专利名称：梯形轴滚刀硬岩盾构机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种盾构机，尤其涉及ー种梯形轴滚刀硬岩盾构机。
背景技术：
目前，盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备，为适应各种不同类型土质，盾构机可以分为三种类型软土盾构机、硬岩盾构机和混合型盾构机。中型硬岩盾构机一般采用滚刀轴端滚定方式，其刀盘结构相当复杂，这就使盾构机制造成本太高，由于一般滚刀刀盒为矩形结构，这样就会造成加工和焊接工作量大，成本高，且焊接收缩不易控制，容易导致刀盘变形，这样使盾构机的制造成本居高不下，也有在刀盘上安装圆柱形滚刀刀盒，但固定方式采用螺栓将滚刀直接连接在滚刀刀盒上，在恶劣的エ况条件下，可靠性不好，滚刀中途更换比较困难，而且非常危险。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供ー种梯形轴滚刀硬岩盾构机，其中单刃滚刀刀座呈空心圆柱形，具有结构简单、加工成本低的特点，滚刀在刀座中易于安装和拆卸安全可靠，且解决了盾构机刀座及刀盘加工焊接量大和精度不准确的问题。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现ー种梯形轴滚刀硬岩盾构机，包括依次设置的前盾、中盾和后盾，以及设置在前盾ー侧的刀盘，所述刀盘上设置刀盘支架，所述刀盘支架内焊接若干刀座，所述刀座内放置圆柱式滚刀，所述刀座包括单刃滚刀刀座、双刃滚刀刀座以及四刃滚刀刀座，所述单刃滚刀刀座整体呈圆筒式，所述单刃滚刀刀座上下内壁开有用于固定单刃滚刀的多边形角槽，所述单刃滚刀刀座上部内壁端面开有开ロ并与所述角槽连通，所述单刃滚刀两端的梯形滚刀轴固定端通过楔形块固定在所述角槽内壁上，通过将刀座采用标准的圆柱体来加工，可以减少刀座的加工成本，降低加工难度，同时还可以减少焊接加工量，使盾构机整体的制造成本降低，且将单刃滚刀通过楔形块和角槽来固定，不仅可以使固定更可靠，还能降低拆装的难度。更进一歩的，所述单刃滚刀刀座上开有固定孔，所述固定孔内放置带有螺纹的锁紧圆柱体，所述单刃滚刀刀座上开有光孔，所述光孔一端连通所述角槽，另一端连通所述固g孑し。所述楔形块采用上宽下窄的块状结构，并通过固定螺栓紧固在单刃滚刀刀座上，所述固定螺栓穿过单刃滚刀刀座固定孔内的锁紧圆柱体。所述刀盘支架中心设置四刃滚刀刀座，所述四刃滚刀刀座内放置两个双刃滚刀，且所述四刃滚刀刀座两侧对称设置双刃滚刀刀座，所述双刃滚刀刀座内放置ー个双刃滚刀。所述双刃滚刀两端各设置ー个双刃滚刀刀轴用固定支座，所述固定支座一侧中间设置ー凸起，所述凸起两侧各开有ー螺纹孔，且所述固定支座另ー侧、对应其中ー个螺纹孔处设置一斜面，对应所述斜面设置三角块，所述双刃滚刀刀座内设置用于容纳双刃滚刀的台阶孔，所述台阶上对应固定支座设置相应的螺纹孔，且所述双刃滚刀刀座、带有双刃滚刀的固定支座以及三角块通过螺钉连接成ー个整体，采用这样的结构可以使双刃滚刀安装更方便快捷，且还可利用三角块对其加强固定，且此盾构机中的四刃滚刀刀座与双刃滚刀刀座的结构类似，将两个双刃滚刀连接成ー个整体，然后在连接成整体的两个双刃滚刀两侧各设置ー个固定支座，再将连接好的双刃滚刀用螺钉和三角块固定在四刃滚刀刀座的台阶孔内。本实用新型的有益效果为通过将单刃滚刀刀座采用标准的圆柱体加工，可以减少刀座的加工成本，降低加工难度，同时还可以减少焊接加工量，使盾构机整体的制造成本降低；通过配合单刃滚刀两端的梯形滚刀轴固定端在单刃滚刀刀座内设置多边形角槽，并用楔形块和锁紧圆柱体将其固定在刀座内，不仅可以使固定更可靠，还能降低拆装的难度；通过将带有双刃滚刀的固定支座用螺钉分别固定在双刃滚刀刀座和四刃滚刀刀座内，并用三角块加固，可以使双刃滚刀拆装更方便快捷，而且固定也很牢靠，可避免出现安全事故，对比现有技木，此盾构机具有结构简单、易于安装和拆卸、加工成本低以及安全可靠的优点，且解决了其加工焊接量大和精度不准确的问题。
下面根据附图和实施例对本实用新型作进ー步详细说明。图I为本实用新型所述的ー种梯形轴滚刀硬岩盾构机的主视示意图；图2为本实用新型所述的ー种梯形轴滚刀硬岩盾构机的侧视示意图；图3为图2的A-A向剖视示意图；图4为图2的B-B向剖视示意图；图5为图I中单刃滚刀和单刃滚刀刀座的装配示意图；图6为图5的C-C向剖视示意图；图7为图I中双刃滚刀、固定支座和双刃滚刀刀座的装配示意图；图8为图I中双刃滚刀的结构示意图。图中I、单刃滚刀；2、双刃滚刀；3、刮刀；4、刀盘；5、刀盘支架；6、承载环；7、单刃滚刀刀座；8、双刃滚刀刀座；9、四刃滚刀刀座；10、固定支座；11、螺钉；12、三角块；13、土仓；14、前盾；15、中盾；16、螺旋输送机；17、后盾；18、滚刀轴固定端；19、楔形块;20、角槽;21、锁紧圆柱体；22、固定螺栓。
