一种可伸缩可摆动可转弯刀盘盾构机的制作方法

一种可伸缩可摆动可转弯盾构机，本发明涉及隧道开挖施工设备，特别涉及一种可伸缩,可摆动刀盘，转弯角度可调挖掘盾构机。

背景技术：

1、目前，盾构机凭借着其优秀的地面沉降控制，高效开挖和广泛的地层适应能力，在地铁，大直径隧道，地下管路等施工中得到了广泛的应用。目前，铰接装置为盾构机增加灵敏度转弯必不可少的部件之一，但其相应缺点也显而易见。

2、1一种盾构机中，为了能够灵活转弯，配置有单铰接装置，甚至双铰接，或者主驱动摆动调心，但其所能达到的转弯半径有限，灵活度有限，还易见铰接漏水，管片破损，功耗高等诸多问题。

3、2盾构机在复杂地层中掘进时，由于设备，地质，以及施工磨损等原因，容易造成刀盘卡死现象。常规情况下，盾构机通过增加备用推力，摆动盾构机进行脱困。特殊情况下，需要采用爆破的方法或者挖竖井的方法掏空盾体上方围岩，使盾构机尽快脱困，且费时费力。因此，有必要提出一种可左右或者上下摆动刀盘，可伸缩刀盘的盾构机来适应复杂地层，使被困的盾构机及时脱困。

4、3盾构机的刀盘需要安装超挖刀或仿形刀进行超挖，还需要配置油缸，安装管路，检测装置等，增加了刀盘的制造成本，使刀盘整体结构变复杂，成本高。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提供了一种刀盘角度可调，可摆动，可转弯的省力杠杆装置，利用省力杠杆原理，平衡原理，可实现撬动刀盘摆动，转弯，利用主驱动滑动推进油缸伸缩可实现刀盘的伸缩。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案，

3、主要利用省力杠杆原理，有支点，施力点，受力点利用大球铰为支点，方向摆动转弯控制机构为施力点，刀盘为受力点。

4、所述为动力壁比阻力壁长的杠杆，用到铰接杆延长套，延长套越长越省力，越省功耗，平衡性好，因盾构空间受限，转弯转动角度受限，反之亦然，越短越费力，平衡性差。

5、一种带有杠杆铰接原理的盾构机，包括刀盘，限位圈，钢丝橡胶防护罩，分体式球窝，单孔空心球，主驱动变速箱，电机马达，铰接杆延长套，主驱动滑动推进油缸，球铰支座，滚动钢轨拖拉油缸，方向控制油缸，防扭销轴，前后摆动扇形槽，前盾体，铰接油缸，油脂泵，后盾体，盾体推进油缸等等。

6、所述刀盘法兰与主驱动变速箱连接，主驱动与铰接杆延长套连接，内格栅支撑，格栅内安装电机马达。

7、所述主驱动变速箱外侧与盾体安装有环形钢丝橡胶防护罩，铰接延长套前端与盾体安装有环形钢丝橡胶防护罩，通过环形压条固定密封，可弯曲可伸直，密封防水。

8、所述主驱动变速箱与铰接杆延长套为一个整体，可焊接固定或螺栓固定，形成一个中间空心的圆柱体，外套单孔空心球，通过防扭销轴滑槽滚珠可前后滑动，不可左右转动，主驱动变速箱最前端有限位圈，单孔空心球下边安装防扭销轴，单孔空心球外套分体式球窝，一般3m盾构机分为上下两部分球窝，两个半圆的球窝套上。

9、所述前盾跟球窝为一个整体，所述球窝中间两条油脂槽，跟上下摆动扇形槽联通。

10、所述下球窝的中间竖向开扇形槽。长度为上下摆动刀盘的最大限位。宽度为防扭销轴的最大宽度，深度为防扭销轴的长度。

11、所述铰接杆延长套为一大一小两个圆柱形的管道，小圆与大圆之间有支撑格，支撑格内有电机马达，小圆内为皮带输送机，其他形状的也可以。

12、所述铰接杆延长套中间位置，外侧四周的四个象限安装有球铰支座，朝后方小于或等于45度，球铰支座安装有四个主驱动推进油缸，前盾体四个象限配合安装有球铰支座为刀盘主驱动向前滑动提供推力，同步的，滚动钢轨也向前滑动，通过拖拉油缸连接，跟主驱动推进油缸同步动作。

13、所述铰接杆加长套前端为变速箱，刀盘，末端为摆动方向控制机构，皮带机出料口。

14、所述球窝为光滑耐磨材料，淬火处理，单孔空心球内外光滑耐磨淬火处理，单孔空心球圆柱体高度大于球窝高度。

15、所述方向控制机构的左右方向通过左右油缸伸缩实现转弯，摆动机构通过plc，数控装置，控制油缸的电磁阀快速交替，快速交替伸缩油缸来实现摆动，上方两个倒挂钩滚轮。上下摆动方向通过上方双油缸同步伸缩实现，保持平衡，同时防扭销轴在上下摆动扇形槽内摆动，同时防扭销轴克制单孔空心球扭转，即克制主驱动刀盘扭转。

