CN220769473U - 前置机芯结构以及盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种前置机芯结构和盾构机，其中，前置机芯结构设置在盾构机的前盾上，包括装配座、动力装置、泥水舱和刀盘，装配座上沿轴向设置有壳体总成；动力装置包括安装在装配座上的驱动件以及驱动件的驱动轴，驱动轴伸入壳体总成中并与壳体总成可拆卸连接；泥水舱固定连接在装配座上且设于壳体总成的周侧，泥水舱与壳体总成之间设置有密封件；刀盘与壳体总成可拆卸连接，驱动件用于带动驱动轴转动，以使驱动轴带动壳体总成转动，进而使壳体总成带动刀盘转动。相较于现有的盾构机，将泥水舱与驱动件轴向重合，从而缩短了盾构体的整体长度，需要对驱动件进行检修维护时，只需将刀盘在壳体总成拆卸后，直接对驱动件进行维修即可。

Description

前置机芯结构以及盾构机

技术领域

本实用新型涉及盾构机技术领域，特别地，涉及一种前置机芯式结构。此外，还包括一种包括上述前置机芯结构的盾构机。

背景技术

地铁、铁路、公路、市政等水电管道施工时，现有一般的施工方法为：首先在需要铺设水电管道的位置进行半封闭开挖，即沿管道铺设长度方向由上至下开挖出内凹的安装渠，然后把水电管道铺设于该安装渠内，最后再填土封闭，该种施工方式中，工人的劳动强度非常大、施工进度低、且施工质量差。鉴于现有施工方法存在的该些技术问题，发明一种与隧道掘进用盾构机相似的小型盾构机以用于洞径较小的隧道施工。

如申请号为202111363468.3的中国发明专利，公开了一种小型盾构机，包括外轴筒，外轴筒内设有分隔板，以将外轴筒的轴腔分隔为泥水舱和安装舱。泥水舱的开口端设有过滤网罩，过滤网罩的外侧间隔设有刀盘，刀盘与过滤网罩之间形成破碎舱，刀盘上分散布设有扩孔刀、刮削刀及压钻刀，破碎舱用于使进入其内的泥块和碎石在过滤网罩和刀盘的配合挤压下进一步破碎，以通过过滤网罩后进入与过滤网罩连通的泥水舱中外排。安装舱内设有动力系统和进水排浆系统，动力系统沿轴向穿设泥水舱和过滤网罩后连接刀盘，进水排浆系统布设于动力系统的外周，以用于将外部的冲洗水供入破碎舱，同时将泥水舱中的泥水向外排出盾构机。在该小型盾构机的结构中泥水舱设置在刀盘和动力系统之间，使得动力系统的驱动轴需要穿过泥水舱才能与刀盘连接，这样的小型盾构机结构存在以下问题：

其一，由于动力系统的驱动轴需要穿过泥水舱才能与刀盘连接，此时动力系统的总长度会增加，从而加长了盾构机的整体长度，造成成本的增加且过长的小型盾构机在长度受限的环境中使用困难；

其二，不利于动力系统的检查维护，对动力系统进行检查时，需要依次拆卸刀盘和泥水舱后才能对动力系统进行检修，过程繁琐。

实用新型内容

本实用新型提供了一种前置机芯式结构，以解决如何缩短盾构机的长度以及降低检修难度的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种前置机芯结构，设置在盾构机的前盾上，包括装配座、动力装置、泥水舱和刀盘，所述装配座上沿轴向设置有壳体总成；所述动力装置包括安装在装配座上的驱动件以及驱动件的驱动轴，所述驱动轴伸入所述壳体总成中并与所述壳体总成可拆卸连接；所述泥水舱固定连接在装配座上且设于所述壳体总成的周侧，所述泥水舱与所述壳体总成之间设置有密封件；所述刀盘与所述壳体总成可拆卸连接，所述驱动件用于驱动所述驱动轴转动，以使所述驱动轴带动所述壳体总成转动，进而使所述壳体总成带动所述刀盘转动。

