一种盾构机用便于更换刀具的换刀装置的制作方法

本发明属于盾构机技术领域，具体为一种盾构机用便于更换刀具的换刀装置。

背景技术：

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法，国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区别于敞开式(非盾构法)隧道掘进机。而在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为(狭义)盾构机，将用于岩石地层的称为(狭义)tbm，现有技术中，盾构机的刀具在换取时，需要人工先将对刀具限位的装置取出，随后再将刀具拉出，通过液压机将刀具吊出，随后再将新的刀具塞入刀具局存放槽内，在安装过程中，由于刀具较重，导致在将刀具安装时经常需要用脚将刀具推进刀具槽内，导致刀具安装较为困难，且效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于：解决盾构机的刀具在换取时，需要人工先将对刀具限位的装置取出，随后再将刀具拉出，通过液压机将刀具吊出，随后再将新的刀具塞入刀具局存放槽内，在安装过程中，由于刀具较重，导致在将刀具安装时经常需要用脚将刀具推进刀具槽内，导致刀具安装较为困难，且效率较低的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种盾构机用便于更换刀具的换刀装置，包括挖掘盘，所述挖掘盘的内部设置有支撑架，所述挖掘盘的一侧设置有刀具盛放结构，所述刀具盛放结构的内部包括前固定块，所述前固定块固定安装在挖掘盘的一侧，所述挖掘盘的内部远离前固定块的一侧开设有刀具安装腔，所述刀具安装腔的两侧均固定连接有液压缸，所述液压缸的一端转动连接有限位结构，所述限位结构的靠近前固定块的一端卡接设置有挖掘刀具，所述限位结构远离挖掘刀具的一端的一侧与液压缸之间固定连接有拉动弹片，所述液压缸为倾斜式设计。

其中，所述挖掘刀具的上下端与刀具安装腔之间为卡接设置，所述限位结构的内部包括刀具夹持块，所述刀具夹持块的上端的一侧开设有限位内腔，所述限位内腔的下端的一侧转动连接有中心限位装置，所述中心限位装置与限位内腔之间固定连接有推动弹片。

其中，所述刀具夹持块位于中心限位装置的一侧开设有滚动滑槽，所述滚动滑槽的内部滑动连接有滚动珠，所述滚动珠的外表面固定连接有橡胶垫圈。

其中，所述中心限位装置的内部包括中心限位夹板，所述中心限位夹板的一侧的内部开设有晃动内腔，所述晃动内腔的内部卡接设置有橡胶球，所述中心限位夹板的下端远离橡胶球的一侧固定连接有金属凸块。

其中，所述金属凸块远离橡胶球的一端为平面设计，所述橡胶球的外表面与晃动内腔之间留有间隙。

其中，所述前固定块的内部的中部的上下方均开设有刀具卡合槽，所述前固定块位于刀具卡合槽的上下方的两侧均固定连接有连接耳，所述连接耳远离前固定块的一端铰链连接有剥离块。

其中，所述剥离块远离前固定块的一侧为弧形设计，所述剥离块靠近刀具卡合槽的一侧与前固定块之间固定连接有弹性复位丝。

其中，前固定块靠近弹性复位丝的一侧位于剥离块的下方固定连接有限位柱，所述限位柱远离前固定块的一端固定连接有缓冲橡胶垫。

其中，所述限位柱设置在剥离块的中部远离连接耳的位置，所述弹性复位丝的一端固定连接在剥离块远离连接耳的一侧的下方。

其中，所述剥离块的下端面与连接耳的下端面相重合，所述连接耳的下端面与刀具卡合槽的上端面之间间隔两厘米。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过限位结构与液压缸的设置，在对刀具进行更换时，通过液压缸的开启使液压缸带动限位结构移动，从而使限位结构朝向两侧展开，再通过拉动弹片的拉力，使限位结构靠近拉动弹片的一端朝向液压缸移动，从而使得限位结构远离液压缸的一端依然保持接触状态，从而能够继续将挖掘刀具进行夹持，并通过限位结构的移动，使得限位结构夹持挖掘刀具朝向液压缸的方向移动，从而将挖掘刀具夹持移出，随后通过操作人员使用液压机将挖掘刀具连接，再将挖掘刀具沿着靠近液压缸的方向移动，使限位结构的端头与挖掘刀具脱离连接，随后再将新的挖掘刀具通过限位结构远离液压缸的一端推进，使限位结构的一端将新的挖掘刀具夹持，再通过液压缸推动限位结构，使拉动弹片被拉伸，随后两个限位结构相贴合时即为将挖掘刀具移动至合适位置，即可完成换刀操作，从而大大降低了操作人员的劳动量，使得换刀更加快捷方便。

