专利名称：顶进型管道掘进机的制作方法
技术领域：
顶进型管道掘进机，属于工程机械设备领域，具体涉及一种用于地下土层内管道布设的设备。
背景技术：
地下土层管道的管道掘进机是目前地下管道布设常用的一种设备，在现行地下顶管管道施工所用的管道直径通常在800mnTl800mm左右，之前大多数的管道布设采用人工作业，很少使用机械挖掘施工，但由于人工挖掘作业不但空间狭小施工不方便，而且工作效率极低，劳动强度较大，而且，人工作业大多采用挖一段再顶一节的施工方式，这种施 工方式存在着很大的安全隐患，因此，也有一部分施工是采用掘进机械施工，如申请号为200620024153. O,名称为“一种地下管道掘进机”的中国专利，采用这种掘进机施工，虽然提高了工作效率，但此种掘进机及其现有的多数掘进机械大多都是采用大型机械改进缩小版，都存在机头外壳多粗，机头就有多大的旋刨面的问题，这就形成了两个致命的缺点在旋刨过程中，一但遇到较大的坚硬物体时，掘进机就难以向前掘进，而掘进机不向前的同时顶进去的管道也不能再向后退出，不能够像大型隧道的开挖机械那样可自由退回，没有任何维修、补救的空间，使用效果并不理想，因此，很难得以推广使用。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种机头可调、安全性高、便于维修的顶进型管道掘进机。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该顶进型管道掘进机，包括圆形钢管制成的管道、管道内安装的电机和安装在管道前端由电机通过中心轴驱动的机头，其特征在于所述的机头上部一侧联接机头调转机构，形成可360度旋转设置的可调旋转机头，可调旋转机头输入端联接中心轴，输出端联接旋刀，中心轴通过轴承和固定支架固定安装在管道内中上部，中心轴另一端通过传动机构联接电机，可调旋转机头下方的管道内增设将泥土排到管道外部的泥土后传机。可调旋转机头通过机头调转机构绕中心轴实现360度的旋转，从而使得旋刀的旋刨位置可根据需要任意的调整，较之之前的整体式的机头，使用起来更灵活，且便于维修人员进出。所述的可调旋转机头包括上齿轮箱和下齿轮箱，上齿轮箱通过其下部安装的外套与下齿轮箱上部安装的内套套装为一体。所述的上齿轮箱内装有上齿轮组，上齿轮组一端联接中心轴，下端联接上齿轮箱输出轴；下齿轮箱内装有下齿轮组，下齿轮组上端联接下齿轮箱输入轴，前端联接动力输出轴,并通过动力输出轴联接旋刀。所述的上齿轮箱输出轴为内部设有内花键的花键轴，下齿轮箱输入轴为外部设有外花键的花键轴，上齿轮箱输出轴与下齿轮箱输入轴通过内外花键套接为一体。上齿轮箱输出轴和下齿轮箱输入轴之间通过内外花键，即可实现拉伸上下齿轮箱之间的距离，增大机头高度，进而达到调节旋刀旋转半径的目的。所述的机头调转机构安装在上齿轮箱上部一侧，机头调转机构包括第一动力装置和机头旋调齿轮组，机头旋调齿轮组包括一对相啮合的大小齿轮，小齿轮安装在第一动力装置输出轴上，大齿轮安装在上齿轮箱上部外侧，并固定套装在中心轴上。由第一动力装置提供动力，由机头旋调齿轮组将动力传递给中心轴，由此带动可调旋转机头可绕中心轴在360度内形成任意角度的转动，以此调节旋刀的旋刨位置。所述的中心轴外部的轴套与固定支架之间设有微调机构，微调机构设有两组或者多组，对应安装在中心轴两侧，微调机构包括调节板、固定板和调节螺栓，调节板固定联接在中心轴两侧，固定板固定安装在中心轴两侧的固定支架上，调节板和固定板通过调节螺栓可调节的螺接为一体。通过调节调节板与固定板之间的相对位置，以此实现中心轴在竖直平面360度内的任意微调，以保证中心轴的定位和定心。所述的调节板和固定板上均开设有长条通孔，调节板上的长条孔与固定板上的长 条孔垂直设置，调节螺栓安装在长条孔内。所述的泥土后传机包括清扫刮片、转盘、第二动力装置、后传机面板和出口漏斗，清扫刮片为端部弯折的折板，通过活动关节连接器均布在圆形转盘的外圆周上，转盘固定安装在其下方的后传机面板上，后传机面板一端固定联接管道，转盘下方安装第二动力装置，第二动力装置的输出轴联接转盘的中心处，后传机面板后端设有出口漏斗，出口漏斗下端对应安装输送机。由第二动力装置提供动力，带动转盘和同时转动，通过清扫刮片将其上方的旋到旋刨下来的泥土及时的输送出去，输送机用于将泥土彻底的清除出管道内部，以便于旋刀更快速的前进，也省去了大量的人力劳动。所述的传动机构为齿轮传动机构、链轮链条传动机构或者蜗轮蜗杆传动机构。