进一步地，所述壳体总成包括外壳体和轴承组，所述装配座上固定连接有与所述装配座同轴设置的中心套，所述外壳体套设在所述中心套上且通过所述轴承组与所述中心套转动连接，所述驱动轴穿过所述中心套，且所述驱动轴穿出所述中心套的一端与所述外壳体连接。

进一步地，所述外壳体由沿朝向所述刀盘的方向依次包括密封部、支撑部和连接部，所述密封部与所述中心套连接密封，所述支撑部与所述中心套间隙设置并形成有用于设置轴承组的安装腔，所述连接部用于与所述驱动轴连接。

进一步地，所述支撑部呈阶梯设置，以使所述安装腔形成阶梯腔，所述阶梯腔沿朝向所述连接部的方向依次包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述轴承组包括导向轴承、第一推力轴承和第二推力轴承，所述导向轴承设置于所述第一腔室内并用于使所述外壳体相对于所述中心套径向定位，所述第一推力轴承设置于所述第二腔室内并用于减少所述外壳体与所述中心套之间的摩擦，所述第二推力轴承设置与所述第三腔室并用于密封所述第三腔室以使所述密封部与所述第二推力轴承之间形成密封空间。

进一步地，所述驱动轴包括输出轴和密封盖，所述输出轴的第一端与所述驱动件连接，所述输出轴的第二端与所述密封盖连接，所述密封盖与所述连接部连接以密封所述连接部形成的开口。

进一步地，所述密封件为密封圈并设置在所述密封部与所述泥水舱之间。

进一步地，所述泥水舱朝向所述刀盘的开口端设有过滤网罩。

进一步地，所述外壳体的外侧壁上固定连接有第一法兰盘，所述刀盘上设置有第二法兰盘，所述第一法兰盘与所述第二法兰盘配合连接以使所述刀盘与所述外壳体固定连接。

进一步地，所述泥水舱朝向所述刀盘的一端形成有收容所述第一法兰盘的避让槽。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种盾构机，其包括上述所述的前置机芯结构。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的前置机芯结构中，装配座直接安装在盾构机的前盾上，驱动件的机体固定在装配座上，驱动件的驱动轴伸入壳体总成中并与壳体总成可拆卸且固定连接，泥水舱固定连接在且位于壳体总成的周侧，泥水舱与壳体总成之间设置有密封件，以保证泥水舱和壳体总成之间的分离，且刀盘与壳体总成可拆卸连接，此时驱动件带动驱动轴，以使驱动轴带动壳体总成转动，进而使壳体总成带动刀盘转动。由于将泥水舱设置与壳体总成的周侧且刀盘也直接与壳体总成可拆卸连接。由于壳体总成与驱动轴连接后并直接与刀盘进行连接，使得动力装置直接与刀盘进行连接，而泥水舱则设置在壳体总成的周侧，相较于现有的盾构机，将泥水舱与驱动件轴向重合，从而缩短了盾构体的整体长度，而且刀盘与泥水舱未接触而是直接与壳体总成连接，需要对驱动件进行检修维护时，只需将刀盘在壳体总成拆卸后，再直接对壳体总成内的驱动件进行维修即可，检修过程简单。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的前置机芯结构的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的外壳体与中心套配合的结构示意图。

图例说明：

100、装配座；101、中心套；

200、驱动件；201、驱动轴；202、输出轴；203、密封盖；

300、外壳体；301、密封部；302、支撑部；303、连接部；304、第一法兰盘；305、第一腔室；306、第二腔室；307、第三腔室；

400、轴承组；401、导向轴承；402、第一推力轴承；403、第二推力轴承；

500、泥水舱；501、过滤网罩；502、密封件；

600、刀盘；601、第二法兰盘。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本实施例的一种前置机芯结构，设置在盾构机的前盾上，包括装配座100、动力装置、泥水舱500和刀盘600，所述装配座100上沿轴向设置有壳体总成；所述动力装置包括安装在装配座100上的驱动件200以及驱动件200的驱动轴201，所述驱动轴201伸入所述壳体总成中并与所述壳体总成可拆卸连接；所述泥水舱500固定连接在装配座100上且设于所述壳体总成的周侧，所述泥水舱500与所述壳体总成之间设置有密封件502；所述刀盘600与所述壳体总成可拆卸连接，通过所述驱动件200驱动所述驱动轴201，以使所述驱动轴201带动所述壳体总成转动，进而使所述壳体总成带动所述刀盘600转动。