2、本发明中，通过中心限位装置与橡胶垫圈的设置，在将挖掘刀具进行更换安装时，通过橡胶垫圈将挖掘刀具与滚动珠之间的撞击进行缓冲，再通过橡胶垫圈的转动将橡胶垫圈与挖掘刀具之间的摩擦力进行转换，从而进一步降低挖掘刀具的表面的磨损，从而提高挖掘刀具的使用寿命，在挖掘刀具进入中心限位装置时，通过中心限位装置将挖掘刀具的中部进行夹持，通过推动弹片的弹性将挖掘刀具进行固定，从而进一步确定挖掘刀具的中心，从而提高挖掘刀具安装时的成功率，使得本发明的换刀效率大大提升，从而使得本发明的实用性大大提升。

3、本发明中，通过推动弹片的设置，使得中心限位夹板撞击挖掘刀具时能够通过橡胶球的弹性在中心限位夹板在撞击挖掘刀具时能够进行缓冲，使得橡胶球在晃动内腔内弹跳，从而对撞击力进行缓冲，从而进一步防止挖掘刀具的表面的磨损，通过中心限位装置的设置，使得挖掘刀具能够进行手动转动，从而能够将中心限位装置的位置进行调整，使得挖掘刀具的中心能够被进一步调整，从而进一步增加本发明的换刀效率，通过金属凸块的设置，在限位结构相接触时，通过挤压力，使金属凸块之间相互挤压，从而使得金属凸块推动中心限位夹板朝向远离橡胶球的一侧转动，从而使橡胶球与挖掘刀具之间脱离连接，从而保证挖掘刀具的工作使用，以提高本发明的使用寿命。

4、本发明中，通过剥离块的设置，可在挖掘刀具启动时，将挖掘刀具破碎的岩石进行阻挡，配合弹性复位丝的弹性，可将破碎的岩石远离刀具卡合槽，从而防止破碎的岩石进入刀具卡合槽的内部，使得挖掘刀具与刀具卡合槽之间将岩石挤压，使得刀具卡合槽与挖掘刀具的表面容易产生磨损，降低挖掘刀具的使用寿命，从而进一步提高本发明的实用性。

5、本发明中，通过剥离块的弧面的设置，在挖掘刀具开启转动时，通过挖掘刀具转动时带动的气流，配合剥离块的弧面，使得气流改变方向，从而使较小的岩石配合气流的流动，以将较小的岩石进行导向，从而降低剥离块推动岩石的数量，以降低剥离块清理岩石的压力，从而降低剥离块的负担，以增加剥离块的使用寿命，限位柱与缓冲橡胶垫的设置，用于在剥离块推动岩石时，剥离块由于岩石的挤压力，使得剥离块朝向前固定块移动，从而使剥离块撞击缓冲橡胶垫，将剥离块的冲击力进行缓冲，以降低剥离块的下端面的磨损，同时防止由于冲击力过大，使得剥离块与连接耳之间的连额吉松动，影响剥离块的使用，通过限位柱将剥离块的转动程度进行限位，从而防止剥离块撞击前固定块的表面，使剥离块的端头产生变形。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的挖掘盘与刀具盛放结构之间装配结构示意图；