所述的管道后端联接液压油缸输出端，液压油缸另一端顶在其背部的后备墙上。通过液压油缸推动管道整体的前进。与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是I、改变旋刨方式、使用灵活性高，操作简单方便采用从某一个点开始旋刨的方式，然后由可调旋转机头旋转完成从一个小圆面到另一个小圆面的旋刨，是一层一层的旋刨式缓慢前进方式，因此，在施工的过程中，可以随时发现管洞前面的管道中是否存在其他管道、电缆等障碍物，避免不必要的经济损失，还可随时测量可调旋转机头与管道之间的间隙，调节管道的管洞与可调旋转机头之间的间隙，以维持管洞的平衡一致；2、机头可调、安全可靠可调旋转机头机头在能做到定点旋刨的同时，还能实现在同一平面内360度的旋转调节，由于旋刀的尺寸小，因此当向前挖掘遇到坚硬物体时，旋刀的旁边留有足够的空间，可以通过人工使用其它的补助工具进行施工或远程监控，清除坚硬物体后继续施工，更便于后期的维护，安全性更高，生产效率更高。
图I是本实用新型结构的主视图示意图。图2是本实用新型的可调旋转机头的右视图示意图。图3是本实用新型的泥土后传机的俯视图示意图。图4是本实用新型图I的A部分局部放大示意图。[0021]图5是本实用新型的微调机构与管道安装关系侧视图示意图。其中1、旋刀 2、动力输出轴 3、可调旋转机头 4、第一动力装置 5、中心轴 6、轴套 7、电机 8、齿轮传动机构 9、输送机 10、泥土后传机 11、上齿轮箱 12、下齿轮箱 13、机头旋调齿轮组 14、上齿轮组 15、外套 16、内套 17、上齿轮箱输出轴 18、下齿轮箱输入轴 19、下齿轮组 20、清扫刮片 21、活动关节连接器 22、转盘 23、第二动力装置 24、后传机面板 25、出口漏斗 26、管道27、液压油缸 28、后备墙 29、微调机构 30、调节板 31、固定板 32、调节螺栓33、固定支架。
具体实施方式
图Γ3是本实用新型的最佳实施例，
以下结合附图Γ5对本实用新型做进一步说明。·参照附图I飞该顶进型管道掘进机，主要包括圆形钢管制成的管道26、管道26内安装的电机7、安装在管道26前端由电机7通过中心轴5驱动的机头和泥土后传机10，机头上部一侧联接机头调转机构，形成可360度旋转设置的可调旋转机头3，可调旋转机头3输入端联接中心轴5,输出端联接旋刀I,中心轴5通过轴承和固定支架33固定安装在管道26内中上部，中心轴5另一端通过传动机构联接电机7,传动机构为齿轮传动机构8、链轮链条传动机构或者蜗轮蜗杆传动机构，可调旋转机头3下方的管道26内对应设有将泥土排到管道26外部的泥土后传机10。可调旋转机头3主要由上齿轮箱11和下齿轮箱12交叉套装而成，上齿轮箱11通过其下部安装的外套15与下齿轮箱12上部安装的内套16套装为一体；上齿轮箱11内装有上齿轮组14，上齿轮组14 一端联接中心轴5，上齿轮组14下端联接上齿轮箱输出轴17 ；下齿轮箱12内装有下齿轮组19，下齿轮组19上端联接下齿轮箱输入轴18，下齿轮组19前端联接动力输出轴2，并通过动力输出轴2联接旋刀1，旋刀I为固定安装在动力输出轴2端部，由多个刀片环形均布围成，形成的圆形旋刨面的最大直径小于管道26的内径；上齿轮箱输出轴17为内部设有内花键的花键轴，下齿轮箱输入轴18为外部设有外花键的花键轴，上齿轮箱输出轴17与下齿轮箱输入轴18通过内外花键套接为一体，并可通过内外花键实现上齿轮箱11和下齿轮箱12之间距离的上下拉伸。机头调转机构安装在上齿轮箱11上部一侧，机头调转机构包括第一动力装置4和机头旋调齿轮组13，机头旋调齿轮组13包括一对相啮合的大小齿轮，小齿轮安装在第一动力装置4输出轴上，大齿轮安装在上齿轮箱11上部外侧，并固定套装在中心轴5上。中心轴5外部的轴套6与固定支架33之间设有微调机构29，微调机构29设有两组或者多组，对应安装在中心轴5两侧，微调机构29包括调节板30、固定板31和调节螺栓32，调节板30固定联接在中心轴5两侧，固定板31固定安装在中心轴5两侧的固定支架33上，调节板30和固定板31通过调节螺栓32可调节的螺接为一体。调节板30和固定板31上均开设有长条通孔，调节板30上的长条孔与固定板31上的长条孔垂直设置，调节螺栓32安装在长条孔内。