CN217925871U - 盾构机刀具装置及盾构机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及隧道工程机械技术领域，提供了一种盾构机刀具装置及盾构机，包括装置本体、刀具和驱动机构；通过在刀具轴向上的两端开设卡槽，并设置对应的卡块用于与卡槽卡接，能够实现刀具的固定于拆卸；通过设置电机能够驱动卡块运动，通过第一传动件和第一蜗杆以及第二传动件和第二蜗杆能够对动能进行传递，用于控制卡块沿刀具的轴向运动；通过在两个转轮上设置转齿，使两个转轮能够分别与第一蜗杆和第二蜗杆啮合，且两个转轮分别通过两个活动件与相应的卡块连接，用于使卡块与卡槽插拔配合。该装置通过电机既能够控制活动件上的卡块与刀具的卡槽卡接，对刀具进行固定，又能够带动活动件使卡块与卡槽分离，实现刀具的拆卸，提高了刀具的拆装效率。

Description

盾构机刀具装置及盾构机

技术领域

本公开涉及隧道工程机械技术领域，尤其涉及一种盾构机刀具装置及盾构机。

背景技术

盾构机全名为盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，经过不断改进和发展，成为目前世界最先进的地下隧道掘进机。其集机、电、液、传感、信息技术于一身，可在不影响地面状况的条件下作业，与传统施工方式相比大大提高施工的效率、安全性，降低了成本，广泛应用地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程，盾构机在掘进过程中通过控制铰接油缸的伸缩，实现盾体一定角度范围内偏转，精确控制隧道掘进方向。在当盾构机进行掘进时，盾构机刀盘上的先行刀需要先对岩石进行预松，以便于后续各种刀具的进一步挖掘，现有的盾构机刀具主合金体的安装槽稳定性差，容易提前脱落；同时，现有的刀具主合金体采用螺丝等进行固定，螺丝和螺孔容易受外力损坏，而造成拆装困难，影响施工效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种盾构机刀具装置及盾构机。

本公开提供了一种盾构机刀具装置，包括装置本体、刀具和驱动机构；

所述驱动机构设置在所述装置本体内，所述驱动机构包括电机、第一传动件、第二传动件、第一蜗杆和第二蜗杆，所述第一蜗杆通过所述第一传动件与所述电机传动连接，所述第二蜗杆通过所述第二传动件与所述电机传动连接；

至少部分的所述刀具设置在所述装置本体外，所述刀具轴向上的两端开设有卡槽，两个所述卡槽内卡接有卡块，两个所述卡块分别通过相应的活动件与转轮连接，两个所述转轮上形成有转齿，通过所述转齿两个转轮分别与所述第一蜗杆和所述第二蜗杆啮合，所述第一蜗杆和所述第二蜗杆用于控制所述卡块与所述卡槽的插拔配合。

可选地，所述刀具包括刀头和刀柄，所述刀头沿所述刀柄的径向设置，所述装置本体上开设有容纳腔，至少部分的所述刀头设置在所述容纳腔外。

可选地，所述刀柄轴向上的两端设置有连接头，所述连接头上开设有卡槽。

可选地，所述刀头表面设置有硬质涂层。

可选地，所述硬质涂层下设置有渗氮层。

可选地，所述硬质涂层的厚度为0.35mm，所述渗氮层的厚度为0.55mm。

可选地，所述第一传动件与所述第一蜗杆之间和所述第二传动件与所述第二蜗杆之间均安装有活动轴，所述第一传动件和第二传动件通过所述活动轴带动第一蜗杆和第二蜗杆转动。

可选地，还包括转杆，所述转杆通过所述电机驱动，所述转杆与所述第一传动件和所述第二传动件传动连接，所述转杆与装置本体之间安装有第一限位件，所述第一限位件与所述转杆转动连接。

可选地，所述第一蜗杆和所述第二蜗杆与所述装置本体之间分别安装有第二限位件，所述第一蜗杆和所述第二蜗杆均与所述第二限位件转动连接。

本公开还提供一种盾构机，包括上述的盾构机刀具装置。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开一方面提供一种盾构机刀具装置，通过在刀具轴向上的两端开设卡槽，并设置对应的卡块用于与卡槽卡接，能够实现刀具的固定于拆卸；通过设置电机能够驱动卡块运动，通过第一传动件和第一蜗杆以及第二传动件和第二蜗杆能够对电机输出的动能进行传递，用于控制卡块沿刀具的轴向运动；通过在两个转轮上设置转齿使两个转轮能够分别与第一蜗杆和第二蜗杆啮合，且两个转轮分别通过两个活动件与相应的卡块连接，用于控制卡块与卡槽插拔配合。该装置通过装置本体内的电机带动转轮上的活动件进行调节，既能够控制活动件上的卡块与刀具的卡槽卡接，对刀具进行限位固定，防止刀具脱落，又能够通过控制电机的反转带动活动件使卡块与卡槽分离，实现刀具的拆卸，提高了刀具的拆装效率，进而提升施工效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述盾构机的局部示意图；

