[发明专利]滚筒式刀盘矩形顶管机

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道施工设备，具体涉及一种适用于微风化岩石隧道掘进的滚筒式刀盘矩形顶管机，属于建筑机械领域。

背景技术

矩形顶管机主要适用于地下通道、共同沟等地下工程的施工。通过检索发现，名称为《多刀盘矩形顶管机》的中国专利(专利号：200920067574.5)通过多刀盘切削土体来实现矩形顶管施工，但是多刀盘矩形顶管机有一个致命的弱点，就是不能够全断面切削，造成对土体扰动大、挤压明显。针对这个问题，《组合刀盘式土压平衡矩形顶管机》(专利号02136207.6)、《矩形顶管机的组合刀盘》(专利号：02265771.1)以及《矩形顶管机的仿形刀》(专利号：02265770.3)等三件中国专利公开了各自的组合刀盘，利用这样的组合刀盘可以实现全断面的切削施工，将矩形顶管机的施工水平推上了一个台阶。但是以上专利所述的矩形顶管机都只适用于软土地层，因为切削刀在刀盘的转动下带动刀具切削土体，一旦遇到硬岩时，刀具就会崩掉刀尖，导致无法继续切削。而随着地下空间的不断开发，施工将会面临各种各样的复杂工况，对于微风化岩石地层、复合地层、回填土地层、穿越地下连续墙、桩基等复杂地层，现有矩形顶管机都不能正常进行掘进，给施工带来极大的困难，甚至会有很大的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足和缺陷，提供一种适合软土和硬岩的滚筒式刀盘矩形顶管机，其刀具在滚筒的带动下冲击破碎岩石或切削土体，因此能够在各种复杂地层，包括微风化岩石地层、复合地层、回填土地层、穿越地下连续墙、桩基等地层进行掘进施工，从而大大加强隧道施工的掘进能力，同时大幅度降低施工风险，保证施工安全。

本发明针对现有，提供一种使本发明主要包括：复合性地层滚筒式刀盘、刀盘驱动系统、螺旋机出土系统、液压推进系统和矩形壳体。

本发明是通过以下技术方案来解决其技术问题的：

一种滚筒式刀盘矩形顶管机包括刀盘、刀盘驱动系统、螺旋机出土系统、液压推进系统和矩形壳体，所述刀盘为复合性地层滚筒式刀盘，其套置于所述刀盘驱动系统上且由之驱动进行旋转，该复合性地层滚筒式刀盘包括若干普通刀具、摆动刀具和超挖刀具，所述刀盘壳体为圆管状构件，内壁上设有垂直其轴线的间壁，所述若干普通刀具均匀排列地固定于该刀盘壳体的外壁上，所述摆动刀具通过销轴铰接于该刀盘壳体外壁的内侧且能够绕该销轴旋转，所述超挖刀具固定于该刀盘壳体外壁的外侧。

本发明所述的滚筒式刀盘矩形顶管机，其刀盘驱动系统包括轴承座、芯轴、双列圆锥滚子轴承、两轮毂、齿型密封圈和低速大转矩马达，所述轴承座包括圆筒部和支撑板，该支撑板固定于所述圆筒部的中央且与之轴线垂直，所述低速大转矩马达通过螺栓连接于轴承座圆筒部的内壁上，其内孔通过花键与所述芯轴连接，所述两轮毂左右各一，内孔通过花键与芯轴的两端部连接，外圈连接于所述双列圆锥滚子轴承的内圈中，所述两轮毂外圈的侧端部固定连接于所述复合性地层滚筒式刀盘刀盘壳体内壁的间壁上，所述双列圆锥滚子轴承的外圈连接于所述轴承座圆筒部的内壁上；所述轴承座圆筒部的外壁与所述复合性地层滚筒式刀盘刀盘壳体的内壁之间设置有齿型密封圈；所述超挖刀具的刀尖部超出所述刀盘壳体侧面边界线10mm。所述螺旋机出土系统包括螺旋机和螺旋机液压驱动系统，该螺旋机由螺旋机液压驱动系统控制并能够比例调节转速；所述液压推进系统包括若干推进油缸和液压系统，该推进油缸后侧抵靠在一后靠板上，各推进油缸之间用钢板进行连接固定，该若干推进油缸由所述液压系统控制。

本发明所述滚筒式刀盘矩形顶管机在原有顶管机的基础上通过优化设计刀盘、刀具、驱动等等技术措施，其刀盘创新地采用了复合性地层滚筒式刀盘的结构形式，在刀盘壳体上布置了一系列的普通型刀具、超挖刀具和特制摆动刀具，该刀具在滚筒的带动下冲击破碎岩石或切削土体，其能够在各种复杂地层，包括微风化岩石地层、复合地层、回填土地层、穿越地下连续墙、桩基等地层中进行正常切削施工，大大加强了所述矩形顶管机对地层的适应性，提高了其隧道施工的掘进能力，克服了很多施工难题，同时大幅度降低了施工风险，保证了施工安全。此外，本发明配置了与复合性地层滚筒式刀盘相匹配的刀盘驱动系统，该刀盘驱动系统能够提供大功率的扭矩，从而能够有效地切削各种复杂地层，使刀盘不至于在高负载下发生堵转现象。

总之，本发明在各方面性能都上了一个大台阶，能够适应各种复杂地层及工况的施工，不但提升了隧道掘进的效率，而且大大降低了施工风险，减小了对土层的扰动和对周围环境的破坏。

附图说明