一种顶管机的制作方法

本发明涉及土地建造领域，具体讲是一种顶管机。

背景技术：

1、在城市基建项目中，地下管道的铺设建造是十分重要的项目之一，比如地铁隧道、地下给排水系统、供电线路等。

2、在进行地下管道的铺设过程中，为避免影响到周围居民的生活质量，同时降低施工的强度，以直接在地下进行管道的成型建造为主，而尽量避免采用先进行地下管道的上方拆除，完成地下管道的铺设后，再进行上方重建的方式来进行建造，从而在地下管道的铺设建造中，发展出了采用顶管机的构造方式，即地下管道的前端进行地下通道的挖崛并协助地下管道在地下通道中进行铺设，而地下管道的后端对地下管道进行助推以辅助加快地下通道的挖崛。

3、但在地下通道挖崛过程中，会发现当助推长度过长时，助推强度会大幅度上升，相应的助推功率也需要随着助推长度的加长而进行升级，为避免出现助推长度超出助推功率的极限，往往会根据助推设备的功率最大值，相隔一段距离进行一个中转点的建造，后续的地下通道的挖崛将以新的中转点为基准进行挖崛，以解决助推设备功率不足的问题。同时，在地下通道的挖崛过程中，还可能遇上大型高强度石块影响顶管机的推进工作，在对高强度石块区域进行推进时，往往需要降低推进速度以降低推进刀头的推进负载，保护推进刀头，但在长时间的推进过程中，还是会发现，推进刀头的推进端出现破损的情况。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以更有效的完成对大型高强度石块进行破碎，并且保证推进刀头长期使用质量，保证推进效率的一种顶管机。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种顶管机，包括推进机头和推进气缸，所述推进机头用于在地下进行通道加工，所述推进机头与顶管固定连接并使顶管安装进通道内，所述推进机头呈沿着轴向转动的圆盘形，所述推进机头上设有多个刀头，多个所述刀头包括多组沿着推进机头的径向设置的切割刀头组和多个设于多组切割刀头组之间的破碎刀头，所述切割刀头组包括多个沿着推进机头的径向设置的切割刀头，多个所述破碎刀头分别与不同的切割刀头进行同心圆的周向设置，所述切割刀头的切割方向沿着推进机头的转动切向方向设置，所述破碎刀头与切割刀头呈相对倾斜设置。

3、与现有技术相比，本发明的优点在于：在顶管机推进过程中，利用多种不同刀头的配合推进，来减少对单类刀头过载运行，避免造成单类刀头易损坏的情况。首先，利用切割刀头对推进区域进行开槽，在推进区域的表面会形成多个环形槽，破坏推进区域表面的整体性，而后再通过破碎刀头沿着环形槽对推进区域表面进行扩槽破碎操作，该过程可以使切割刀头的刀刃设计时更薄，避免切割刀头的瞬间切割区域过大，造成切割刀头的切割负载大的情况，以保证切割刀头可以具备更长的使用寿命，而破碎刀头的破碎过程是沿着环形槽进行破碎的，是沿着环形槽的槽边进行扩槽破碎，而不是对整片表面区域进行同步破碎，其破碎过程的负载更小，使破碎刀头也具备更长的使用寿命，通过推进机头推进，可以在破碎刀头的作用下，多个环形槽之间可以扩槽相连，从而达到对整个推进区域表面的切割、破碎过程，该推进切割，巧妙得结合了切割刀头与破碎刀头的优点，并且相互之间补足了缺点，以达到顶管机高效、低成本的推进目的。

4、作为本发明的一种改进，所述切割刀头的刀刃的厚度从边缘向内部方向增加，通过所述改进，刀刃的刃口薄，可以更好的嵌入到推进区域中，完成对推进区域的初步破坏，易形成环形槽，而后在推进过程中，刀刃厚度的增加，可以初步扩大环形槽的槽宽，便于后续破碎刀头嵌入到环形槽中，对环形槽进行扩槽破碎。

5、作为本发明的一种改进，所述切割刀头呈圆盘状，所述切割刀头以推进机头的径向为轴转动连接在推进机头上，通过所述改进，转动设置的切割刀头可以使切割刀头在切割推进区域时，不仅可以避免切割刀头单侧受力，导致切割刀头易损坏外，还可以使切割刀头在切割过程中更顺畅，利用切割刀头与推进区域之间相抵时的摩擦力，保证推进机头在转动过程中，切割刀头会进行相应的转动，从而避免切割刀头在切割过程中，与推进区域发生卡死的现象，避免在推进机头转动过程中，切割刀头发生断裂的情况，保证了切割刀头的使用质量，从而可以消除因为切割刀刃薄，导致刀刃强度不够易断裂的问题。

6、作为本发明的一种改进，所述破碎刀头包括两个分离刀头，两个分离刀头沿着推进机头的转动方向呈相互分离倾斜设置，通过所述改进，可以快速对环形槽两侧进行扩槽破碎。

7、作为本发明的还有一种改进，所述分离刀头呈圆盘状，所述分离刀头转动连接在推进机头上，通过所述改进，转动设置的分离刀头可以使分离刀头在破碎环形槽时，不仅可以避免分离刀头单侧受力，导致分离刀头易损坏外，还可以使分离刀头在破碎过程中更顺畅，利用分离刀头与环形槽槽边之间相抵时的摩擦力，保证推进机头在转动过程中，分离刀头会进行相应的转动。