图2为本公开实施例所述盾构机刀具装置的示意图；

图3为本公开实施例所述盾构机刀具装置A处的示意图；

图4为本公开实施例所述刀头的结构示意图。

其中，1、装置本体；2、容纳腔；3、刀头；4、刀柄；5、电机；6、转杆；7、第一限位件；8、第一传动件；9、第一蜗杆；10、第二限位件；11、活动件；12、卡块；13、连接头；14、卡槽；15、活动轴；16、第二传动件；17、第二蜗杆；18、转齿；19、定位轴；20、硬质涂层；21、渗氮层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开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公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

结合图1至图3所示，本公开的一些实施例一方面提供一种盾构机刀具装置，包括装置本体1、刀具和驱动机构；所述驱动机构设置在所述装置本体1内，所述驱动机构包括电机5、第一传动件8、第二传动件16、第一蜗杆9和第二蜗杆17，所述第一蜗杆9通过所述第一传动件8与所述电机5传动连接，所述第二蜗杆17通过所述第二传动件16与所述电机5传动连接；至少部分的所述刀具设置在所述装置本体1外，所述刀具轴向上的两端开设有卡槽14，两个所述卡槽14内卡接有卡块12，两个所述卡块12分别通过相应的活动件11与转轮连接，两个所述转轮上形成有转齿18，通过所述转齿18两个转轮分别与所述第一蜗杆9和所述第二蜗杆17啮合，所述第一蜗杆9和所述第二蜗杆17用于控制所述卡块12与所述卡槽14的插拔配合。

本实施例的盾构机刀具装置，通过在刀具轴向上的两端开设卡槽14，并设置对应的卡块12用于与卡槽14卡接，能够实现刀具的固定于拆卸；通过设置电机5能够驱动卡块12运动，通过第一传动件8和第一蜗杆9以及第二传动件16和第二蜗杆17能够对电机5输出的动能进行传递，用于控制卡块12沿刀具的轴向运动；通过在两个转轮上设置转齿18使两个转轮能够分别与第一蜗杆9和第二蜗杆17啮合，且两个转轮分别通过两个活动件11与相应的卡块12连接，用于控制卡块12与卡槽14插拔配合。

通过采用该盾构机刀具装置，既能够控制活动件11上的卡块12与刀具的卡槽14卡接，对刀具进行限位固定，防止刀具脱落，又能够通过控制电机5的反转带动活动件11使卡块12与卡槽14分离，实现刀具的拆卸，提高了刀具的拆装效率，进而提升施工效率。

在一些更详细的实施例中，上述的第一传动件8和第二传动件16均为传动带，成本低且无需润滑维护，适用于第一蜗杆9和第二蜗杆17与电机5的输出端之间较大的传动距；可选地，上述的第一传动件8和第二传动件16也可以是涡轮机构。

在一些实施例中，所述刀具包括刀头3和刀柄4，所述刀头3沿所述刀柄4的径向设置，所述装置本体1上开设有容纳腔2，至少部分的所述刀头3设置在所述容纳腔2外。更具体地，上述的刀柄4上设置有多个刀头3，多个刀头3之间间隔布置。

在一些实施例中，所述刀柄4轴向上的两端设置有连接头13，所述连接头13上开设有卡槽14。具体地，通过设置连接头13能够避免卡块12直接与刀柄4接触，降低刀柄4的磨损，同时降低刀具的加工难度。

如图4所示，在一些实施例中，所述刀头3表面设置有硬质涂层20。具体地，通过设置硬质涂层20能够提升刀头3表面的耐磨性，延长刀具的使用寿命。

在一些实施例中，所述硬质涂层20下设置有渗氮层21。具体地，通过对刀头3的渗氮处理能够提高刀头3的金属疲劳极限，同时提高耐磨性和耐腐蚀性。

在一些实施例中，所述硬质涂层20的厚度为0.35mm，所述渗氮层21的厚度为0.55mm。具体地，通过设置渗氮层21让刀具表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力以及抗回火软化能力得到了提升，并降低缺口敏感性。

在一些实施例中，所述第一传动件8与所述第一蜗杆9之间和所述第二传动件16与所述第二蜗杆17之间均安装有活动轴15，所述第一传动件8和第二传动件16通过所述活动轴15带动第一蜗杆9和第二蜗杆17转动。

在一些实施例中，还包括转杆6，所述转杆6通过所述电机5驱动，所述转杆6与所述第一传动件8和所述第二传动件16传动连接，所述转杆6与装置本体1之间安装有第一限位件7，所述第一限位件7与转杆6转动连接。具体地，上述的转杆6能够延长电机5的输出端，以便于与第一传动件8和第二传动件16进行传动连接。更详细地，上述的第一限位件7用于为转杆6提供支点，并对转杆6进行限位。

