一种常压背装换仿形刀装置的制作方法

本发明涉及盾构装备制造技术领域，特别是指一种常压背装换仿形刀装置。

背景技术：

随着交通运输、水利、城市化隧道工程的快速发展，盾构施工在地下隧道建设的施工中愈来愈重要，盾构仿形刀是盾构施工过程中必备刀具，主要用于盾构施工过程中的曲线施工转弯和纠偏时，对土体进行径向超挖。在高水压环境中，当仿形刀磨损时，更换仿形刀的过程必须保持较高的土仓压力，为此换刀人员必须承受高压环境，换刀时间长和换刀效率低，而且对换刀人员的身体健康影响大，特别是在大埋深，水压高和长距离隧道施工的情况下，对磨损的仿形刀具进行更换是不可避免的，因此，隧道施工中急需一种在常压情况下进行更换仿形刀的装置和一种可对安全闸门密封进行更换的装置来保证换刀人员的安全是盾构装备制造领域的迫切需要。

技术实现要素：

本发明提出一种常压背装换仿形刀装置，解决了盾构施工中仿形刀更换不方便的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种常压背装换仿形刀装置，包括仿形刀装置和密封闸门装置，仿形刀装置包括仿形刀焊接座，仿形刀焊接座内设置有换刀刀筒，换刀刀筒的前端设置有换刀刀筒前密封，换刀刀筒的后端连接换刀刀筒盖，换刀刀筒盖连接油缸装置，换刀刀筒内设置有刀具，所述仿形刀焊接座的外侧设置有密封闸门装置。

所述换刀刀筒和刀具通过仿形刀装置安装螺栓连接。

所述仿形刀焊接座左端的内侧设置有换刀刀筒前密封。

所述油缸装置包括油缸缸筒，油缸缸筒内设置有油缸活塞杆，油缸缸筒的外部设置有油缸固定座，油缸活塞杆的外部设置有油缸固定板，油缸活塞杆连接换刀刀筒盖，油缸活塞杆和换刀刀筒盖的连接座上设置有换刀刀筒定位销和换刀刀筒销轴。

所述油缸固定板位于仿形刀油缸导向座上，所述油缸固定座位于仿形刀油缸座上。

所述换刀刀筒和换刀刀筒盖的连接处设置有多道密封圈i。

所述密封闸门装置包括上密封座、下密封座和闸门，上密封座和下密封座均固定在仿形刀焊接座的右侧，上密封座内设置有闸门，下密封座内设置有密封圈i，上密封座和下密封座右端的内侧均设置有密封圈ii。

所述上密封座和闸门的连接处设置有多道密封圈ii。

所述油缸装置连接旋转编码器。

一种常压背装换仿形刀装置的更换方法，包括以下步骤：

1）油缸装置缩回到位，带动仿形刀装置、背装可更换的换刀刀筒等回退；

2）高压水冲洗换刀刀筒，密封闸门装置封闭，隔离掌子面高压环境；

3）封闭闸门后，打开换刀刀筒内设置的冲水球阀，对换刀刀筒内高压腔体进行泄压至常压状态后，方可取下仿形刀具更换装置进行刀具的更换；

4）更换刀具完成后按照拆卸刀具的反顺序进行安装。

本发明通过密封闸门装置、背装可更换的换刀刀筒之间的密切配合，实现了盾构设备在高水压下掘进时，可在常压环境下进行仿形刀具的更换，解决了高水压环境下换刀的安全性和效率的问题，增加了常压换刀时的工作舒适性，本装置可广泛应用于隧道掘进机高水压下的常压换刀刀盘，保护更换刀具工人的安全，降低施工风险及难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构主视图；

图2为换刀刀筒拉回状态示意图；

图3为闸门封闭状态示意图；

图4为换刀刀筒拆出状态示意图；

图5为仿形刀控制系统示意图；

图6为本发明的整体机构俯视图。

图中：1仿形刀装置、2仿形刀装置安装螺栓、3仿形刀焊接座、4上密封座、5闸门、6多道密封圈ii、7密封圈i、8下密封座、9密封圈ii、10仿形刀油缸导向座、11仿形刀油缸座、12换刀刀筒、13多道密封圈i、14换刀刀筒前密封、15换刀刀筒盖、16、换刀刀筒定位销、17换刀刀筒销轴、18油缸固定板、19油缸固定座、20油缸活塞杆、21油缸缸筒、a处为刀盘大圆环、b处为掌子面高压环境、c处为刀盘前面板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1—6所示，本发明实施例提供了一种常压背装换仿形刀装置，包括仿形刀装置1和密封闸门装置，仿形刀装置1包括仿形刀焊接座3，仿形刀焊接座3内设置有换刀刀筒12，换刀刀筒12的前端设置有换刀刀筒前密封14，换刀刀筒12的后端连接换刀刀筒盖15，换刀刀筒盖15连接油缸装置，换刀刀筒12内设置有刀具，所述仿形刀焊接座3的外侧设置有密封闸门装置。

所述换刀刀筒12和刀具通过仿形刀装置安装螺栓2连接，方便冲洗和装卸。

所述仿形刀焊接座3左端的内侧设置有换刀刀筒前密封14，避免掌子面内的高压进入换刀刀筒12内。

所述油缸装置包括油缸缸筒21，油缸缸筒21内设置有油缸活塞杆20，油缸缸筒21的外部设置有油缸固定座19，油缸活塞杆20的外部设置有油缸固定板18，油缸活塞杆20连接换刀刀筒盖15，油缸活塞杆20和换刀刀筒盖15的连接座上设置有换刀刀筒定位销16和换刀刀筒销轴17，方便换刀刀筒12的前后移动，后移时对其进行清洗换刀操作，前移后进行掌子面的开挖操作。

所述油缸固定板18位于仿形刀油缸导向座10上，所述油缸固定座19位于仿形刀油缸座11上。

所述换刀刀筒12和换刀刀筒盖15的连接处设置有多道密封圈i13，避免空气泄漏。

所述密封闸门装置包括上密封座4、下密封座8和闸门5，上密封座4和下密封座8均固定在仿形刀焊接座3的右侧，上密封座4内设置有闸门5，下密封座8内设置有密封圈i7，闸门5下落时，通过密封圈i7进行密封操作，避免高压气体进入，上密封座4和下密封座8右端的内侧均设置有密封圈ii9，避免高压气体进入。

所述上密封座4和闸门的连接处设置有多道密封圈ii6。

所述油缸装置连接旋转编码器，刀盘的中心设置有回转接头，油缸通过液压管路与刀盘中心的回转接头连接，回转接头的后端与旋转编码器连接；旋转编码器的电气控制端接入整台盾构机的电气控制系统，通过旋转编码器检测到超挖刀具在掌子面的位置，实现对掌子面任意角度范围的开挖。

一种常压背装换仿形刀装置的更换方法，包括以下步骤：

1）油缸装置缩回到位，带动仿形刀装置1、背装可更换的换刀刀筒12等回退；

2）高压水冲洗换刀刀筒12，密封闸门装置封闭，隔离掌子面高压环境；

3）封闭闸门5后，打开换刀刀筒12内设置的冲水球阀，对换刀刀筒12内高压腔体进行泄压至常压状态后，方可取下仿形刀具更换装置进行刀具的更换；

4）更换刀具完成后按照拆卸刀具的反顺序进行安装。

本发明通过油缸带动刀具前后移动，油缸收缩带动刀具后移，闸门下落隔绝掌子面内的高压水气，方便在常压下更换刀具；更换完毕后闸门升起，油缸伸长带动刀具前移，进行施工作业。

以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。