部件设置有刀盘，刀盘上可以安装不同类型的刀头，以切削泥土；顶管机的千斤顶部件可以提供顶力将管道顶进；顶管机的顶铁部件可以将千斤顶部件的顶力分散，避免管道受力不均而损坏；另外，顶管机设有变径装置，由于变径装置的第二壳体外径与第一壳体的外径相等，第二壳体的内径大于第一壳体的内径，即第二壳体的壁厚小于第一壳体的壁厚，并且，法兰盘设于腔体内，在不同管径的管道插入腔体后，法兰盘对管道的前端施以阻挡作用，避免机头部件与管道直接接触而导致机头部件受损，而且，法兰盘与顶铁部件配合，对管道起到固定作用，从而实现装有变径装置的顶管机能与不同管径的管道进行对接，扩大了顶管机的使用范围，并且能够起到了减少顶管机超挖部分的效果。

作为上述技术方案的进一步改进，所述法兰盘的前端面设有多个加劲板，多个所述加劲板周布于所述法兰盘的前端面，每个所述加劲板分别与所述法兰盘的前端面和所述第一壳体的内侧壁面连接。在法兰盘靠近机头部件的一端增设多个加劲板，可以使法兰盘加强推进受力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二壳体由两个等径的半圆壳体连接而成。使用两个等径的半圆壳体连接而成的第二壳体，结构简单且铸造工艺简单。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二壳体的前端面可拆卸连接于所述第一壳体的后端面。变径装置可拆卸地连接在机头部件的后端，可以将变径装置拆卸出来更换或清理。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一壳体的后端设有向后凸出的凸台，所述腔体的前端面为第二开口，所述凸台插接于所述第二开口。采用凸台与第二壳体进行插接的方式来连接机头部件与变径装置，结构简单、拆装方便。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一壳体的后端面设有向内凸出的吊耳。在第一壳体的后端面设置吊耳，能够提供着力点，方便施工。

作为上述技术方案的进一步改进，顶铁架构包括前钢板、后钢板、钢管、前槽钢和后槽钢，所述前钢板的前端面与所述受力顶铁连接，所述钢管设置于前钢板和后钢板之间，所述钢管分别垂直连接于前钢板和后钢板，所述前槽钢分别与所述前钢板和所述钢管连接，所述后钢槽分别与所述后钢板和所述钢管连接。采用前钢板、后钢板、钢管、前槽钢和后槽钢制成的顶铁架构，可以有效地将千斤顶部件的顶力分散，并且顶铁架构更加牢固。

作为上述技术方案的进一步改进，所述顶铁架构还包括加劲件，所述加劲件分别与所述前钢板和所述钢管连接，或者分别与所述后钢板和所述钢管连接。加劲件的设置，有利于增强钢管与前钢板或后钢板之间的连接强度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述受力顶铁设有若干吊环。在受力顶铁处设置若干吊环，可以提供着力点，方便机械搬运。

作为上述技术方案的进一步改进，顶管机还包括垫圈，所述垫圈设于所述腔体内，所述垫圈的外周面与所述第二壳体的内周壁面连接，所述垫圈位于所述法兰盘的后方。在变径装置的第二壳体内侧壁设置垫圈，可以通过选择不同尺寸的垫圈，以使垫圈的内径与不同管径的管道相适配，对管道起到支撑作用，促使管道所受的作用力能均匀施加于法兰盘上，避免法兰盘受力不均而损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1为本实用新型实施例的顶管机的立体图；

图2为本实用新型实施例的顶管机的侧视图；

图3为本实用新型实施例的顶管机的俯视图；

图4为本实用新型实施例的顶管机的变径装置与机头部件的拆装示意图；

图5为本实用新型实施例的顶管机的变径装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的顶管机的机头部件的后视图。

附图标记：100、机头部件；110、第一壳体；111、吊耳；112、凸台；120、刀盘；130、切削刀头；200、顶铁部件；210、受力顶铁；211、吊环；220、前钢板；230、后钢板；240、钢管；250、前槽钢；260、后槽钢；270、加劲件；300、千斤顶部件；400、变径装置；410、第二壳体；420、法兰盘；430、加劲板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。本实用新型中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1、图2和图3，本实用新型实施例的顶管机包括有机头部件100、顶铁部件200、千斤顶部件300以及变径装置400，其中，变径装置400的结构如图4和图5所示。

