一种顶管机的三刃滚刀的制作方法

1.本发明涉及顶管机领域，尤其涉及一种顶管机的三刃滚刀。


背景技术：

2.随着我国城市化水平的提高，大量的城际铁路、高速铁道、城市轨道交通建设需要开展，其中有许多隧道工程。大量的隧道需要用顶管机来建造；
3.顶管机工作进行挖掘时，主要发挥挖掘作用的是切削刀，切削刀在软质土层进行挖掘时有极高的效率；
4.其次是滚刀，在碰触到岩石，切削刀无法高效地完成任务时，需要滚刀将岩石压碎；但是，在滚刀碰触到坚硬的岩石难以短时间压碎时，滚刀可能会发生偏移，磨损滚刀，甚至损坏滚刀；
5.因此，现有技术存在缺陷，需要一种顶管机刀盘以克服上述困难。


技术实现要素：

6.因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于允许滚刀适量偏移的方法解决挖掘过程中碰到坚硬岩石滚刀偏移会损坏滚刀的问题。本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
7.一种顶管机的三刃滚刀，包括刀头和盾体，所述刀头设置在盾体前端，所述刀头包括主刀盘，副刀盘和中心刀盘；所述主刀盘和副刀盘围绕中心刀盘交错设置；所述主刀盘和副刀盘前端面设置有三刃滚刀，所述主刀盘前端靠近三刃滚刀设置有切削刀，所述副刀盘前端靠近三刃滚刀内侧开设有排土口；所述中心刀盘前端设置有十字鱼尾刀；所述刀头后端设置有土仓，所述中心刀盘后端设置有中心轴；所述刀头后端靠近土仓四周设置有压力发生装置，所述压力发生装置后端设置有推动装置；所述中心轴后端贯穿土仓和推动装置中部与设置在盾体内部的电机转动连接。
8.优选的，所述三刃滚刀包括刀轴，所述刀轴轴颈与主刀盘和副刀盘转动连接；所述刀轴中部外侧轴承，所述轴承左右两侧设置有端盖，所述端盖内侧设置有密封组合；所述轴承和端盖外侧设置有刀体，所述刀体外侧设置有三刃刀圈；所述刀轴左侧轴颈下方和右侧轴颈上方设置有控制机构一；所述刀轴左侧轴颈上方和右侧轴颈下方设置有控制机构二。
9.优选的，所述控制机构一包括压力装置，所述压力装置前后两侧设置有开关，所述控制机构二与控制机构一类似。
10.优选的，所述推动装置内部开设有输油管，所述输油管后端设置有活塞；所述推动装置前端由内到外依次设置有推动杆二与推动杆一；所述活塞与推动杆二和推动杆一相匹配。
11.优选的，所述控制机构一与控制机构二和推动装置相通。
12.本发明有益效果：
13.本发明提供的一种顶管机的三刃滚刀，滚刀采用新的造型，两侧增加了两个刀刃
辅助滚刀完成破岩；同时两侧滚刀刀刃能有效的在滚刀破岩时平衡滚刀，以抑制滚刀偏移；
14.本发明的控制机构同样可以有效的抑制滚刀发生偏移，当压力过大时，允许滚刀发生偏移，避免过度抑制滚刀偏移对滚刀造成不必要的损害。
附图说明
15.图1为本发明的刀盘示意图。
16.图2为本发明的整体示意图。
17.图3为本发明的三刃滚刀示意图。
18.图4为本发明的三刃滚刀剖视图。
19.图5位本发明的控制机构一示意图。
20.图6为本发明的整体示意图。
21.图7为本发明的推进装置示意图。
22.图8为本发明的推进杆工作示意图一。
23.图9为本发明的推进杆工作示意图二。
24.图中，100
‑
刀头；1
‑
主刀盘；11
‑
切削刀；12
‑
三刃滚刀；121
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刀轴；122
‑
端盖；123
‑
密封组合；124
‑
刀体；125
‑
三刃刀圈；126
‑
轴承；127
‑
控制机构一；1271
‑
压力装置；1272
