一种以敞口式为基础的多用盾构机的制作方法

本实用新型涉及钻进、采矿领域，具体涉及一种以敞口式为基础的多用盾构机。

背景技术：

盾构机，全名盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、运送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。

敞口式盾构机是盾构机中使用较为普遍的一种，具有能源消耗低，性价比高，无污染等显著优点，但现有技术中，敞口式盾构仅适用于无水或少水且土体具有一定稳定性的地层。而在实际隧道掘进工程中，难免会遇到土质变换的问题，而现有的任何一种盾构机都有各自的优点和弊端，遇到不适宜的土体就会大大降低工作效率且对机械本身也有巨大损耗。因此需要一种新型的盾构机，可以适用多种土体土质，高效地进行隧道掘进工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种以敞口式为基础的多用盾构机，采用多种适用于不同土质的伸缩盾头及轨道设计，巧妙地解决了现有技术中存在的上述问题。

为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案是：

一种以敞口式为基础的多用盾构机，包括桶状轨道，液压铲斗，敞口式盾头，机械切割盾头，泥水平衡盾头，控制室，螺旋输送装置和机身；所述敞口式盾头、机械切割盾头和泥水平衡盾头从前至后依次设置于盾构机的桶状轨道内，外部桶状轨道嵌套于三个盾头上；所述敞口式盾头、机械切割盾头和泥水平衡盾头均由若干截面为扇形的盾头模块组成，所述扇形盾头模块围绕的中心轴线上设有中轴，所述中轴上放射状连接伸缩气顶，所述伸缩气顶与扇形盾头模块内侧接触；所述桶状轨道内的设有开合的第一卡子，所述第一卡子底部为导向槽，所述扇形盾头模块外侧设有凸起条，所述凸起条卡在第一卡子内，使扇形盾头模块沿着桶状轨道内侧滑动，所述扇形盾头模块内侧设有开合的第二卡子，所述伸缩气顶的伸缩顶杆卡在第二卡子内。

所述液压铲斗位于敞口式盾头前端，所述敞口式盾头、机械切割盾头和泥水平衡盾头内设有贯穿的通道，形成螺旋输送装置；所述液压铲斗下部设有泥土进口，泥土进口连接机身内的螺旋输送装置。

所述机械切割盾头和泥水平衡盾头内设有动力装置，使机械切割盾头和泥水平衡盾头沿着桶状轨道前后滑动。

所述伸缩气顶的伸缩顶杆卡在第二卡子内，通过伸缩气顶控制扇形盾头模块伸缩；所述扇形盾头模块通过内部的伸缩气顶推到桶状轨道上，扇形盾头模块沿桶状轨道前后滑动完成盾头的切换。

所述敞口式盾头、机械切割盾头和泥水平衡盾头均由若干扇形盾头模块组成，相邻扇形盾头模块之间具有间隙，形成外径较大的圆柱体；所述扇形盾头模块向中心轴收缩后形成一个外径较小的圆柱体。

所述液压铲斗下部设有收集槽，所述收集槽通过泥土进口连通机身内的螺旋输送装置，收集的土碴通过螺旋输送装置运出。

所述凸起条上设有滑轮，所述滑轮可沿所述导向槽滚动。

本实用新型采用多种适用于不同土质的伸缩盾头及轨道设计，方便在不同土质的地层中灵活更换盾头进行高效挖掘，同时保留了敞口式盾构机的特征，方便土碴运输，适用多种土体土质，可高效地进行隧道掘进工作。

附图说明

图1：本实用新型盾构机的结构示意图。

图2：扇形盾头模块的结构示意图。

图3：桶状轨道的截面示意图。

图4：扇形盾头模块的截面图。

图5：盾头切换嵌套原理图。

图中：1-桶状轨道，2-液压铲斗，3-敞口式盾头，4-机械切割盾头，5-泥水平衡盾头，6-控制室，7-螺旋输送装置，8-机身；9-凸起条，10-滑轮；11-第一卡子；12-中轴，13-伸缩气顶；14-第二卡子；15-收集槽；16-导向槽；17-泥土进口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

一种以敞口式为基础的多用盾构机，包括桶状轨道1，液压铲斗2，敞口式盾头3，机械切割盾头4，泥水平衡盾头5，控制室，螺旋输送装置7和机身8；所述敞口式盾头3、机械切割盾头4和泥水平衡盾头5从前至后依次设置于盾构机的桶状轨道1内，外部桶状轨道1嵌套于三个盾头上；所述敞口式盾头3、机械切割盾头4和泥水平衡盾头5均由若干截面为扇形的盾头模块组成，所述扇形盾头模块围绕的中心轴线上设有中轴12，所述中轴12上放射状连接伸缩气顶13，所述伸缩气顶13与扇形盾头模块内侧接触；所述桶状轨道1内的设有开合的第一卡子11，所述第一卡子11底部为导向槽16，所述扇形盾头模块外侧设有凸起条9，所述凸起条9卡在第一卡子11内，使扇形盾头模块沿着桶状轨道1内侧滑动，所述扇形盾头模块内侧设有开合的第二卡子14，所述伸缩气顶13的伸缩顶杆卡在第二卡子14内。所述凸起条上设有滑轮10，所述滑轮10可沿所述导向槽滚动。所述液压铲斗2位于敞口式盾头3前端，所述敞口式盾头3、机械切割盾头4和泥水平衡盾头内设有贯穿的通道形成螺旋输送装置7，所述液压铲斗2下部设有泥土进口17，泥土进口17连接机身8内的螺旋输送装置7。泥土进口17处设有收集槽15，所述收集槽15通过泥土进口17连通机身内的螺旋输送装置7，收集的土碴通过螺旋输送装置7运出。

敞口式盾头3一般位于最前位置，前部下方为液压铲斗；机械切割盾头4上设有锋利刀头，用于掘进岩层地质；泥水平衡盾头5通过加压泥水稳定开挖面，用于开挖多水层；三种盾头均被分成若干扇形盾头模块。

控制室6位于三种盾头之后，控制盾构机整体工作。所述第一卡子11和第二卡子14通过控制室的操控台控制开合。所述机械切割盾头4和泥水平衡盾头5内设有动力装置，包括电机装置，由控制室的操控台控制电机工作，推动机械切割盾头4和泥水平衡盾头5沿着桶状轨道1向前或向后滑动。所述伸缩气顶13的伸缩顶杆卡在第二卡子14内，通过伸缩气顶13控制扇形盾头模块伸缩；所述扇形盾头模块通过内部的伸缩气顶13推到桶状轨道1上，扇形盾头模块沿桶状轨道1前后滑动完成盾头的切换。

所述敞口式盾头3、机械切割盾头4和泥水平衡盾头5均由若干扇形盾头模块组成，相邻扇形盾头模块之间具有间隙，形成外径较大的圆柱体；所述扇形盾头模块向中心轴收缩后形成一个外径较小的圆柱体。当遇到土层变化需要更换盾头时，驾驶员发出命令，前方工作的盾头收缩，后方需要更换工作的盾头处伸缩气顶13膨胀，将盾头模块推送至轨道处，第一卡子11包裹住凸起，内侧的第二卡子14松开，盾头模块在滑轮10辅助下沿桶状轨道1滑动到达前方工作位置，完成盾头更换工作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，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的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。