泥土后传机10包括清扫刮片20、转盘22、第二动力装置23、后传机面板24和出口漏斗25，清扫刮片20为一端部弯折的折板，多个清扫刮片20通过活动关节连接器21均布在圆形转盘22的外圆周上，且每一个清扫刮片20对应安装一个活动关节连接器21，每个活动关节连接器21上都设有一个回位弹簧，转盘22固定安装在其下方的后传机面板24上，后传机面板24 —端固定联接管道26，转盘22下方安装第二动力装置23，第二动力装置23的输出轴联接转盘22的中心处，后传机面板24后端设有出口漏斗25，出口漏斗25下端对应安装输送机9，输送机9用于将泥土彻底的清除出管道26内部，管道26的后端部固定联接液压油缸27输出端，液压油缸27另一端顶在后备墙28上，通过液压油缸27推动管道26整体的前进。第一动力装置4和第二动力装置23均可为液压马达或者减速电机。工作过程如下本实用新型在工作时，所采用的旋刨方式是从某一个点开始旋刨，然后由可调旋转机头3旋转完成从一个小圆面到另一个小圆面的旋刨，是一层一层的旋刨式挖掘，当向前挖掘遇到坚硬物体时，旋刀I的旁边留有足够的空间，可以通过人工使用其它的补助工具进行施工，清除坚硬物体后继续施工。首先，由电机7提供动力，通过传动机构将动力传递给中心轴5,中心轴5将动力 传递给可调旋转机头3的上齿轮箱11，上齿轮箱11内的中心轴5部分通过上齿轮组14和上齿轮箱输出轴17将动力传递给与上齿轮箱输出轴17通过内外花键套接的下齿轮箱输入轴18，下齿轮箱输入轴18通过下齿轮组19将动力传递给动力输出轴2，最终由动力输出轴2带动旋刀I实现旋刨运动。在旋刨的过程中，刨下的泥土通过有泥土后传机10，清扫刮片20由第二动力装置23提供动力发生旋转，将泥土集中到出口漏斗25，由出口漏斗25进入输送机9，由输送机9送到地面，由于采用的是旋转式旋刨作业，会产生管道26的反转，用可调反转器调解管道26的反转，本实用新型整体向前的推动力是由顶在可调旋转机头3及管道26后面的液压油缸27来完成，液压油缸27的后面顶在后备墙28上。其中，可调旋转机头3通过其外部的管道26来进行定圆、定向和定位，以中心轴5作为主运动轴来为旋刨中心进行定心、定位，由可调旋转机头3和旋刀I完成旋刨工作半径。在需要调整旋刀I在竖直平面内的旋刨位置时，停止电机7，启动第一动力装置4，第一动力装置4通过机头旋调齿轮组13将动力传递给中心轴5,中心轴5通过机头旋调齿轮组13固定安装在上齿轮箱11上部外侧的大齿轮，带动可调旋转机头3绕中心轴5在竖直平面的360度的范围内发生转动，由此，调节旋刀I的旋刨位置，且为防止向前挖掘时，由于偏心导致左右上下的倾斜，主轴可以360度调节偏心角。再者，又由于上齿轮箱输出轴17与下齿轮箱输入轴18之间通过内外花键联接，由此即可实现上齿轮箱11与下齿轮箱12之间的距离的上下拉伸，通过调节这个距离来控制旋刀I的旋刨直径，弥补因旋刀I磨损造成的旋刨直径大小变化的缺陷，最大力度的保证旋刨管洞直径一致。为保证可调旋转机头3旋转调整之后的定心和定位，可通过微调机构29来实现对中心轴5在竖直平面360度内的微型调节，需要调节时，打开调节螺栓32，向上、向下、向左或向右任意移动中心轴5的位置，实现对中心轴5在竖直平面360度内的微型调节，调节范围大概在2cm左右。此外，由于本实用新型采用的是一层一层的挖掘、缓慢前进方式，因此，在施工的过程中，可以随时发现管洞前面的管道中是否存在其他管道、电缆等障碍物，避免不必要的经济损失，还可随时测量可调旋转机头3与管道26之间的间隙，调节管道26的管洞与可调旋转机头3之间的间隙，以维持管洞的平衡一致；另外，管道26的中后端留有足够的空间，可以人工直接操作控制或远程监控，更便于后期的维护。[0034]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求1.顶进型管道掘进机，包括圆形钢管制成的管道(26)、管道(26)内安装的电机(7)和安装在管道(26)前端由电机(7)通过中心轴(5)驱动的机头，其特征在于所述的机头上部一侧联接机头调转机构，形成可360度旋转设置的可调旋转机头(3)，可调旋转机头(3)输入端联接中心轴(5),输出端联接旋刀(I),中心轴(5)通过轴承和固定支架(33)固定安装在管道(26)内中上部，中心轴(5)另一端通过传动机构联接电机(7)，可调旋转机头(3)下方的管道(26)内增设将泥土排到管道(26)外部的泥土后传机(10)。
2.根据权利要求I所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的可调旋转机头(3)包括上齿轮箱(11)和下齿轮箱(12 )，上齿轮箱(11)通过其下部安装的外套(15 )与下齿轮箱(12)上部安装的内套(16)套装为一体。