‑
开关；128
‑
控制机构二；13
‑
压力发生装置；131
‑
活塞；132
‑
输油管；200
‑
盾体；2
‑
副刀盘；21
‑
排土口；3
‑
中心刀盘；31
‑
十字鱼尾刀；4
‑
土仓；5
‑
中心轴；6
‑
推动装置；61
‑
推动杆一；62
‑
推动杆二。
具体实施方式
25.本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
26.如图1、图2所示，一种顶管机的三刃滚刀包括刀头100和盾体200，其中刀头100进行挖掘破岩工作，盾体200用于承受外部的压强和构建衬里；所述刀头100外围设置有多把三刃滚刀12与切削刀11，用于破碎刀头100圆周处的岩石，进行挖掘；
27.所述刀头100包括主刀盘1、副刀盘2、中心刀盘3；所述主刀盘1设置有切削刀11、三刃滚刀12；所述主刀盘1的每个三刃滚刀12刀刃前后两侧都设置有切削刀11，可以有效的辅助三刃滚刀12进行破岩工作；
28.所述副刀盘2设置有切削刀11、三刃滚刀12、排土口21；其中排土口21只设置在副刀盘2上；所述中心刀盘3上设置有十字鱼尾刀31；其中所述中心刀盘3除了安装十字鱼尾刀31，也可安装其他刀具，本发明选用的为十字鱼尾刀31，但并不影响其他刀具在中心刀盘3上发挥作用；
29.如图3所示，所述三刃滚刀12包括，刀轴121、刀体124、三刃刀圈125；
30.如图4所示，所述三刃滚刀12，内部包括，刀轴121、端盖122、密封组合123、刀体124、三刃刀圈125、轴承126、控制机构一127、控制机构二128；
31.如图5所示，控制机构一127设置有压力装置1271和开关1272；控制机构二128内设
置有相同机构；
32.其中图3展示的是三刃滚刀12的形状和刀轴121的形状；其中三刃滚刀12的两侧刀刃相对中部刀刃能起到更高效率的破岩工作；
33.其中图4展示的是三刃滚刀12的内部所有结构，以及控制机构一127、控制机构二128的位置；
34.其中图5展示的是控制机构一127的大致结构和组成；
35.其中控制机构一127，内部的压力装置1271是液压装置，能一定程度的抑制滚刀的偏移，其内部液压缸连接主刀盘1内部，再接通后方发挥作用；
36.其中控制机构一127的两个液压装置的液压缸连接后方位置在同一个层次上，由一个推动杆一61控制，同步施加压力和压缩；控制机构二128同理，由推动杆二62控制；其中液压缸及连接处在控制机构一127、控制机构二128的侧面，图中未显示；
37.其中开关1272距离刀轴121之间存在一段空隙，当三刃滚刀12未能短时间破碎岩石，三刃滚刀12承受压力逐渐增大，当承受压力超过压力装置1271的极限时，刀轴121会发生微量偏移，此时碰触到开关1272，开关1272控制后方，压力装置1271开始压缩，开关1272会随着压缩，开关1272压缩时，与压力装置1271末端一起收缩，刀轴121偏移，三刃滚刀12开始偏移，由两侧刀刃进行高效率破岩；当岩石破碎后，三刃滚刀12受到压力逐渐变小，没有压力能保持三刃滚刀12依然处在偏移位置，刀轴121会发生松动，当刀轴121离开开关1272，压力装置1271开始加压，使刀轴121回正，三刃滚刀12回正，固定住三刃滚刀12，继续进行挖掘、破岩工作；其中主刀盘1与三刃滚刀12相连处有一定的倾角，为三刃滚刀12偏转提供空间；
38.如图6、图7所示，本发明内部设置有土仓4、中心轴5、推动装置6和一些其他组件；其中，推动装置6内部设置有推动杆一61、推动杆二62和未标出的其他推动杆和后方的液压装置；