具体实施方式
如图I 8所示实施例中，本实用新型所述的ー种梯形轴滚刀硬岩盾构机，包括依次设置的前盾14、中盾15和后盾17，以及设置在前盾14 ー侧的刀盘4，刀盘4通过承载环6以螺栓固定在前盾14的ー侧，且前盾14和刀盘4之间形成了容纳切削下来的泥土以及更换刀片的土仓13，后盾17内设置螺旋输送机16，且此螺旋输送机16穿过中盾15延伸至土仓13，用于将切削下来的泥土等输送出来，刀盘4上设置刀盘支架5，刀盘支架5内焊接若干刀座，刀座内放置圆柱式滚刀，刀座包括单刃滚刀刀座7、双刃滚刀刀座8以及四刃滚刀刀座9，刀盘支架5上还均匀分布若干刮刀3。如图I 4所示，此盾构机的刀盘支架5上总共设置有十个单刃滚刀刀座7，每个单刃滚刀刀座7内放置ー个单刃滚刀I，其中两个单刃滚刀刀座7分别设置在刀盘支架5的90°的中心线上，另外两个单刃滚刀刀座7设置在刀盘支架5的270°中心线上，且与90°中心线上的两个单刃滚刀刀座7相对称，另外四个单刃滚刀刀座7分别设置在刀盘支架5的0°和180°中心线两侧且位于刀盘支架5的外环，呈相互对称设置，此盾构机的刀盘支架5的90°和270°中心线的中心还设置一个四刃滚刀刀座9，在四刃滚刀刀座9两侧、刀盘支架5的0°和180°中心线上对称设置两个双刃滚刀刀座8，每个双刃滚刀刀座8内设置ー个双刃滚刀2，四刃滚刀刀座9内设置两个双刃滚刀2。如图5和6所示，单刃滚刀刀座7整体呈圆筒式，单刃滚刀刀座7上下内壁开有用于固定单刃滚刀I的多边形角槽20，单刃滚刀刀座7上部内壁端面开有开ロ并与角槽20连通，单刃滚刀I两端的梯形滚刀轴固定端18通过楔形块19固定在角槽20内壁上，单刃滚刀刀座7上开有固定孔，固定孔内放置带有螺纹的锁紧圆柱体21，单刃滚刀刀座7上开有光 孔，光孔一端连通角槽20，另一端连通固定孔，楔形块19采用上宽下窄的块状结构，并通过固定螺栓22紧固在单刃滚刀刀座7上，固定螺栓22穿过单刃滚刀刀座7固定孔内的锁紧圆柱体21，通过将单刃滚刀刀，7采用标准的圆柱体加工，可以减少刀座的加工成本，降低加工难度，同时还可以减少焊接加工量，使盾构机整体的制造成本降低，且通过配合单刃滚刀I两端的梯形滚刀轴固定端18在单刃滚刀刀座7内设置多边形角槽20，并用楔形块19和锁紧圆柱体21将其固定在刀座内，不仅可以使固定更可靠，还能降低拆装的难度。如图7和8所示，双刃滚刀2两端各设置ー个双刃滚刀刀轴用固定支座10，固定支座10 —侧中间设置ー凸起，凸起两侧各开有一螺纹孔，且固定支座10另ー侧、对应其中一个螺纹孔处设置一斜面，对应斜面设置ー个三角块12，双刃滚刀刀座8内设置用于容纳双刃滚刀2的台阶孔，台阶上对应固定支座10设置相应的螺纹孔，且双刃滚刀刀座8、带有双刃滚刀2的固定支座10以及三角块12通过螺钉11连接成ー个整体，采用这样的结构可以使双刃滚刀2安装更方便快捷，且还可利用三角块12对其加强固定。同样的，此盾构机中的四刃滚刀刀座9与双刃滚刀刀座8的结构类似，如图3、7及8所示，四刃滚刀刀座9内设置两个双刃滚刀2，先将两个双刃滚刀2连接成ー个整体，然后在连接成整体的两个双刃滚刀2两侧各设置ー个固定支座10，再将四刃滚刀刀座9按照图7制造出台阶孔，并在台阶孔上加工出与固定支座10相对应的螺纹孔，再将四刃滚刀刀座9焊接到刀盘支架5上，并将连接好的双刃滚刀2用螺钉11和三角块12固定在四刃滚刀刀座9的台阶孔内，采用此结构可以降低加工难度，同时也可利用台阶孔和三角块12将滚刀牢牢的固定在四刃滚刀刀座9内。