[發(fā)明專利]一種分塊控制的頂管機(jī)刀盤

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110060237.9
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112832798B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉草平;桑廣飛;朱淑蘭;黃震;周子杰;陳彩潔;周健舜;馬少坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵上海工程局集團(tuán)第五工程有限公司;中鐵上海工程局集團(tuán)有限公司;廣西大學(xué)
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

本發(fā)明涉及頂管技術(shù)領(lǐng)域，是一種分塊控制的頂管機(jī)刀盤，該頂管機(jī)刀盤的中心安裝中心刀，沿刀盤徑向設(shè)置凸起的輻條，輻條上布置切刀，在相鄰兩個(gè)輻條之間預(yù)留安裝槽，安裝槽內(nèi)連接特制螺旋刀，刀盤由液壓馬達(dá)驅(qū)動，切刀和特制螺旋刀隨著刀盤公轉(zhuǎn)。頂管機(jī)頂進(jìn)施工時(shí)，切刀對土體進(jìn)行切削，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)確定頂管機(jī)在軟硬不均地層中的偏移趨勢，利用螺旋擺動液壓缸驅(qū)動特制螺旋刀破碎特定區(qū)域內(nèi)的巖土，降低該區(qū)域的土壓力，使頂管機(jī)產(chǎn)生一定的偏轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動糾偏。所述特制螺旋刀能實(shí)現(xiàn)單回次淺鉆，多回次破碎巖土的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于頂管施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分塊控制的頂管機(jī)刀盤。

背景技術(shù)

頂管技術(shù)作為一項(xiàng)非開挖掘進(jìn)式管道埋設(shè)施工技術(shù)，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如對施工場地周圍環(huán)境影響小、施工無噪音、施工場地小等。因此，近年來頂管施工技術(shù)在世界上得到廣泛運(yùn)用。現(xiàn)有的頂管技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到成熟階段，有各種各樣的頂管方法出現(xiàn)，但仍不可避免地存在一些問題，即每種頂管方法的適用范圍有限。尤其在軟硬地層中，如何避免頂管機(jī)在頂進(jìn)過程中刀盤由于受力不均而產(chǎn)生方向偏移，是頂管技術(shù)研究的重點(diǎn)。

已有的頂管機(jī)刀盤多采用焊接刀具或滾刀，由刀盤公轉(zhuǎn)帶動刀具進(jìn)行切割土體，當(dāng)碰到軟硬不均地層時(shí)，頂管機(jī)頂進(jìn)方向精度不高。因此需要一種通過局部破碎較硬巖土以保持迎面受力均勻的刀盤，克服糾偏油缸的頂推力不滿足異常條件的問題。

已有的頂管機(jī)糾偏裝置存在精度不高，實(shí)施起來困難等問題，不能實(shí)現(xiàn)有效糾偏。還有采用多刀盤液壓平動式刀盤施工的，雖然能提高工作效率，但刀盤受力不均，存在驅(qū)動力要求高，能源消耗大的問題，且存在切割盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種分塊控制的頂管機(jī)刀盤，用于解決由于操作不當(dāng)及土質(zhì)的不均勻性造成迎面阻力不均，導(dǎo)致管路前進(jìn)方向偏移軸線的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種分塊控制的頂管機(jī)刀盤，包括刀盤、切刀、特制螺旋刀、中心刀以及輻條，所述刀盤中心安裝有中心刀，沿刀盤徑向設(shè)置凸起的輻條，切刀布置在輻條上，刀盤轉(zhuǎn)動時(shí)帶動切刀切削土體，所述特制螺旋刀安裝在刀盤上相鄰輻條之間，特制螺旋刀刀體為扇形，特制螺旋刀正面上布置弧形鋸齒，中心為圓錐形鉆頭，特制螺旋刀的刀面與切刀在同一水平面上，特制螺旋刀與刀盤上的安裝槽鉸接，刀盤由液壓馬達(dá)驅(qū)動，刀盤轉(zhuǎn)動時(shí)帶動切刀和特制螺旋刀公轉(zhuǎn)，頂管機(jī)頂進(jìn)過程中切削的碎土從渣土孔排出。

所述特制螺旋刀為若干把，若干把特制螺旋刀呈對稱分布在刀盤上，每個(gè)特制螺旋刀由單個(gè)螺旋擺動液壓缸單獨(dú)控制。特制螺旋刀的個(gè)數(shù)由刀盤直徑的大小而定。

所述的中心刀呈十字板狀，十字板中間為凸起的圓錐體，在頂管機(jī)頂進(jìn)施工時(shí)，中心刀首先插入土體，起到定位的作用，避免刀盤在切削過程發(fā)生竄動，提高施工精度。

所述的切刀自刀盤中心沿徑向均勻焊接在凸起的輻條上。

所述的弧形鋸齒以所述特制螺旋刀的轉(zhuǎn)軸為圓心，呈圓弧形均勻布置在特制螺旋刀的迎土面上。當(dāng)特制螺旋刀高速轉(zhuǎn)動及向前頂推時(shí)，所述弧形鋸齒配合圓錐鉆頭將對作用區(qū)域內(nèi)的巖土產(chǎn)生振動、沖擊的復(fù)合作用，將該區(qū)域土體或小型孤石絞碎。

所述螺旋擺動液壓缸是利用大螺旋升角的螺旋副實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的特殊液壓缸，既能帶動特制螺旋刀直線運(yùn)動又能使螺旋刀轉(zhuǎn)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

1、所述特制螺旋刀的驅(qū)動裝置采用螺旋擺動液壓缸，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)螺旋刀的高速旋轉(zhuǎn)和向前頂進(jìn)運(yùn)動，通過驅(qū)動螺旋刀運(yùn)動有效實(shí)現(xiàn)區(qū)域性破碎巖土，避免頂管機(jī)由于地層上軟下硬產(chǎn)生的“栽頭”問題，讓頂管機(jī)完成自身運(yùn)動糾偏。

2、與多刀盤頂管機(jī)相比，本發(fā)明在頂管機(jī)頂進(jìn)較均勻地層時(shí)，所述特制螺旋刀僅跟隨刀盤公轉(zhuǎn)，無須提供轉(zhuǎn)動動力，能節(jié)省能源消耗成本。