39.其中压力发生装置13设置在主刀盘1的后方，随着刀头100转动，压力发生装置13后方有凹槽与推动杆一61相啮合；
40.其中推动装置6固定安装在后方，内部设置有液压装置，控制推动杆一61、推动杆二62和未标出的推动杆前进和后退，推动杆一61、推动杆二62和未标出的推动杆啮合在压力发生装置13后部，不旋转；土仓4设置在副刀盘2的后方；
41.如图8、图9所示，压力发生装置13内部设置有活塞131、输油管132；
42.其中输油管132连接着控制机构一127内部压力装置1271内部的液压装置的液压缸，提供压力装置1271的压缩和伸展，决定三刃滚刀12的偏移和回正；
43.图8展示的是顶管机正常工作时，推动杆一61、推动杆二62和压力发生装置13的相对位置；
44.图9展示的是顶管机的三刃滚刀12偏移时，推动杆一61、推动杆二62和压力发生装置13的相对位置；
45.本发明正常工作时，三刃滚刀12正常执行破岩工作，当碰触坚硬岩石，三刃滚刀12受到压力逐渐增大，此时控制机构一127能一定程度抑制三刃滚刀12的偏移；当三刃滚刀12受到的压力超过控制机构一127内的压力装置1271的极限时，压力装置1271压缩，刀轴121会碰触到开关1272，启动后方推动装置6内的液压装置，将推动杆一61拉回，活塞131在压力
作用下向后运动，压力装置1271内的液压油由输油管132进入压力发生装置13内，压力装置1271开始压缩，刀轴121发生偏移，三刃滚刀12发生偏移，此时主要由两侧刀刃进行高效率破岩工作；当岩石破碎后，没有压力能保持三刃滚刀12一直处在偏移状态，刀轴121会发生松动，当刀轴121离开开关1272时，后方推动装置6的液压装置将推动杆一61推出，推动活塞131向前运动，将液压油由输油管132压回控制机构一127内，压力装置1271开始伸展，将刀轴121推回、固定在最初位置，刀轴121回正，三刃滚刀12回正，继续进行挖掘、破岩工作；向另一个方向的偏移、控制机构二128及推动杆二62的工作原理与上述完全相同。
46.本发明的工作原理：
47.本发明正常工作时，由切削刀11、三刃滚刀12进行挖掘、破岩工作，三刃滚刀12的两侧的刀刃可以对三刃滚刀12破岩时起到平衡的作用，控制机构一127、控制机构二128对刀轴121进行施压，同样可以抑制三刃滚刀12发生偏移；当三刃滚刀12碰触岩石难以击碎时，三刃滚刀12受到压力逐渐增大，当所受压力超过控制机构一127和控制机构二128的极限时，刀轴121会发生轻微偏移，碰触到开关1272，控制后方的推动装置6内的液压装置将推动杆一61拉回，活塞131在压力作用下向后运动，压力装置1271内的液压油经由输油管132进入压力发生装置13内，压力装置1271压缩，刀轴121偏移，三刃滚刀12偏移，由两侧刀刃进行更高效率的挖破岩工作；当岩石破碎后，三刃滚刀12受大压力逐渐减小，没有压力能保持三刃滚刀12一直处于偏移不动的状态，刀轴121会发生松动，当刀轴121远离开关1272时，控制后方推动装置6内的液压装置将推动杆一61推出，推动活塞131向前运动，将液压油经由输油管132压入控制机构一127内，控制机构一127内的压力装置1271伸展，对刀轴121进行施压，使刀轴121回正，三刃滚刀12回正，继续进行挖掘破岩工作；三刃滚刀12的另个方向偏移，由控制机构二128和推动杆二62进行控制，工作原理与上述相同；本发明的三刃滚刀12的两侧刀刃能对三刃滚刀12破岩时起到平衡作用，控制机构一127、控制机构二128也能对三刃滚刀12起到抑制偏转的作用，当受到压力过大时，三刃滚刀12才会发生偏移，避免过度抑制三刃滚刀12的偏转造成不必要的损坏。