复合式盾构稳定器的制作方法

本实用新型涉及一种复合式盾构稳定器，主要作为土压平衡盾构机的稳定器。

背景技术：

随着现在城市内部建设的发展，以往单一地层环境的施工将向复杂、复合底层发展，城市地层有回填土、岩石、土质地层等，同时对施工隧道上方的建筑物不能破坏，有些人口还比较密集。因此，在复合底层的区间施工时，就要求设备一次完成区间施工工作，减少挖掘设备（土压平衡盾构机，简称EPB）在洞内停留的时间，降低地面产生沉降的风险。这就要求设备即能满足岩石地层，又能满足土质地层施工的要求。当在岩石地层施工中，前部刀盘旋转挖掘出的隧道直径要比设备主机部分的直径大，设备工作过程中就容易因受力不均引起设备主机部分滚动或较大幅度的振动，从而对设备及施工安全产生潜在危险因素。土压平衡盾构机（简称EPB)针对部分区间存在全断面岩层,需要较高转速,会加大主机震动和滚转的趋势。前盾上半部对称布置两组稳定器,撑靴的油缸可以吸收主机传来的振动,对刀盘振动形成半刚性约束,可以有效降低盾体滚动几率。现有稳定器的结构是由油缸推动耐磨撑靴以一定的压力顶在岩石壁上，依靠对洞壁的反作用力来稳定主机部分。该结构压紧洞壁的压力不容易控制，因刀盘旋转开挖出的洞壁不是规则的平面，易产生凹凸面。撑靴伸出的长度一定，因此压力和摩擦力大小变化较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种复合式盾构稳定器，以解决现有技术存在的压紧洞壁的压力不容易控制，因刀盘旋转开挖出的洞壁不是规则的平面，易产生凹凸面。撑靴伸出的长度一定，因此压力和摩擦力大小变化较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：一种复合式盾构稳定器，包括外壳和油缸，该外壳为筒状，在其底端装有底盖，油缸设在该外壳内的底部，在该底盖上设有油缸的油路接口，其特征在于，所述的油缸的活塞杆顶端与一U形支架的底端连接，该U形支架的外周滑动密封地安装在外壳内，在U形支架的口内通过轴转动支撑一圆盘形的滚刀；在该外壳的顶部装有顶盖，在该顶盖上设有与该滚刀对应的滚刀孔。

所述的滚刀为圆环形，在其内轴设有圆筒形的滚刀安装套，在该滚刀安装套通过轴承安装在所述的轴上；在该轴承的两端装有密封机构。

在所述的滚刀安装套的一端设有外凸缘，在另一端的外周面设有环形凹槽，在该环形凹槽与该外凸缘之间安装所述的滚刀，并通过卡在该环形凹槽内的卡簧将滚刀固定。

在所述的U形支架的外周与外壳内壁之间至少设有两道密封环。

所述的滚刀与盾构机刀盘上的滚刀相同。

所述的密封机构包括O型橡胶圈、支承环和密封盖，两个同轴重叠设置的支承环的外周的凹槽内各设有一个O型橡胶圈，在支承环的外侧设有密封盖，在该密封盖的外缘内侧设有那个容纳外侧的一个支承环的凹槽；内侧的一个O型橡胶圈的外周面与滚刀安装套的内周面相抵，外侧的一个O型橡胶圈的外周面与密封盖的外缘内侧的凹槽的内周面相抵。

本实用新型的优点是：依靠油缸将稳定器的滚刀压入洞壁中，因有部分刀刃嵌入洞壁，这样就可以利用刀刃嵌入洞壁的深浅，保证始终接触洞壁，并提供反作用力，维持主机稳定。同时稳定器的滚刀可以跟随设备前进而沿洞壁旋转前进，减少与洞壁摩擦产生的阻力，降低设备前进的阻力。更换或者修复时，可以借用刀盘的滚刀进行互换，提高了备件的互换通用性。

附图说明

图1是本实用新型的轴向剖视图（剖面与轴的轴线在同一平面）示意图；

图2是图1的B-B剖视图（U形支架和油缸处只剖视了外壳）；

图3是图1中部的放大图；

图4是本实用新型安装在盾构机前盾上的横截面剖视图；

图5是图4的A-A剖视图。

附图标记说明：1、外壳，2、顶盖，21、滚刀孔，3、滚刀，4、滚刀安装套，41、外凸缘，42、环形凹槽，5、轴承，6、密封机构，61、O型橡胶圈，62、支承环，63、密封盖，7、轴，71、轴凸缘，8、U形支架，9、密封环，10、卡簧，11、油缸，12、底盖，13、（油缸的）油路接口，14、底盖固定螺栓，15、顶盖固定螺栓，16、通气孔，17、前盾，18、稳定器筋板。

具体实施方式

参见图1-图3，本实用新型一种复合式盾构稳定器，包括外壳1和油缸11，该外壳1为筒状，在其底端装有底盖12，油缸11设在该外壳1内的底部，在该底盖12上设有油缸的油路接口13。其特征在于，所述的油缸11的活塞杆顶端与一U形支架8的底端连接，该U形支架8的外周滑动密封地安装在外壳1内，在U形支架8的口内通过轴7转动支撑一圆盘形的滚刀3；在该外壳1的顶部装有顶盖2，在该顶盖2上设有与该滚刀3对应的滚刀孔21。

所述的滚刀3为圆环形，在其内轴设有圆筒形的滚刀安装套4，在该滚刀安装套4通过两个轴承5安装在所述的轴7上；在该轴承5的两端装有密封机构6。

所述的密封机构6的结构参见图3，包括O型橡胶圈61、支承环62和密封盖63，两个同轴重叠设置的支承环62的外周的凹槽内各设有一个O型橡胶圈61，在支承环62的外侧设有密封盖63，在该密封盖63的外缘内侧设有那个容纳外侧的一个支承环62的凹槽。内侧的一个O型橡胶圈61的外周面与滚刀安装套4的内周面相抵，外侧的一个O型橡胶圈61的外周面与密封盖63的外缘内侧的凹槽的内周面相抵。该密封盖63为全封闭的结构，左侧的密封盖63由左侧的轴凸缘71限位，右侧的密封盖63通过螺纹与轴7连接。

在所述的滚刀安装套4的一端设有外凸缘41，在另一端的外周面设有环形凹槽42，在该环形凹槽与该外凸缘41之间安装所述的滚刀3，并通过卡在该环形凹槽42内的卡簧10将滚刀3固定在滚刀安装套4上。

在所述的U形支架8的外周与外壳内壁之间至少设有两道密封环9。

参见图4和图5，应用时，将两个本实用新型的稳定器通过沿外壳1外周均布的多个稳定器筋板18焊接在盾构机的前盾17上部的内侧，两个稳定器具体位置分别与盾体的横向直径线成36°夹角。稳定器的轴线与前盾17的径向相同，并使滚刀3在转动时沿着盾体的前进方向（轴向）。

本实用新型的工作原理：当在土质地层施工时，油缸11带动滚刀3收回到盾体内，减少洞壁对稳定器的摩擦阻力。当在岩石地层中施工时，油缸11伸出，驱动U形支架8上的滚刀3伸出顶盖2的滚刀孔21，直至接触到洞壁，并保持施加一定的压力（通过油路的压力自动控制）。