可以理解的是，本实用新型实施例的顶管机的机头部件100包括有第一壳体110、刀盘120和驱动装置，驱动装置设置在第一壳体110内，刀盘120设置在第一壳体110的前端，驱动装置和刀盘120连接，驱动装置能够给刀盘120提供切削土壤的驱动力，并且能够使顶管机向前推进。具体地，第一壳体110为圆柱形壳体，第一壳体110内设置的驱动装置为液压动力系统驱动装置，驱动装置包括有电机驱动齿轮箱、泥水输送管和排泥管，第一壳体110前端设置有刀盘120，电机驱动齿轮箱带动刀盘120进行泥土的切削，泥水输送管输送泥水仓的液体让土或砂变成流体通过排泥管排出。

可以理解的是，刀盘120上设置有切削刀头130，切削刀头130的类型可以根据施工场地的条件进行更换，在一些实施例中，切削刀头130为破碎滑轮切削刀头，能够快速有效地对泥土进行切削。机头部件100的结构与现有顶管机的机头的结构一致。

在一些实施例中，如图6所示，第一壳体110的后端面还设有向内凸出的吊耳111，在施工过程中，向内凸出的吊耳111能够提供着力点，方便机械吊装。在一些实施例中，第一壳体110的后端面周向布置四个向内凸出的吊耳111，可以理解的是，吊耳111的数量也可以是6个、8个等，在此不作具体限定。可以理解的是，吊耳111的形状是多样的，在此不作具体限定。

在一些实施例中，顶铁部件200设置在机头部件100的后端，顶铁部件200包括受力顶铁210和顶铁架构，受力顶铁210的后端面与所述顶铁架构连接。具体地，在一些实施例中，顶铁架构包括前钢板220、后钢板230、钢管240、前槽钢250和后槽钢260，前钢板220的前端面与受力顶铁210连接，钢管240设置于前钢板220和后钢板230之间，钢管240分别垂直连接于前钢板220和后钢板230，前槽钢250分别与前钢板220和钢管240连接，后槽钢260分别与后钢板230和钢管240连接。

可以理解的是，在一些实施例中，顶铁架构的前钢板220和后钢板230为矩形钢板，可以理解的是，前钢板220和后钢板230也可以为其他形状的钢板。

可以理解的是，顶铁架构的各个部件之间可以通过焊接等方式固定连接，可以通过卡槽、螺栓等方式进行可拆卸式的连接，本领域技术人员应当清楚每种连接方式的原理，在此不作过多的限定。

在一些实施例中，顶铁架构还设置了加劲件270，加劲件270分别与前钢板220和钢管240连接，或者分别与后钢板230和钢管240连接，用于加强固定前钢板220和钢管240以及后钢板230和钢管240之间的连接，使顶铁架构更为牢固。加劲件270可以是三角肋板。

在一些实施例中，受力顶铁210为环形顶铁，可以理解的是，受力顶铁210的种类可根据施工用的顶管实际调整为矩形顶铁、弧形顶铁、马蹄形顶铁和U形顶铁等，在施工过程中，机头部件100的后端装设有顶进管道(或称管道)，受力顶铁210设置在顶进管道的后端面，顶铁部件200的作用主要是把推力比较均匀地分散到顶进管道的管端面上，同时还起到保护管端面的作用，且还可以延长短行程千斤顶的行程。

可以理解的是，受力顶铁210与顶铁架构之间通过可拆卸的方式连接，例如通过卡槽、螺栓等，受力顶铁210能够拆卸下来更换，并且可以适用于更多型号的顶进管道。

在一些实施例中，受力顶铁210设有若干吊环211，在施工过程中，吊环211能够提供着力点，方便机械吊装。

在一些实施例中，顶铁部件200还设置有卷扬机拖环，在施工过程中，顶出的顶铁部件200可以通过卷扬机拖拽归位，而无需再调整和纠正顶铁位置，节省了施工过程中反复起吊和下放顶铁部件200的环节，节省了大量时间，加快了顶管顶进施工速度，节约了施工成本。