图3为本发明的挖掘盘与刀具盛放结构之间装配俯视剖面结构示意图；

图4为本发明的限位结构的内部结构示意图；

图5为本发明的中心限位装置的内部结构示意图；

图6为本发明的前固定块的立体结构示意图；

图7为本发明的前固定块的立体结构示意图。

图中标记：1、挖掘盘；2、支撑架；3、刀具盛放结构；31、前固定块；311、刀具卡合槽；312、剥离块；313、连接耳；314、弹性复位丝；315、限位柱；316、缓冲橡胶垫；32、挖掘刀具；33、限位结构；331、刀具夹持块；332、限位内腔；333、中心限位装置；3331、中心限位夹板；3332、晃动内腔；3333、橡胶球；3334、金属凸块；334、推动弹片；335、滚动滑槽；336、滚动珠；337、橡胶垫圈；34、刀具安装腔；35、液压缸；36、拉动弹片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一，参照图1-3所示：一种盾构机用便于更换刀具的换刀装置，包括挖掘盘1，所述挖掘盘1的内部设置有支撑架2，所述挖掘盘1的一侧设置有刀具盛放结构3，所述刀具盛放结构3的内部包括前固定块31，所述前固定块31固定安装在挖掘盘1的一侧，所述挖掘盘1的内部远离前固定块31的一侧开设有刀具安装腔34，所述刀具安装腔34的两侧均固定连接有液压缸35，所述液压缸35的一端转动连接有限位结构33，所述限位结构33的靠近前固定块31的一端卡接设置有挖掘刀具32，所述限位结构33远离挖掘刀具32的一端的一侧与液压缸35之间固定连接有拉动弹片36，所述液压缸35为倾斜式设计，在对刀具进行更换时，将液压缸35开启，使液压缸35带动限位结构33移动，从而使限位结构33朝向两侧展开，通过拉动弹片36的拉力，使限位结构33靠近拉动弹片36的一端朝向液压缸35移动，从而使得限位结构33远离液压缸35的一端依然保持接触状态，从而能够继续将挖掘刀具32进行夹持，并通过液压缸35的移动，使得限位结构33夹持挖掘刀具32朝向液压缸35的方向移动，从而将挖掘刀具32夹持移出，随后通过操作人员使用液压机将挖掘刀具32连接，再将挖掘刀具32沿着靠近液压缸35的方向移动，使限位结构33的端头与挖掘刀具32脱离连接，再将新的挖掘刀具32通过限位结构33远离液压缸35的一端推进，使限位结构33的一端将新的挖掘刀具32夹持，再通过液压缸35推动限位结构33，使拉动弹片36被拉伸，随后两个限位结构33相贴合时即为将挖掘刀具32移动至合适位置，以此完成换刀操作，该设计大大降低了操作人员的劳动量，使得换刀更加快捷方便。

实施例二，参照图4所示：挖掘刀具32的上下端与刀具安装腔34之间为卡接设置，所述限位结构33的内部包括刀具夹持块331，所述刀具夹持块331的上端的一侧开设有限位内腔332，所述限位内腔332的下端的一侧转动连接有中心限位装置333，所述中心限位装置333与限位内腔332之间固定连接有推动弹片334，刀具夹持块331位于中心限位装置333的一侧开设有滚动滑槽335，所述滚动滑槽335的内部滑动连接有滚动珠336，所述滚动珠336的外表面固定连接有橡胶垫圈337，在将新的挖掘刀具32进行安装时，将挖掘刀具32从刀具夹持块331远离中心限位装置333的一侧放入，通过橡胶垫圈337与滚动珠336的设置，在挖掘刀具32进入时，通过橡胶垫圈337将挖掘刀具32与滚动珠336之间的撞击进行缓冲，再通过橡胶垫圈337的转动，将橡胶垫圈337与挖掘刀具32之间的摩擦力进行转换，从而进一步降低挖掘刀具32的表面的磨损，从而进一步提高挖掘刀具32的使用寿命，通过中心限位装置333与推动弹片334的设置，在挖掘刀具32进入中心限位装置333时，通过中心限位装置333将挖掘刀具32的中部进行夹持，通过推动弹片334的弹性将挖掘刀具32进行固定，从而进一步确定挖掘刀具32的中心，从而保证挖掘刀具32安装时的成功率，使得本发明的换刀效率大大提升，从而使得本发明的实用性大大提升。

实施例三，参照图5所示：中心限位装置333的内部包括中心限位夹板3331，所述中心限位夹板3331的一侧的内部开设有晃动内腔3332，所述晃动内腔3332的内部卡接设置有橡胶球3333，所述中心限位夹板3331的下端远离橡胶球3333的一侧固定连接有金属凸块3334，所述金属凸块3334设置在中心限位夹板3331的连接处的上方，金属凸块3334远离橡胶球3333的一端为平面设计，所述橡胶球3333的外表面与晃动内腔3332之间留有间隙，在挖掘刀具32进入中心限位装置333时，通过推动弹片334的弹性，使得中心限位夹板3331撞击挖掘刀具32，通过橡胶球3333，使得中心限位夹板3331在撞击挖掘刀具32时能够进行缓冲，使得橡胶球3333在晃动内腔3332内弹跳，从而对撞击力进行缓冲，从而进一步防止挖掘刀具32的表面的磨损，同时通过中心限位装置333的设置，使得挖掘刀具32能够进行手动转动，从而能够将中心限位装置333的位置进行调整，使得挖掘刀具32的中心能够被进一步调整，从而进一步增加本发明的换刀效率，通过金属凸块3334的设置，在限位结构33相接触时，通过挤压力，使金属凸块3334之间相互挤压，从而使得金属凸块3334推动中心限位夹板3331朝向远离橡胶球3333的一侧转动，从而使橡胶球3333与挖掘刀具32之间脱离连接，从而保证挖掘刀具32的工作使用。