在本实施例中，装配座100固定在盾构机前盾上，驱动件200为驱动电机，且驱动电机为减速电机，驱动件200的机体固定在装配座100朝向盾构机的前盾的一侧，驱动轴201穿过装配座100并伸入壳体总成中与壳体总成可拆卸且固定连接，且壳体总成与装配座100的接触处设置有密封件502，且密封件502的外围还设置有泥水舱500，刀盘600与泥水舱500之间形成有破碎舱，破碎舱和刀盘600配合将泥块和碎石破碎后输入泥水舱500。

具体的，装配座100直接安装在盾构机的前盾上，驱动件200的机体固定在装配座100上，驱动件200的驱动轴201伸入壳体总成中并与壳体总成可拆卸且固定连接，泥水舱500固定连接在且位于壳体总成的周侧，具体的，所述泥水舱环绕所述壳体总成的外周设置，并使所述泥水舱不占用所述刀盘与所述动力装置之间的轴向安装空间，泥水舱500与壳体总成之间设置有密封件502，以保证泥水舱500和壳体总成之间的密封，且刀盘600与壳体总成可拆卸连接，此时驱动件200带动驱动轴201，以使驱动轴201带动壳体总成转动，进而使壳体总成带动刀盘600转动。由于将泥水舱500设置与壳体总成的周侧且刀盘600也直接与壳体总成可拆卸连接。由于壳体总成与驱动轴201连接后并直接与刀盘600进行连接，使得动力装置直接与刀盘600进行连接，而泥水舱500则设置在壳体总成的周侧，相较于现有的盾构机，将泥水舱500与驱动件200轴向重合，从而缩短了盾构体的整体长度，而且刀盘600与泥水舱500未接触而是直接与壳体总成连接，需要对驱动件200进行检修维护时，只需将刀盘600在壳体总成拆卸后，再直接对壳体总成内的驱动件200进行维修即可，检修过程简单。

进一步地，所述壳体总成包括外壳体300和轴承组400，所述装配座100上固定连接有与所述装配座100同轴设置的中心套101，所述外壳体300套设在所述中心套101上且通过所述轴承组400与所述中心套101转动连接，所述驱动轴201穿过所述中心套101，且所述驱动轴201穿出所述中心套101的一端与所述外壳体300固定连接。

在本实施例中，中心套101固定在装配座100上且与装配座100同轴连接，壳体总成包括外壳体300和轴承组400，其中，外壳体300套设在中心套101上，且外壳体300与中心套101之间设置有轴承组400，轴承组400一方面能够为外壳体300提供稳定的支撑，保证外壳体300与中心套101保持同轴，另一方面，外壳体300与中心套101之间能够通过轴承组400进行密封，为了保证外壳体300能够流畅在驱动轴201的作用下转动，可以将外壳体300上设置连通外壳体300内部的油腔，并在油腔中注入润滑油，以减少轴承组400与外壳体300之间摩擦。

进一步地，所述外壳体300由沿朝向所述刀盘600的方向依次包括密封部301、支撑部302和连接部303，所述密封部301与所述中心套101连接密封，所述支撑部302与所述中心套101间隙设置并形成有用于设置轴承组400的安装腔，所述连接部303用于与所述驱动轴201固定连接。

在本实施例中，其中密封部301与中心套101贴合密封，进而保证外壳体300与中心套101同轴设置，支撑部302和中心套101之间形成有安装腔，安装腔内用于设置轴承组400，轴承组400能够为外壳体300提供稳定的支撑，连接部303用于与驱动轴201连接，进而使得外壳体300与驱动轴201连接固定，从而使得驱动轴201能够带动外壳体300周向转动。