8、作为本发明的还有一种改进，所述分离刀头远离另一个分离刀头的一侧设有破碎刀刃，所述破碎刀刃沿着分离刀头的周向呈锯齿状设置，通过所述改进，通过锯齿状破碎刀刃的设计，可以有效破碎环形槽的槽边，实现快速扩槽的目的，并且可以加强分离刀头的强度，避免分离刀头变形，保证破碎质量，同时锯齿状的破碎刀刃与环形槽在相抵时，抵接的区域也可以更好的完成分离刀头的转动。

9、作为本发明的还有一种改进，所述分离刀头沿着推进机头的转动方向的转动前端与切割刀头的刀刃设于一个同心圆上，所述分离刀头沿着推进机头的转动方向的转动末端与两个相邻的切割刀头的中间线设于一个同心圆上，通过所述改进，所述分离刀头沿着推进机头的转动方向的转动前端与切割刀头的刀刃设于一个同心圆上的设计，可以使分离刀头的转动前端作用于在环形槽上，嵌入环形槽中，更好的完成对环形槽的破碎工作，而所述分离刀头沿着推进机头的转动方向的转动末端与两个相邻的切割刀头的中间线设于一个同心圆上的设计，可以实现对整个推进区域的切割破碎，保证推进的有效性。

10、作为本发明的一种改进，所述破碎刀头与加工面之间的距离大于切割刀头与加工面之间的距离，通过所述改进，在推进机头转动过程中，切割刀头是沿着转动方向的切向设置的，受力位置只有切割的抵接端，切割位置为抵接前端，切割刀头切割稳定，不易发生偏移，可以推进区域的加工面直接相抵，而破碎刀头与切割刀头是呈倾斜设置的，相应的，若破碎刀头与加工面为相抵状态，破碎位置为抵接侧面，在推过机头转动过程中，破碎刀头易发生变形、扭曲、断裂的情况，故而破碎刀头需要依于切割刀头切割后形成的环形槽进行扩槽加工，而不能直接对加工面进行加工，需要与加工面之间形成距离，以保证破碎刀头的使用寿命。

11、作为本发明的一种改进，所述推进机头与相邻的顶管之间设有转向组件，所述转向组件包括横向调节圈，所述横向调节圈呈弧形，所述横向调节圈的上设有呈横向水平设置的横向调节齿，所述推进机头上连接有与横向调节齿相啮合的横向驱动齿，通过所述改进，实现推进机头的横向转动。

12、作为本发明的一种改进，所述转向组件还包括纵向调节圈，所述纵向调节圈设于横向调节圈与推进机头之间，所述横向驱动齿设于横向调节圈的外侧，所述纵向调节圈的内侧设有呈纵向设置的纵向调节齿，所述推进机头上设有与纵向调节齿相啮合的纵向驱动齿，通过所述改进，实现推进机头的纵向转动。

13、作为本发明的一种改进，两个所述顶管之间设有转弯缓冲环，所述转弯缓冲环用于避免顶管发生转弯时，顶管之间出现间隙以及干涉，通过所述改进，在推进气缸的作用下，推进机头向前移动，而当推进机头发生转弯时，在转弯的内侧，顶管之间会在相抵的情况，进一下进行挤压，从而发生干涉，而转弯的外侧，顶管之间会相互远离，形成间隙，不利于后续的施力推进，通过转弯缓冲环的设计，可以避免顶管转弯时的弊端。

14、作为本发明的一种改进，所述转弯缓冲环包括与一个顶管固定连接的外弧环和与另一个顶管固定连接的内弧环，所述外弧环内设有与内弧环进行球面转动连接的弧形槽，所述外弧环靠近另一个顶管的一侧设有弹性顶环，所述弹性顶环远离另一个顶管的一侧设有若干个沿着外弧环的周向设置的弹簧，通过所述改进，通过内弧环与外弧环的设计，在顶管之间相互转动过程中，实现顶管之间连接的紧密贴合，通过弹性顶环的设计不仅可以避免沙土进入到外弧环与内弧环之间的间隙中，还可以通过弹簧的设计，使转弯内侧的受力偏大，转弯外侧的受力偏小，因为施力端为设于推进后端，而转向端为推进前端，在推进前端的顶管发生转向后，推进后端的顶管的施力将发生偏转，若没有内弧环与外弧环的配合设计，转弯内侧的抵接受力增大，而转弯外侧脱离了相抵的状态，严重影响了转弯的联动效果，而通过内弧环与外弧环的配合设计后，转弯内侧与转弯外侧的受力趋向稳定，但推进后端的顶管所产生的作用力始终沿着该顶管的轴向施力，易造成推进前端的顶管在转弯时发生扩大转弯角度的偏转，即转弯外侧受力大于转弯内侧受力，此时因为转弯过程中，转弯内侧的弹簧与转弯外侧的弹簧势能不同，对推进前端的顶管的缓冲效果不同，使转弯内侧的受力偏大，转弯外侧的受力偏小，有助于保持推进前端的转弯。