[發明專利]一種用于盾構機滾刀的自動換刀裝置

在審

• 申請號: 201910202323.1
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109915157A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 劉建琴;張森;王磊;郭偉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D9/093
• 代理公司: 天津一同創新知識產權代理事務所(普通合伙) 12231
• 代理人: 李麗萍

本發明公開了一種用于盾構機滾刀的自動換刀裝置，包括刀箱、多刀旋轉裝置，伸縮?支撐裝置和保壓裝置，刀箱是由上、下頂板，左、右側板和前、后擋板組成的一個中空六面體結構，刀箱與盾構機刀盤面板焊接；多刀旋轉裝置安裝在刀箱內部，其中換刀軸平行于上下頂板，兩端分別垂直連接于左右側板，由側板上的驅動系統驅動；換刀軸上均布有四套相同的伸縮?支撐裝置，伸縮?支撐裝置由滾刀及刀座、泥漿排放管路以及伸縮用液壓缸組成，三者軸線重合。保壓裝置安裝于前擋板，由第一閘門，第二閘門以及保壓用液壓缸組成。本發明提高了換刀效率，減少了工作人員手動換刀的次數，縮短了停機時間，提高了作業效率，降低了施工成本。

技術領域

本發明屬于隧道掘進施工盾構設備維護技術領域,特別涉及一種應用于盾構機滾刀的自動切換裝置。

背景技術

盤形滾刀作為隧道掘進機施工過程中與前方地質直接接觸的部件,其相關性能決定了施工的效率。由于滾刀工作的環境極其惡劣，故在施工過程中，滾刀極易磨損。在現今的所有設計中，每個刀座只安裝了一把滾刀，因此需要根據個別滾刀的磨損情況進行停機更換，浪費了大量的時間，使得施工效率下降。同時，在換刀過程中，為了保證開挖面的穩定以及防止涌水，開挖面的壓力必須保持不變，這就要求工作人員進入高壓環境作業，不僅繁瑣耗時，還對工作人員的人身安全構成了很大威脅。這就需要設計一種可以自動換刀的機械裝置，不僅可以代替人工、縮短換刀的時間，還可以保證壓力的穩定即保證換刀的安全。從而達到提高施工效率，減少施工成本的目的。

發明內容

針對現有技術，本發明提供了一種用于盾構機滾刀的自動換刀裝置，可以在保證開挖面穩定的前提下一定程度上代替人工換刀，縮短停機換刀的時間，提高了施工效率，降低了施工成本。

為了解決上述的技術問題，本發明提出的一種用于盾構機滾刀的自動換刀裝置，包括刀箱、多刀旋轉裝置、伸縮-支撐裝置，所述刀箱與盾構機刀盤面板焊接；所述刀箱是由上頂板、下頂板、左側板、右側板、前擋板和后擋板六部分組成的長方體箱體；所述下頂板的上表面是自后向前呈由高而低的斜面，所述下頂板的前部設置排渣孔；所述左側板設有換刀軸左支撐孔以及側板排泥口；所述右側板設有換刀軸右支撐孔，所述前擋板的中心區域設置刀孔，所述前擋板的中上部設置內嵌凹槽，所述刀孔的前端設置定位擋圈，所述定位擋圈的內表面設置第一傳感器，所述刀孔的后端設置保壓室，所述保壓室的內表面設置第二傳感器；所述多刀旋轉裝置包括換刀軸和設置在所述右側板內側的驅動電機機箱，所述驅動電機機箱內設有步進電機和傳動系統；所述換刀軸的兩端通過一對圓柱滾子軸承支撐在所述換刀軸左支撐孔和所述換刀軸右支撐孔中；所述換刀軸的中間部分設置泥漿排放通道，所述換刀軸內設有泥漿排放孔，所述泥漿排放孔自所述換刀軸的左端至所述泥漿排放通道；所述步進電機與傳動系統驅動所述換刀軸旋轉；所述伸縮-支撐裝置，共有結構相同的四組，每組伸縮-支撐裝置包括圓筒狀的刀座，所述刀座內設有滾刀，所述刀座上連接有泥漿排放套管，所述泥漿排放套管設有伸縮用液壓缸，所述刀座、泥漿排放套管、伸縮用液壓缸三者的軸線重合；四組伸縮-支撐裝置的布局是按照兩兩呈90°均勻布置在所述換刀軸中點橫截面上，并與所述換刀軸固連；所述泥漿排放套管在所述伸縮用液壓缸的帶動下沿軸線方向移動；每組伸縮-支撐裝置中的泥漿排放套管均與設置在所述換刀軸中間部分的泥漿排放通道連通；所述刀箱內設有一套保壓裝置，所述保壓裝置包括第一閘門和第二閘門，所述第一閘門和第二閘門分別連接有保壓用液壓缸；所述第一閘門嵌裝在所述前擋板中上部的內嵌凹槽內，所述第二閘門安裝于所述前擋板的后表面，所述第一閘門和所述第二閘門分別在與各自連接的保壓用液壓缸的驅動下，實現平行于所述前擋板的上下移動，所述第二閘門安裝于所述前擋板的后表面，在相應的所述保壓用液壓缸驅動下，所述第二閘門可實現平行于所述前擋板的上下移動。

進一步講，本發明所述用于盾構機滾刀的自動換刀裝置，其中，所述泥漿排放套管包括相互嵌套的內管與外管，所述刀座設置有刀座排泥口，所述內管外部與所述伸縮用液壓缸固接，所述外管前端與所述伸縮用液壓缸固接，所述外管后端與所述換刀軸中部泥漿排放通道固接，所述伸縮用液壓缸包括八個，按照間隔45°分布于所述外管前端。