在一些实施例中，千斤顶部件300设置在顶铁部件200的后端，采用两个200吨的千斤顶部件300，均对顶铁部件200施力。可以理解的是，在实际施工过程中，可根据顶进管道的长度、地勘报告、管径及允许顶力等计算选择适用的千斤顶部件300。

可以理解的是，千斤顶部件300包括有主顶油缸和油管口，主顶油缸设有油管口，油管口通过高压软管连接于油箱。千斤顶部件300可以是液压电动千斤顶，千斤顶部件300为本领域常规设备，本领域技术人员应当了解千斤顶部件300的使用方式、原理和结构等，在此不作过多的说明。

在一些实施例中，变径装置400设置在机头部件100和顶铁部件200之间，如图4所示，变径装置400具有第二壳体410和法兰盘420，第二壳体410内部中空形成腔体，腔体的后端为第一开口，以便顶进管道插入。第二壳体410的前端面与第一壳体110的后端面连接，第二壳体410的外径和第一壳体110的外径相等，第二壳体410的内径大于第一壳体110的内径，并且，法兰盘420设在腔体内，法兰盘420的外周面与第二壳体410的内周壁面连接，法兰盘420起到承接顶进管道的作用。法兰盘420与受力顶铁210之间形成用于容置顶进管道的第一间距，在施工过程中，变径装置400设置在机头部件100的后端，并且设置在顶进管道的前端，第一壳体110的外表面与第二壳体410的外表面对齐，法兰盘420的后端面与顶进管道的前端面接触连接。

在一些实施例中，第二壳体410是由两个等径的半圆壳体连接而成的，两个半圆壳体可以通过焊接、螺钉连接等方式连接。采用两个半圆壳体作为第二壳体410，结构简单，并且容易获得。可以理解的是，在一些实施例中，第二壳体410也可以是一个整体部件，通过整体铸造等方式获得。

可以理解的是，第二壳体410的前端面与第一壳体110的后端面可以是固定连接的，可以通过焊接等方式固定，能够避免在顶管施工过程中第二壳体410与第一壳体110之间松动而造成的轴线偏斜和管道受损。当然，第二壳体410的前端面与第一壳体110的后端面也可以是可拆卸连接的，可以通过插接或通过设置锁扣件等方式进行活动连接。在一些实施例中，如图4所示，第一壳体110的后端面设有向后凸出的凸台112，腔体的前端为第二开口，以便凸台112插接于第二开口，凸台112的外径稍小于第二壳体410的内径，促使第二壳体410与凸台112能够实现插接，从而实现将第一壳体110与第二壳体410活动连接，这种方式结构简单且拆装方便。

可以理解的是，法兰盘420与第二壳体410的内侧面可以通过焊接固定，将法兰盘420的侧面与第二壳体410的内侧面焊接固定，能够使得法兰盘420更加牢固，加强推进受力。可以理解的是，法兰盘420与第二壳体410的内侧面也可以通过胶黏、螺栓连接等方式固定，在此不作限定。

在一些实施例中，如图5所示，在法兰盘420靠近机头部件100的一端还设有多个加劲板430，多个加劲板430周布于法兰盘420的前端面，每个加劲板430分别与法兰盘420的前端面以及第一壳体110的内侧面连接，以增强法兰盘420的推进受力。在一些实施例中，多个加劲板430可以是多个直角三角形加劲板430，其中，每个直角三角形的两条直角边分别与法兰盘420的前端面和第一壳体110的内侧面连接，使用直角三角形加劲板430具有较好的稳定性。可以理解的是，多个加劲板430也可以是多个90度的扇形板，其中，每个扇形板的两条直角边分别与法兰盘420的前端面和第一壳体110的内侧面连接。可以理解的是，多个加劲板430也可以是方形等其他形状的加劲板430，在此不一一列举。

