一种智能顶管机刀盘的制作方法

本发明属于顶管工程设备技术领域，具体涉及一种智能顶管机刀盘。

背景技术：

随着城市经济的发展和城市规模的扩张，地铁、越江隧道、污水管道等各种市政工程的建设也越来越多。顶管顶进施工方法作为一种非开挖的铺设地下管道的施工方法，对周围环境影响小且成本相对较低，因此得到了广泛的应用。在顶管顶进施工过程中，借助于来自油缸或千斤顶等的顶推力将混凝土顶管穿过土层，并埋设紧随其后的管道，其最大的优越性在于采用不开槽的暗挖方式，从而避免了对地上建筑物或构筑物的直接影响。

现有的顶进机缺乏压力检测功能，在刀具卡入坚硬岩土无法继续顶进时，施工人员常常难以及时发现，油缸或千斤顶继续推进，极容易造成刀具的损坏。

技术实现要素：

为解决现有顶进机难以及时发现刀具是否达到最大的钻入深度、容易造成刀具损坏的问题，本发明的目的在于提供一种智能顶管机刀盘。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种智能顶管机刀盘，包括顶进盘、中央控制器和警报器；上述顶进盘为圆形；沿顶进方向，上述顶进盘前端面上设有压力传感器和均匀分布的钻刀，上述顶进盘后端面上固定有第一电机，上述钻刀与上述第一电机的动力输出轴连接；上述钻刀的中心轴水平放置；上述压力传感器、上述第一电机、上述警报器分别与上述中央控制器通过电信号连接。

本发明优选地，沿顶进方向，上述顶进盘后方设有圆形的定位盘；上述定位盘与上述顶进盘大小相同、圆心对齐；上述定位盘前端面上设有水平的电动液压杆，上述电动液压杆顶端与上述顶进盘后端面固定连接；上述电动液压杆与上述中央控制器通过电信号连接。

本发明优选地，沿顶进方向，上述定位盘后方设有圆形的固定盘；上述固定盘与上述定位盘大小相同、圆心对齐；上述固定盘上设有第二电机，上述第二电机与上述定位盘的中心通过转轴连接。

本发明优选地，上述钻刀呈圆锥体，上述钻刀的圆锥面上设有螺纹。

本发明优选地，上述顶进盘前端面上设有冷却液喷嘴；上述冷却液喷嘴的喷口朝向上述钻刀，上述冷却液喷嘴的入口通过冷却液管与设在顶管隧道外的冷却液储箱连通。

本发明优选地，上述固定盘后端面上设有顶管连接件。

顶进盘前端面上设有钻刀和压力传感器，当钻刀完全钻入岩土中无法继续钻进时，岩土碰撞到压力传感器，压力传感器向中央控制器发射信号，中央控制器控制警报器发出警报，告知施工人员此时钻刀已完全钻入岩土中。与此同时，中央控制器控制电动液压杆往后回撤，将钻刀从岩土中拔出，钻刀从岩土中完全拔出后，中央控制器控制第二电机转动，带动定位盘和顶进盘旋转一定角度，从而钻刀也随之偏转相同的角度。之后，中央控制器控制电动液压杆往前推送，将顶进盘向前推进，从而将钻刀重新钻入岩土中。这样，钻刀经过偏转后，可以在岩土上钻开更多的孔洞，从而使岩土更加松弛，更容易被剥落下来。

钻刀呈圆锥体，拔出时不易损坏钻刀，钻刀圆锥面上设有螺纹，钻土效果更好。

钻刀在钻土的过程中因摩擦力而会发热发烫，顶进盘上的冷却液喷嘴用于向钻刀喷射冷却液，防止钻刀在高温下发生变形或损坏，保证钻刀的使用寿命和钻土效果。

固定盘后端面上的顶管连接件用于连接顶管。

本发明至少能够达到一项以下有益效果：

1.能够及时自动检测钻刀是否达到最大的钻入深度，防止刀具损坏；

2.能够自动控制刀具回撤和顶进动作，省去了大量的人工劳动量；

3.自动控制刀具偏转多个角度后钻入岩土，钻土效果更好，岩土更容易剥落和挖除。

附图说明

图1是本发明的正视图。

图2是本发明的左视图。

附图中各序号及其对应名称如下：

顶进盘1、压力传感器2、钻刀3、第一电机4、定位盘5、电动液压杆6、固定盘7、第二电机8、转轴9、冷却液喷嘴10、冷却液管11、冷却液储箱12、顶管连接件13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1和图2所示，包括顶进盘1、中央控制器和警报器；顶进盘1为圆形；沿顶进方向，顶进盘1前端面上设有压力传感器2和均匀分布的钻刀3，顶进盘1后端面上固定有第一电机4，钻刀3与第一电机4的动力输出轴连接；钻刀3的中心轴水平放置；压力传感器2、第一电机4、警报器分别与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，顶进盘1后方设有圆形的定位盘5；定位盘5与顶进盘1大小相同、圆心对齐；定位盘5前端面上设有水平的电动液压杆6，电动液压杆6顶端与顶进盘1后端面固定连接；电动液压杆6与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，定位盘5后方设有圆形的固定盘7；固定盘7与定位盘5大小相同、圆心对齐；固定盘7上设有第二电机8，第二电机8与定位盘5的中心通过转轴9连接。