进一步地，所述支撑部302呈阶梯设置，以使所述安装腔形成阶梯腔，所述阶梯腔由所述密封部301一端朝向所述连接部303一端依次包括第一腔室305、第二腔室306和第三腔室307，所述轴承组400包括导向轴承401、第一推力轴承402和第二推力轴承403，所述导向轴承401设置于所述第一腔室305内并用于使所述外壳体300相对于所述中心套101径向定位，所述第一推力轴承402设置于所述第二腔室306内并用于减少所述外壳体300与所述中心套101之间的摩擦，所述第二推力轴承403设置与所述第三腔室307并用于密封所述第三腔室307以使所述密封部301与所述第二推力轴承403之间形成密封空间。

在本实施例中，中心套101的外壁也呈阶梯状，用于与支撑部302配合形成第一腔室305，第二腔室306和第三腔室307，其中第一腔室305靠近密封部301，第一腔室305内设置有导向轴承401，导向轴承401用于使外壳体300相对于中心套101径向定位，第一推力轴承402设置于第二腔室306内并用于减少外壳体300与中心套101之间的摩擦，第二推力轴承403设置与第三腔室307并用于密封第三腔室307以使密封部301与第二推力轴承403之间形成密封空间。

进一步地，所述驱动轴201包括输出轴202和密封盖203，所述输出轴202的第一端与所述驱动件200连接，所述输出轴202的第二端与所述密封盖203连接，所述密封盖203与所述连接部303连接以密封所述连接部303形成的开口。

在本实施例中，连接部303的端部用于与密封盖203连接固定，具体连接时，通过密封盖203盖合连接部303的且通过螺栓进行连接固定。

进一步地，所述密封件502为密封圈并设置在所述密封部301与所述泥水舱500之间。

在本实施例中，密封件502为密封圈，设置与密封部301与泥水舱500之间，以方便对壳体总成进行二次密封，从而隔绝泥水舱500的泥浆废料，保证壳体总成内具备良好的工作环境。

进一步地，所述泥水舱500朝向所述刀盘600的开口端设有过滤网罩501。在本实施例中，过滤网罩501包括与泥水舱500的开口端固定的网罩本体，及连接于网罩本体朝向刀盘600的内环壁上的破碎条；破碎条用于与刀盘600配合以将进入破碎舱的泥块和碎石进一步挤压破碎，以通过网罩本体的过滤后进入泥水舱500外排。

进一步地，所述外壳体300的外侧壁上固定连接有第一法兰盘304，所述刀盘600上设置有第二法兰盘601，所述第一法兰盘304与所述第二法兰盘601配合连接以使所述刀盘600与所述外壳体300固定连接。

在本实施例中，第一法兰盘304和第二法兰盘601通过螺栓可拆卸连接，方便刀盘600与外壳体300直接的拆卸安装。

进一步地，所述泥水舱500朝向所述刀盘600的一端形成有收容所述第一法兰盘304的避让槽。

进一步地，所述刀盘600上设置有用于扩孔的扩口刀、用于对扩孔端面上的地层进行周向刮削破碎的刮削刀以及用于对前进方向上的地层中的岩石进行压裂破碎的压钻刀。

在本实施例中，通过扩孔刀、刮削刀及压钻刀三者的配合作用，使其适用于泥土、风化岩、岩石等混合地层，适应范围广，使用经济性高；扩孔刀、刮削刀及压钻刀三者配合作用时，扩孔刀掘进顺畅，可有效防止扩孔刀崩刀，提高掘进速度，增大扩孔刀的使用寿命，同时通过刮削刀和压钻刀的配合作用，也使土、石破碎的更充分，以便后续进一步的挤压破碎。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种盾构机，其包括上述所述的前置机芯结构，所以该盾构机包括如上述前置机芯结构所具有的所有有益效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种前置机芯结构，用于设置在盾构机的前盾上，其特征在于，包括