3.根据权利要求2所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的上齿轮箱(11)内装有上齿轮组(14)，上齿轮组(14) 一端联接中心轴(5)，下端联接上齿轮箱输出轴(17);下齿轮箱(12)内装有下齿轮组(19)，下齿轮组(19)上端联接下齿轮箱输入轴(18)，前端联接动力输出轴(2)，并通过动力输出轴(2)联接旋刀(I)。
4.根据权利要求3所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的上齿轮箱输出轴(17)为内部设有内花键的花键轴，下齿轮箱输入轴(18)为外部设有外花键的花键轴，上齿轮箱输出轴(17 )与下齿轮箱输入轴(18 )通过内外花键套接为一体。
5.根据权利要求I所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的机头调转机构安装在上齿轮箱(11)上部一侧，机头调转机构包括第一动力装置(4)和机头旋调齿轮组(13)，机头旋调齿轮组(13)包括一对相啮合的大小齿轮,小齿轮安装在第一动力装置(4)输出轴上，大齿轮安装在上齿轮箱(11)上部外侧，并固定套装在中心轴(5)上。
6.根据权利要求I所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的中心轴(5)外部的轴套(6)与固定支架(33)之间设有微调机构(29)，微调机构(29)设有两组或者多组，对应安装在中心轴(5)两侧，微调机构(29)包括调节板(30)、固定板(31)和调节螺栓(32)，调节板(30)固定联接在中心轴(5)两侧，固定板(31)固定安装在中心轴(5)两侧的固定支架(33)上，调节板(30)和固定板(31)通过调节螺栓(32)可调节的螺接为一体。
7.根据权利要求6所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的调节板(30)和固定板(31)上均开设有长条通孔，调节板(30)上的长条孔与固定板(31)上的长条孔垂直设置，调节螺栓(32)安装在长条孔内。
8.根据权利要求I所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的泥土后传机(10)包括清扫刮片(20 )、转盘(22 )、第二动力装置(23 )、后传机面板(24)和出口漏斗(25 )，清扫刮片(20)为端部弯折的折板，通过活动关节连接器(21)均布在圆形转盘(22)的外圆周上，转盘(22)固定安装在其下方的后传机面板(24)上，后传机面板(24)—端固定联接管道(26)，转盘(22)下方安装第二动力装置(23)，第二动力装置(23)的输出轴联接转盘(22)的中心处，后传机面板(24)后端设有出口漏斗(25)，出口漏斗(25)下端对应安装输送机(9)。
9.根据权利要求I所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的传动机构为齿轮传动机构(8 )、链轮链条传动机构或者蜗轮蜗杆传动机构。
10.根据权利要求I或8任一项所述的顶进型管道掘进机，其特征在于所述的管道 26)后端联接液压油缸(27)输出端，液压油缸(27)另一端顶在其背部的后备墙(28)上。
专利摘要顶进型管道掘进机，属于工程机械设备领域，具体涉及一种用于地下土层内管道布设的设备。其特征在于所述的机头上部一侧联接机头调转机构，形成可360度旋转设置的可调旋转机头(3)，可调旋转机头(3)输入端联接中心轴(5)，输出端联接旋刀(1)，中心轴(5)通过轴承和固定支架(33)固定安装在管道(26)内中上部，中心轴(5)另一端通过传动机构联接电机(7)，可调旋转机头(3)下方的管道(26)内增设将泥土排到管道(26)外部的泥土后传机(10)。本实用新型具有结构简单、操作方便、省时省力等优点，在可调旋转机头与管道之间留有维修的空间，安全性更高，生产效率更高。
文档编号E21D9/12GK202731925SQ201220351310
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者李文军 申请人:李文军