在一些实施例中，第二壳体410的腔体设有垫圈，垫圈可以为圆筒状，垫圈的外周面与第二壳体410的内周壁面连接，如通过卡接方式等，垫圈设置在法兰盘420的后端面，可以通过选择不同壁厚尺寸的垫圈，以使垫圈的内径与不同管径的顶进管道相适配，对顶进管道起到支撑作用，促使顶进管道所受的作用力能均匀施加于法兰盘420上，避免法兰盘420受力不均而损坏。具体地，在顶进管道的外径略小时，通过选择内径较小的垫圈，使顶进管道与第二壳体410插接稳固，使管径略小的顶进管道也能够适配于该顶管机。

在一些实施例中，机头部件100还包括有摄像头、控制器、无线发射器和无线接收器，控制器分别与无线发射器、无线接收器、摄像头以及驱动装置电连接。在顶管机的机头部件100增设摄像头、控制器、无线发射器和无线接收器，可以在顶管施工过程中采集地下管路的图像信息，并且将采集到的信息传递到管路外，使得在管路外的施工人员能够实时了解地下施工情况，及时调整施工方案。

可以理解的是，无线发射器和无线接收器能够与外部的终端设备连接，并且能够与所连接的终端设备进行信息收发。可以理解的是，控制器可以是单片机、PLC控制器等，能实现简单的控制驱动装置、无线发射器、无线接收器以及摄像头工作或停止的功能便可。

在施工过程中，施工人员先将本实用新型实施例的顶管机吊装在工作井内已固定好的轨道上，再将其他顶进设备有序安装以及测量校核，最后对准备就绪的全套完整设备进行预顶调试，借助于千斤顶部分产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，通过管道循环顶进，将管道按设计的坡度顶至接收井。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种顶管机，其特征在于，包括：

机头部件，所述机头部件包括第一壳体和刀盘，所述刀盘设置在所述第一壳体的前端；

顶铁部件，所述顶铁部分设置在所述机头部件的后方，所述顶铁部件包括受力顶铁和顶铁架构，所述受力顶铁的后端面与所述顶铁架构连接；

千斤顶部件，所述千斤顶部件设置在所述顶铁架构的后端；

变径装置，所述变径装置设置在所述机头部件和所述顶铁部件之间，所述变径装置包括第二壳体和法兰盘，所述第二壳体内部中空形成腔体，腔体的后端为第一开口，所述第二壳体的前端面与所述第一壳体的后端面连接，所述第二壳体的外径与所述第一壳体的外径相等，所述第二壳体的内径大于所述第一壳体的内径，所述法兰盘位于所述腔体内，所述法兰盘的外周面与第二壳体的内周壁面连接，所述法兰盘与受力顶铁之间形成用于容置管道的第一间距。

2.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述法兰盘的前端面设有多个加劲板，多个所述加劲板周布于所述法兰盘的前端面，每个所述加劲板分别与所述法兰盘的前端面和所述第一壳体的内侧壁面连接。

3.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述第二壳体由两个等径的半圆壳体连接而成。

4.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述第二壳体的前端面可拆卸连接于所述第一壳体的后端面。

5.根据权利要求4所述的顶管机，其特征在于，所述第一壳体的后端面设有向后凸出的凸台，所述腔体的前端为第二开口，所述凸台插接于所述第二开口。

6.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述第一壳体的后端面设有向内凸出的吊耳。

7.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述顶铁架构包括前钢板、后钢板、钢管、前槽钢和后钢槽，所述前钢板的前端面与所述受力顶铁连接，所述钢管设置于前钢板和后钢板之间，所述钢管分别垂直连接于前钢板和后钢板，所述前槽钢分别与所述前钢板和所述钢管连接，所述后钢槽分别与所述后钢板和所述钢管连接。

8.根据权利要求7所述的顶管机，其特征在于，所述顶铁架构还包括加劲件，所述加劲件分别与所述前钢板和所述钢管连接，或者分别与所述后钢板和所述钢管连接。

9.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述受力顶铁设有若干吊环。

10.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，还包括垫圈，所述垫圈设于所述腔体内，所述垫圈的外周面与所述第二壳体的内周壁面连接，所述垫圈位于所述法兰盘的后方。

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