装配座(100)，所述装配座(100)上沿轴向设置有壳体总成；

动力装置，所述动力装置包括安装在装配座(100)上的驱动件(200)以及驱动件(200)的驱动轴(201)，所述驱动轴(201)伸入所述壳体总成中并与所述壳体总成可拆卸连接；

泥水舱(500)，所述泥水舱(500)固定连接在装配座(100)上且设于所述壳体总成的周侧，所述泥水舱(500)与所述壳体总成之间设置有密封件(502)；

刀盘(600)，所述刀盘(600)与所述壳体总成可拆卸连接，所述驱动件(200)用于驱动所述驱动轴(201)转动，以使所述驱动轴(201)带动所述壳体总成转动，进而使所述壳体总成带动所述刀盘(600)转动。

2.根据权利要求1所述的前置机芯结构，其特征在于，所述壳体总成包括外壳体(300)和轴承组(400)，所述装配座(100)上固定连接有与所述装配座(100)同轴设置的中心套(101)，所述外壳体(300)套设在所述中心套(101)上且通过所述轴承组(400)与所述中心套(101)转动连接，所述驱动轴(201)穿过所述中心套(101)，且所述驱动轴(201)穿出所述中心套(101)的一端与所述外壳体(300)连接。

3.根据权利要求2所述的前置机芯结构，其特征在于，所述外壳体(300)沿朝向所述刀盘(600)的方向依次包括密封部(301)、支撑部(302)和连接部(303)，所述密封部(301)与所述中心套(101)连接密封，所述支撑部(302)与所述中心套(101)间隙设置并形成有用于设置轴承组(400)的安装腔，所述连接部(303)用于与所述驱动轴(201)连接。

4.根据权利要求3所述的前置机芯结构，其特征在于，所述支撑部(302)呈阶梯设置，以使所述安装腔形成阶梯腔，所述阶梯腔沿朝向所述连接部(303)的方向包括第一腔室(305)、第二腔室(306)和第三腔室(307)，所述轴承组(400)包括导向轴承(401)、第一推力轴承(402)和第二推力轴承(403)，所述导向轴承(401)设置于所述第一腔室(305)内并用于使所述外壳体(300)相对于所述中心套(101)径向定位，所述第一推力轴承(402)设置于所述第二腔室(306)内并用于减少所述外壳体(300)与所述中心套(101)之间的摩擦，所述第二推力轴承(403)设置与所述第三腔室(307)并用于密封所述第三腔室(307)以使所述密封部(301)与所述第二推力轴承(403)之间形成密封空间。

5.根据权利要求4所述的前置机芯结构，其特征在于，所述驱动轴(201)包括输出轴(202)和密封盖(203)，所述输出轴(202)的第一端与所述驱动件(200)连接，所述输出轴(202)的第二端与所述密封盖(203)连接，所述密封盖(203)与所述连接部(303)连接以密封所述连接部(303)形成的开口。

6.根据权利要求3所述的前置机芯结构，其特征在于，所述密封件(502)为密封圈并设置在所述密封部(301)与所述泥水舱(500)之间。

7.根据权利要求6所述的前置机芯结构，其特征在于，所述泥水舱(500)朝向所述刀盘(600)的开口端设有过滤网罩(501)。

8.根据权利要求3所述的前置机芯结构，其特征在于，所述外壳体(300)的外侧壁上固定连接有第一法兰盘(304)，所述刀盘(600)上设置有第二法兰盘(601)，所述第一法兰盘(304)与所述第二法兰盘(601)配合连接以使所述刀盘(600)与所述外壳体(300)固定连接。

9.根据权利要求8所述的前置机芯结构，其特征在于，所述泥水舱(500)朝向所述刀盘(600)的一端形成有收容所述第一法兰盘(304)的避让槽。

10.一种盾构机，其特征在于，包括如上述权利要求1～9中任意一项所述的前置机芯结构。