技术特征：

1.一种可伸缩可摆动可转弯刀盘盾构机，其特征在于主要利用省力杠杆原理，平衡原理，有支点，施力点，受力点，利用大球铰为转动支点，利用单孔空心球为滑动槽，球窝为上下分体式球窝，方向摆动转弯控制机构为施力点，刀盘为受力点，利用省力杠杆原理，动力壁比阻力壁长的杠杆可实现撬动刀盘摆动，转弯，利用主驱动滑动推进油缸伸缩推动铰接杆延长套在单孔空心球内前后滑动，可实现刀盘的伸缩。

2.根据权利要求1所述，所述为动力壁比阻力壁长的杠杆，用到铰接杆延长套，延长套越长越省力，越省功耗，平衡性好，因盾构空间受限，转弯转动角度受限，反之亦然，越短越费力，平衡性差。

3. 根据权利要求2所述 ，一种带有杠杆铰接原理的盾构机，包括刀盘，限位圈，钢丝橡胶防护罩，分体式球窝，单孔空心球，主驱动变速箱，电机马达，铰接杆延长套，主驱动滑动推进油缸，球铰支座，滚动钢轨拖拉油缸，方向控制油缸，防扭销轴，前后摆动扇形槽，前盾体，铰接油缸，油脂泵，后盾体，盾体推进油缸等等。

4.根据权利要求3所述刀盘法兰与主驱动变速箱连接固定，主驱动变速箱与铰接杆延长套固定，或为一个整体，前主驱动变速箱外侧与盾体安装有环形钢丝橡胶防护罩，后铰接延长套与盾体安装有环形钢丝橡胶防护罩，通过环形压条固定密封，可弯曲可伸直，留有活动余量，密封防水。

5.根据权利要求4所述主驱动变速箱与铰接杆延长套为一个整体，可焊接固定或螺栓固定，形成一个中间空心的圆柱体，内安装有皮带输送机，外套单孔空心球，单孔空心球通过防扭销轴滑槽滚珠可前后滑动，不可左右转动，主驱动变速箱最前端有限位圈，单孔空心球下边安装防扭销轴，单孔空心球外套分体式球窝，一般3m以上盾构机分为上下两部分球窝，两个半圆的球窝套上，前盾跟球窝为一个整体，球窝中间两条油脂槽，跟上下摆动扇形槽联通。

6.根据权利要求5所述下球窝的中间竖向开扇形槽，长度为上下摆动刀盘的最大限位，宽度为防扭销轴的最大宽度，深度为防扭销轴的长度。

7.所述根据权利要求6铰接杆延长套为一大一小两个圆柱形的管道，小圆与大圆之间有支撑格栅，支撑格栅内有电机马达，小圆内为皮带输送机，其他形状的也可以。

8.根据权利要求7所述铰接杆延长套中间位置，外侧四周的四个象限安装有球铰支座，朝后方小于或等于45度，前盾体四个象限配合安装有球铰支座，安装有四个主驱动推进油缸，为刀盘主驱动向前滑动提供推力，同步的，滚动钢轨也向前滑动，通过拖拉油缸连接，跟主驱动推进油缸同步动作，末端为摆动方向控制机构，皮带机出料口。

9.根据权利要求8所述方向控制机构的左右方向通过左右油缸伸缩实现转弯，摆动机构通过plc，数控装置，控制油缸的电磁阀快速交替，快速交替伸缩油缸来实现摆动，上方两个倒挂钩滚轮，上下摆动方向通过上方双油缸同步伸缩实现，保持平衡，同时防扭销轴在上下摆动扇形槽内摆动，同时防扭销轴克制单孔空心球扭转，即克制主驱动刀盘扭转。

10.根据权利要求9所述球窝为光滑耐磨材料，淬火处理，单孔空心球内外光滑耐磨淬火处理，单孔空心球圆柱体高度大于球窝高度。

技术总结
本发明公开了一种可伸缩，可摆动，可转弯刀盘盾构机，根据平衡原理，省力杠杆原理，公开了了一种刀盘角度可调，可摆动，可伸缩，可转弯的省力杠杆装置，利用杠杆原理，可轻松实现撬动刀盘摆动，转弯，有支点，施力点，受力点。所述为动力壁比阻力壁长的杠杆，用到铰接杆延长套，延长套越长越省力，越省功耗，因盾构空间受限，转弯转动角度受限，反之亦然，越短越费力。利用单孔空心球，大球铰为支点，或者其他类型的支点，方向摆动转弯控制机构为施力点，刀盘为受力点。一种带有杠杆铰接原理的盾构机，包括刀盘，钢丝橡胶防护罩，分体式球窝，单孔空心球，主驱动变速箱，电机马达，铰接杆延长套，主驱动滑动推进油缸，摆动方向控制机构，防扭销轴，上下摆动槽，前盾体，铰接油缸，滚动钢轨拖拉油缸，油脂泵，后盾体，推进油缸等等。

技术研发人员：孙秀花
受保护的技术使用者：孙秀花
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13