一种隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置的制造方法
【专利说明】一种隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置。
[0003]
【背景技术】
[0004]在盾构施工中，由于长距离的掘进施工时刀具会产生过度磨损，为防止因刀具的过度磨损、未及时更换而破坏刀盘结构，从而影响工程进度或者产生安全事故，这个时候就有必要开舱进行刀具的检查与更换。在掌子面自稳性较高的情况下，可以通过注浆加固和维护桩加固等方式进行常压开舱。但有时刀盘位置刚好临近重要建筑物或遇到自稳能力较差的地层时，常压开舱换刀容易造成掌子面坍塌甚至地面塌陷，安全风险极大，此时需要进行带压开舱换刀。
[0005]但由于盾构机刀盘后的土仓内空间狭小，温湿度较大，在进行换刀作业的时候环境非常恶劣，导致换刀时风险极大，带压换刀更是极具危险的工作。因此有必要开发出一种能够辅助工人进行开仓换刀的装置，以降低工人换刀时的工作强度，提高工作效率，降低危险系数。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中盾构机刀盘带压开舱换刀的工作强度大且风险大的上述缺陷，提供一种结构简单、使用方便、能降低工人换刀时的工作强度、提高工作效率且能大大降低危险系数的隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
一种隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置，包括密封舱、伸缩机构和刀具夹紧工装，伸缩机构置于密封舱内部并与刀具夹紧工装相连；
密封舱的前侧面和后侧面上分别设有前闸门和后闸门；
伸缩机构包括导向套、第一执行元件和导向轴；第一执行元件和导向轴均置于导向套的中空内腔中，且第一执行元件左端与设置在导向套左端的导向套端盖铰接，其右端与导向轴左端铰接，而导向轴右端倾斜铰接有第二执行元件；
刀具夹紧工装包括互相连接的铰接座和夹紧总成；
导向套和导向轴均穿设在密封舱内部，且导向轴右端和第二执行元件均与铰接座形成铰接。
[0009]本发明所述隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置包括密封舱、伸缩机构和刀具夹紧工装，该伸缩机构置于密封舱内部并与刀具夹紧工装相连；其中，伸缩机构包括导向套、第一执行元件和导向轴，第一执行元件和导向轴均置于导向套的中空内腔中，且第一执行元件左端与设置在导向套左端的导向套端盖铰接，其右端与导向轴左端铰接，而导向轴右端倾斜铰接有第二执行元件；刀具夹紧工装包括铰接座和夹紧总成；导向套和导向轴均穿设在密封舱内部，且导向轴右端和第二执行元件均与铰接座形成铰接，结构十分简单。
[0010]利用本发明所述隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置进行辅助带压换刀的作业流程为:盾构机停止掘进，换刀作业组进入指定位置，对磨损刀具周围的泥土砂石等进行清理，此时密封舱的前闸门和后闸门都关闭，伸缩机构收缩，且伸缩机构和刀具夹紧工装都置于密封舱内；对密封舱进行加压使得密封舱内压力和土仓内压力一致；当磨损刀具周围清理完毕后，将刀盘转动到伸缩机构的对应位置，打开前闸门，伸缩机构伸出至磨损刀具位置，换刀人员拆卸已磨损刀具，并且将已磨损刀具夹紧在刀具夹紧工装的夹紧总成中，伸缩机构缩回密封舱内，关闭前闸门；舱外人员打开后闸门，从夹紧总成中取下已磨损刀具，并将新刀具夹紧在夹紧总成中，关闭后闸门，并对密封舱内进行加压至密封舱内和土仓内等压；换刀人员打开密封舱，控制伸缩机构伸出至合适位置，换刀人员拧紧新刀，此时，换刀工作完成，使用方便。由此可知，与现有技术中换刀步骤相比，利用本发明所述隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置不仅能减少工人换刀时的工作强度、提高工作效率，而且还大大降低了恶劣环境下盾构机换刀的危险系数。
[0011]作为对本发明所述技术方案的一种改进，前闸门和后闸门分别位于导向套和导向轴的轴向两侧位置。这样的设计方便舱外工作人员方便打开前闸门和后闸门，且不会与伸缩机构发生干涉，进一步方便了所述隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置的使用。
[0012]作为对本发明所述技术方案的一种改进，第一执行兀件为伸缩油缸。将第一执行元件选择为伸缩油缸以输出推力和速度，从而实现第一执行元件的往复运动，即免去了减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳。
[0013]作为对本发明所述技术方案的一种改进，第二执行元件为摆动油缸。将第二执行元件选择为摆动油缸以输出转矩和角速度，在很小的空间里集合了非常高的扭矩，且方便进行精确控制。
[0014]作为对本发明所述技术方案的一种改进，铰接座包括安装座体、左铰接板和右铰接板，且左铰接板和右铰接板分别设置在安装座体顶端的左右两侧；
夹紧总成通过轴分别与左铰接板和右铰接板连接。
[0015]上述左铰接板和右铰接板的设置，不仅方便了夹紧总成与铰接座的装配，而且还能在很大程度上保证夹紧总成与铰接座的安装强度。
[0016]作为对本发明所述技术方案的一种改进，左铰接板或右铰接板外侧设有加强筋。左铰接板或右铰接板外侧设置的加强筋，有助于增强左铰接板或右铰接板的强度。
[0017]作为对本发明所述技术方案的一种改进，夹紧总成包括前夹紧块和后夹紧块，前夹紧块下部和后夹紧块下部转动连接，且前夹紧块底部和后夹紧块底部通过第三执行元件连接。
[0018]该夹紧总成呈“剪刀”状，且在该夹紧总成中，前夹紧块和后夹紧块下部转动连接，方便前夹紧块和后夹紧块之间的开与合，且二者底部通过第三执行元件铰接，这样的设计为前夹紧块和后夹紧块的开与合提供了动力支持。
[0019]作为对本发明所述技术方案的一种改进，第三执行元件为夹紧油缸。
[0020]另外，在本发明所述技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
[0021]因此，本发明提供的隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置结构简单，使用方便，不仅能降低工人换刀时的工作强度，提高工作效率，而且还能大大降低恶劣环境下盾构机换刀的危险系数。
[0022]
【附图说明】
[0023]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明隧道内盾构机刀盘辅助换刀装置的结构示意图；
图2是伸缩机构和刀具夹紧工装的轴测图；
图3是伸缩