工作时，液压马达驱动刀盘4旋转，同时开启盾构机的推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘4持续旋转，被切削下来的渣土充满土仓13，此时开动螺旋输送机16将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后又皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面，当土仓13和螺旋输送机16中的渣土累积到一定数量吋，开挖面被切下来的渣土经刀槽进入土仓13的阻力増大，当土仓13的土压与开挖面的土压カ和地下水的水压カ相平衡吋，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍塌或隆起，这时只要保持从螺旋输送机16和土仓13中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行，且当盾构机掘进ー环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道一次成型。前盾14和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘4驱动，同时使土仓13与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用，承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测土仓13中不同高度的土压力。前盾14的后边是中盾15，中盾15和前盾14通过法兰以螺栓连接，中盾15内侧的周边位置装有三十个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这三十个千斤顶按上下左右被分成四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每ー组油缸的压力，这 样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。中盾15的后边是后盾17，后盾17通过十四个被动跟随的铰接油缸和中盾15相连，这种铰接连接可以使盾构机易于转向。
权利要求1.ー种梯形轴滚刀硬岩盾构机，包括依次设置的前盾、中盾和后盾，以及设置在前盾一侧的刀盘，所述刀盘上设置刀盘支架，所述刀盘支架内焊接若干刀座，所述刀座内放置圆柱式滚刀，其特征在于，所述刀座包括单刃滚刀刀座、双刃滚刀刀座以及四刃滚刀刀座，所述单刃滚刀刀座整体呈圆筒式，所述单刃滚刀刀座上下内壁开有用于固定单刃滚刀的多边形角槽，所述单刃滚刀刀座上部内壁端面开有开ロ并与所述角槽连通，所述单刃滚刀两端的梯形滚刀轴固定端通过楔形块固定在所述角槽内壁上。
2.根据权利要求I所述的梯形轴滚刀硬岩盾构机，其特征在于，所述单刃滚刀刀座上开有固定孔，所述固定孔内放置带有螺纹的锁紧圆柱体，所述单刃滚刀刀座上开有光孔，所述光孔一端连通所述角槽，另一端连通所述固定孔。
3.根据权利要求I或2任一所述的梯形轴滚刀硬岩盾构机，其特征在于，所述楔形块采用上宽下窄的块状结构，并通过固定螺栓紧固在单刃滚刀刀座上，所述固定螺栓穿过单刃滚刀刀座固定孔内的锁紧圆柱体。
4.根据权利要求I所述的梯形轴滚刀硬岩盾构机，其特征在于，所述刀盘支架中心设置四刃滚刀刀座，所述四刃滚刀刀座内放置两个双刃滚刀，且所述四刃滚刀刀座两侧对称设置双刃滚刀刀座，所述双刃滚刀刀座内放置ー个双刃滚刀。
5.根据权利要求4所述的梯形轴滚刀硬岩盾构机，其特征在干，所述双刃滚刀两端各设置ー个双刃滚刀刀轴用固定支座，所述固定支座ー侧中间设置ー凸起，所述凸起两侧各开有ー螺纹孔，且所述固定支座另ー侧、对应其中一个螺纹孔处设置一斜面，对应所述斜面设置三角块，所述双刃滚刀刀座内设置用于容纳双刃滚刀的台阶孔，所述台阶上对应固定支座设置相应的螺纹孔，且所述双刃滚刀刀座、带有双刃滚刀的固定支座以及三角块通过螺钉连接成ー个整体。
专利摘要本实用新型公开一种梯形轴滚刀硬岩盾构机，包括依次设置的前盾、中盾和后盾，以及设置在前盾一侧的刀盘和刀盘支架，刀盘支架内焊接若干带有滚刀的刀座，其中单刃滚刀刀座整体呈圆筒式，其上下内壁开有用于固定单刃滚刀的多边形角槽，单刃滚刀刀座上部内壁端面开有开口并与角槽连通，单刃滚刀两端的梯形滚刀轴固定端通过楔形块固定在角槽内壁上。通过将单刃滚刀刀座采用标准的圆柱体加工，可以减少刀座的加工成本，降低加工难度，同时还可以减少焊接量，使盾构机制造成本降低；通过配合单刃滚刀两端的梯形滚刀轴固定端在单刃滚刀刀座内设置多边形角槽，并用楔形块和锁紧圆柱体将其固定在刀座内，不仅可以使固定更可靠，还能降低拆装的难度。
文档编号E21D9/08GK202531186SQ201220045600
公开日2012年11月14日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者王茂 申请人:盾建重工制造有限公司