在一些实施例中，所述第一蜗杆9和所述第二蜗杆17与所述装置本体1之间分别安装有第二限位件10，所述第一蜗杆9和所述第二蜗杆17均与所述第二限位件10转动连接。具体地，上述的第二限位件10的数量为多个，优选地，多个第二限位件10均设置在装置本体1上，并分别与第一蜗杆9与第二蜗杆17的两端转动连接。

本公开还提供一种盾构机，包括上述的盾构机刀具装置。由于上述的盾构机刀具装置具有自动对刀具进固定或拆卸的优势，因此该盾构机在相应方面也具有较好的质量品质。

下面结合具体的工作原理，对上述实施例中的盾构机刀具装置进行说明：

本装置设置的刀头3部分地处于装置本体1内，通过装置本体1内的电机5转动带动转杆6的转动，由转杆6的转动带动转杆6两端的第一传动件8和第二传动件16进行转动，从而控制第一蜗杆9和第二蜗杆17的转动，由于第一蜗杆9和第二蜗杆17均啮合有转齿18，转齿18通过定位轴19活动安装于装置本体1内，从而带动转齿18上的活动件11进行调节，以此来控制活动件11上卡块12与刀柄4上的卡槽14扣接，对刀柄4进行限位固定，防止刀柄4脱落，当需要取下刀柄4时只需再次控制电机5的反转带动活动件11向上移动让卡块12与卡槽14分离即可实现拆分，大大提高了拆装的效率，本装置设置的刀头3上涂有一层硬质涂层20，来增强刀头3的耐磨性和高冲击韧性，保证了刀头3的强度，刀头3内还设有渗氮层21，通过渗氮层21的设置让刀具表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力以及抗回火软化能力得到了提升，并降低缺口敏感性，进一步的保证了刀具的使用寿命。

在本公开的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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公开的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或装置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公开的实施方式的限制。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种盾构机刀具装置，其特征在于，包括装置本体(1)、刀具和驱动机构；

所述驱动机构设置在所述装置本体(1)内，所述驱动机构包括电机(5)、第一传动件(8)、第二传动件(16)、第一蜗杆(9)和第二蜗杆(17)，所述第一蜗杆(9)通过所述第一传动件(8)与所述电机(5)传动连接，所述第二蜗杆(17)通过所述第二传动件(16)与所述电机(5)传动连接；

至少部分的所述刀具设置在所述装置本体(1)外，所述刀具的轴向上的两端开设有卡槽(14)，两个所述卡槽(14)内卡接有卡块(12)，两个所述卡块(12)分别通过相应的活动件(11)与转轮连接，两个所述转轮上形成有转齿(18)，通过所述转齿(18)两个转轮分别与所述第一蜗杆(9)和所述第二蜗杆(17)啮合，所述第一蜗杆(9)和所述第二蜗杆(17)用于控制所述卡块(12)与所述卡槽(14)的插拔配合。

2.根据权利要求1所述的盾构机刀具装置，其特征在于，所述刀具包括刀头(3)和刀柄(4)，所述刀头(3)沿所述刀柄(4)的径向设置，所述装置本体(1)上开设有容纳腔(2)，至少部分的所述刀头(3)设置在所述容纳腔(2)外。

3.根据权利要求2所述的盾构机刀具装置，其特征在于，所述刀柄(4)轴向上的两端设置有连接头(13)，所述连接头(13)上开设有卡槽(14)。

4.根据权利要求2所述的盾构机刀具装置，其特征在于，所述刀头(3)表面设置有硬质涂层(20)。

5.根据权利要求4所述的盾构机刀具装置，其特征在于，所述硬质涂层(20)下设置有渗氮层(21)。

6.根据权利要求5所述的盾构机刀具装置，其特征在于，所述硬质涂层(20)的厚度为0.35mm，所述渗氮层(21)的厚度为0.55mm。

7.根据权利要求1所述的盾构机刀具装置，其特征在于，所述第一传动件(8)与所述第一蜗杆(9)之间和所述第二传动件(16)与所述第二蜗杆(17)之间均安装有活动轴(15)，所述第一传动件(8)和第二传动件(16)通过所述活动轴(15)带动第一蜗杆(9)和第二蜗杆(17)转动。

8.根据权利要求1所述的盾构机刀具装置，其特征在于，还包括转杆(6)，所述转杆(6)通过所述电机(5)驱动，所述转杆(6)与所述第一传动件(8)和所述第二传动件(16)传动连接，所述转杆(6)与装置本体(1)之间安装有第一限位件(7)，所述第一限位件(7)与所述转杆(6)转动连接。

9.根据权利要求1所述的盾构机刀具装置，其特征在于，所述第一蜗杆(9)和所述第二蜗杆(17)与所述装置本体(1)之间分别安装有第二限位件(10)，所述第一蜗杆(9)和所述第二蜗杆(17)均与所述第二限位件(10)转动连接。

10.一种盾构机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的盾构机刀具装置。

Images