实施例四，参照图6-7所示：前固定块31的内部的中部的上下方均开设有刀具卡合槽311，前固定块31位于刀具卡合槽311的上下方的两侧均固定连接有连接耳313，连接耳313远离前固定块31的一端铰链连接有剥离块312，在挖掘刀具32开启将岩层进行破碎时，通过挖掘刀具32破碎岩石时的力，使破碎的岩石配合挖掘刀具32转动时的力沿着挖掘刀具32的表面朝向刀具卡合槽311的方向移动，通过剥离块312的设置，可将岩石进行阻挡，从而能够防止岩石进入刀具卡合槽311的内部，使得岩石进入刀具卡合槽311时由于前固定块31与挖掘刀具32之间的挤压力，导致岩石被挤压，从而使得岩石挤压挖掘刀具32的表面，使得挖掘刀具32的表面被磨损，从而提高挖掘刀具32的使用寿命，剥离块312远离前固定块31的一侧为弧形设计，该设计在挖掘刀具32开启转动时，通过挖掘刀具32转动时带动的气流，配合剥离块312的弧面，使得气流改变方向，从而使较小的岩石配合气流的流动，将较小的岩石进行导向，从而降低剥离块312推动岩石的数量，从而降低剥离块312的压力，以增加剥离块312推动碎岩石的效果，从而增加剥离块312的使用效果，剥离块312的上端靠近前固定块31的一侧与剥离块312的下端远离前固定块31的一侧均开设有圆角，该设计用于防止由于气流的压力，使得剥离块312的端部产生移动，配合岩石的挤压，使得剥离块312的端部容易与挖掘刀具32的表面接触，通过圆角的开设，可防止挖掘刀具32将剥离块312的端部挤压变形，从而影响剥离块312的正常使用，以增加本发明的使用寿命，剥离块312靠近刀具卡合槽311的一侧与前固定块31之间固定连接有弹性复位丝314，以将剥离块312进行推动，以便于剥离块312的复位，从而使得剥离块312对岩石具一定的弹力，以将岩石弹动，使岩石远离前固定块31，前固定块31靠近弹性复位丝314的一侧位于剥离块312的下方固定连接有限位柱315，限位柱315远离前固定块31的一端固定连接有缓冲橡胶垫316，在剥离块312被挤压时，通过限位柱315将剥离块312进行支撑，从而防止剥离块312撞击前固定块31，使得剥离块312的端部容易变形，通过缓冲橡胶垫316的设置，可将剥离块312与限位柱315之间的撞击力进行缓冲，从而降低剥离块312的磨损，并且可防止冲击力过大，导致剥离块312与连接耳313之间的连接处产生松动，影响剥离块312的正常使用，限位柱315设置在剥离块312的中部远离连接耳313的位置，所述弹性复位丝314的一端固定连接在剥离块312远离连接耳313的一侧的下方，该设计利用杠杆原理，使得缓冲橡胶垫316受到剥离块312的撞击的力能够较低，从而增加缓冲橡胶垫316的使用寿命，从而增加剥离块312的使用寿命，亦使得弹性复位丝314能够较轻松地将剥离块312推动，从而更加便于剥离块312将岩石推动，同时提供了剥离块312较大的移动空前，从而增加剥离块312的实用性，剥离块剥离块312的下端面与连接耳313的下端面相重合，所述连接耳313的下端面与刀具卡合槽311的上端面之间间隔两厘米，该设计避免剥离块312与挖掘刀具32的表面直接接触，同时可提高剥离块312的弧面受到冲击时的移动范围，以防止剥离块312与挖掘刀具32的表面摩擦，使得剥离块312无法使用，同时该设计使得剥离块312损坏时依然能使用一段时间，从而防止剥离块312损坏时直接与挖掘刀具32的表面接触，导致剥离块312无法使用，无法为检修人员提供检修时间，降低了本发明的实用性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。