[发明专利]一种常压换刀刀盘、盾构机及其换刀方法

说明书

本发明公开了一种常压换刀刀盘、盾构机及其换刀方法，解决了现有技术中常压换刀装置换刀效率低、密封容易损坏的问题。本发明常压换刀刀盘包括刀盘本体，刀盘本体内设有密封刀室，密封刀室内滑动设有刀筒总成，刀筒总成内设有能驱动刀座移动的驱动机构，刀座上可拆卸设有刀具，刀具通过设置在刀盘本体工作面上的通孔向外伸出；所述刀筒总成与密封刀室的工作面之间设有密封结构。本发明常压换刀装置采用创新性滑移方式在工作孔与拆装孔之间切换，完成工作模式与换刀模式的切换，翼板随刀筒总成同步运动，在刀筒总成离开工作孔的同时对工作孔进行封堵，起到闸门作用，能够保证密封刀室不与外界泥浆接触，减少密封损坏的可能，封堵方式新颖。

技术领域

本发明涉及盾构技术领域，特别是指一种常压换刀刀盘、盾构机及其换刀方法。

背景技术

随着国内交通基础设施建设的飞速发展，盾构施工以其安全、快速以及高效的特点，在城市地铁、越江穿河隧道、输油地下管道等地下工程建设中的应用越来越多。在越江穿河工程中，由于隧道埋深较大，地层透水性较强，水压较高，一般会选用泥水盾构。由于江底、河底和海底多为冲洪积形成的砂卵石地层和软硬不均的互层，作为盾构机上承担掘进功能的刀具磨损会很快，在施工工程中需要经常检查、维修保养并对刀具进行更换。

现有传统常压换刀的掘进机都是靠刀闸阀来阻挡掌子面压力，实现常压换刀。如发明专利：CN105736005B公开了一种常压换刀装置，通过闸门实现刀盘前后的密封，完成常压换刀作业。但是，滚刀更换时，闸门的开启闭合过程中会有泥浆涌入，闸门密封会受到涌入的泥浆、砂石损伤，使闸门密封受到破坏，出现闸门关不严的问题，导致更大量的泥浆涌入，造成保压失效的问题，且刀具更换需要将刀筒整个抽出才能完成更换，又由于刀筒重量较重，造成起吊负载大、危险程度高，人工作业位置有限，换刀效率低。又因为现有的常压换刀装置采用刀闸阀等结构，导致现有常压换刀装置制造成本较高。

因此，亟需设计一种新的常压换刀装置，采用新的封堵形式取代刀闸阀的密封结构，从而降低制造成本，减少工作时间、提高作业安全性。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种常压换刀刀盘、盾构机及其换刀方法，解决了现有技术中常压换刀刀盘换刀效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种常压换刀刀盘，包括刀盘本体，刀盘本体内设有密封刀室，密封刀室内滑动设有至少一个刀筒总成，刀筒总成内设有能驱动刀座移动的驱动机构，刀座上可拆卸设有刀具，刀具通过设置在刀盘本体工作面上的通孔向外伸出；所述刀筒总成与密封刀室的工作面之间设有密封结构。

进一步，所述密封刀室为刀盘本体的前面板及后壳组成的矩形密封刀室；所述刀座上或刀筒总成内设有刀具检测装置和高压冲洗装置。所述密封结构包括设置在前面板背部的密封环槽，密封环槽内设有密封条，密封环槽与设置在刀盘本体工作面上的通孔同圆心设置。

进一步，所述密封刀室的前端面设有工作孔、后端面设有拆装孔，工作孔与拆装孔交错设置；刀筒总成的外壁上设有翼板，工作状态下，刀筒总成与工作孔对应配合；换刀状态下，刀筒总成与拆装孔对应配合，翼板对工作孔封堵。所述密封刀室的前端面设有工作孔的数量与刀筒总成的数量一一对应，拆装孔的数量不少于工作孔的数量。

进一步，所述刀筒总成的外壁上设有限位块，限位块与设置在密封刀室内壁上的卡槽相配合，刀筒总成与密封刀室之间连接有第一油缸。所述限位块上下对称设置在刀筒总成上，一个刀筒总成上下连接有两个第一油缸；所述密封刀室外壁上设有第一定位孔，刀筒总成上设有第一螺孔，第一螺孔与第一定位孔相对应且通过固定螺栓连接。