钻刀呈圆锥体，钻刀的圆锥面上设有螺纹。

顶进盘1前端面上设有冷却液喷嘴10；冷却液喷嘴10的喷口朝向钻刀3，冷却液喷嘴10的入口通过冷却液管11与设在顶管隧道外的冷却液储箱12连通。

固定盘7后端面上设有顶管连接件13。

实施例2

如图1和图2所示，包括顶进盘1、中央控制器和警报器；顶进盘1为圆形；沿顶进方向，顶进盘1前端面上设有压力传感器2和均匀分布的钻刀3，顶进盘1后端面上固定有第一电机4，钻刀3与第一电机4的动力输出轴连接；钻刀3的中心轴水平放置；压力传感器2、第一电机4、警报器分别与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，顶进盘1后方设有圆形的定位盘5；定位盘5与顶进盘1大小相同、圆心对齐；定位盘5前端面上设有水平的电动液压杆6，电动液压杆6顶端与顶进盘1后端面固定连接；电动液压杆6与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，定位盘5后方设有圆形的固定盘7；固定盘7与定位盘5大小相同、圆心对齐；固定盘7上设有第二电机8，第二电机8与定位盘5的中心通过转轴9连接。

钻刀呈圆锥体，钻刀的圆锥面上设有螺纹。

顶进盘1前端面上设有冷却液喷嘴10；冷却液喷嘴10的喷口朝向钻刀3，冷却液喷嘴10的入口通过冷却液管11与设在顶管隧道外的冷却液储箱12连通。

实施例3

如图1和图2所示，包括顶进盘1、中央控制器和警报器；顶进盘1为圆形；沿顶进方向，顶进盘1前端面上设有压力传感器2和均匀分布的钻刀3，顶进盘1后端面上固定有第一电机4，钻刀3与第一电机4的动力输出轴连接；钻刀3的中心轴水平放置；压力传感器2、第一电机4、警报器分别与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，顶进盘1后方设有圆形的定位盘5；定位盘5与顶进盘1大小相同、圆心对齐；定位盘5前端面上设有水平的电动液压杆6，电动液压杆6顶端与顶进盘1后端面固定连接；电动液压杆6与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，定位盘5后方设有圆形的固定盘7；固定盘7与定位盘5大小相同、圆心对齐；固定盘7上设有第二电机8，第二电机8与定位盘5的中心通过转轴9连接。

钻刀呈圆锥体，钻刀的圆锥面上设有螺纹。

实施例4

如图1和图2所示，包括顶进盘1、中央控制器和警报器；顶进盘1为圆形；沿顶进方向，顶进盘1前端面上设有压力传感器2和均匀分布的钻刀3，顶进盘1后端面上固定有第一电机4，钻刀3与第一电机4的动力输出轴连接；钻刀3的中心轴水平放置；压力传感器2、第一电机4、警报器分别与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，顶进盘1后方设有圆形的定位盘5；定位盘5与顶进盘1大小相同、圆心对齐；定位盘5前端面上设有水平的电动液压杆6，电动液压杆6顶端与顶进盘1后端面固定连接；电动液压杆6与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，定位盘5后方设有圆形的固定盘7；固定盘7与定位盘5大小相同、圆心对齐；固定盘7上设有第二电机8，第二电机8与定位盘5的中心通过转轴9连接。

实施例5

如图1和图2所示，包括顶进盘1、中央控制器和警报器；顶进盘1为圆形；沿顶进方向，顶进盘1前端面上设有压力传感器2和均匀分布的钻刀3，顶进盘1后端面上固定有第一电机4，钻刀3与第一电机4的动力输出轴连接；钻刀3的中心轴水平放置；压力传感器2、第一电机4、警报器分别与中央控制器通过电信号连接。

沿顶进方向，顶进盘1后方设有圆形的定位盘5；定位盘5与顶进盘1大小相同、圆心对齐；定位盘5前端面上设有水平的电动液压杆6，电动液压杆6顶端与顶进盘1后端面固定连接；电动液压杆6与中央控制器通过电信号连接。

实施例6

如图1和图2所示，包括顶进盘1、中央控制器和警报器；顶进盘1为圆形；沿顶进方向，顶进盘1前端面上设有压力传感器2和均匀分布的钻刀3，顶进盘1后端面上固定有第一电机4，钻刀3与第一电机4的动力输出轴连接；钻刀3的中心轴水平放置；压力传感器2、第一电机4、警报器分别与中央控制器通过电信号连接。

以实施例1为例，本发明具体的工作原理是：

顶进盘1前端面上设有钻刀3和压力传感器2，当钻刀3完全钻入岩土中无法继续钻进时，岩土碰撞到压力传感器2，压力传感器2向中央控制器发射信号，中央控制器控制警报器发出警报，告知施工人员此时钻刀已完全钻入岩土中。与此同时，中央控制器控制电动液压杆6往后回撤，将钻刀3从岩土中拔出，钻刀3从岩土中完全拔出后，中央控制器控制第二电机8转动，带动定位盘5和顶进盘1旋转一定角度，从而钻刀3也随之偏转相同的角度。之后，中央控制器控制电动液压杆6往前推送，将顶进盘1向前推进，从而将钻刀3重新钻入岩土中。这样，钻刀3经过偏转后，可以在岩土上钻开更多的孔洞，从而使岩土更加松弛，更容易被剥落下来。

钻刀3呈圆锥体，拔出时不易损坏钻刀3，钻刀3圆锥面上设有螺纹，钻土效果更好。

钻刀3在钻土的过程中因摩擦力而会发热发烫，顶进盘1上的冷却液喷嘴10用于向钻刀3喷射冷却液，防止钻刀3在高温下发生变形或损坏，保证钻刀3的使用寿命和钻土效果。

固定盘7后端面上的顶管连接件13用于连接顶管。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均应视为落入要求保护的本发明范围内。