[实用新型]顶管机切削、破碎装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种地下工程施工机械，特别是一种泥水平衡顶管机的切削、破碎装置。

(二)背景技术

在泥水平衡顶管机的设计中，为了能保证在北京地区含水粘性、砂性及砂砾石复杂地层条件下顺利施工，一个要重点考虑的因素是切削刀盘及砾石破碎装置的形式。

现有泥水平衡顶管机有不带破碎功能和带破碎功能的区分，不带破碎功能的机型有固定刀盘和浮动刀盘等形式。国内外带破碎功能的顶管机有多种，但其中有代表性的切削及破碎装置都有一些缺憾，或者是破碎效果一般，不能完成砾石的破碎；或者是零部件强度要求高，结构复杂，加工难度大，成本高，很难两全其美。所以，研究一种适用于北京地区复杂地层条件的新型切削、破碎装置是泥水平衡顶管机设计中急待解决的问题。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种顶管机切削、破碎装置，要解决进一步降低成本，简化结构，并在含水粘性、砂性及砂砾石复杂地层条件下仍能顺利施工的技术问题。

本实用新型的目的是这样实现的：

这种顶管机切削、破碎装置，由动力机构带动主轴旋转，主轴置于切削环的轴心位置，主轴头部连接切削刀盘，切削刀盘的面板上加装切削刀，其特征在于：

切削刀盘是面板形全断面切削刀盘，切削刀盘后方的主轴上连接锥盘形滚筒，锥盘形滚筒置于切削环内，两者之间留有进土间隙，切削环的内壁自边沿向轴心倾斜呈内锥形筒，切削环的内壁与锥盘形辊筒外壁之间构成进土和破碎仓；

在锥盘式辊筒内部，筒内壁由环肋和纵肋加固，筒后端由后环板封闭，主轴前部由径向滑动键与锥盘式辊筒连接，主轴中部固定连接一凸轮，该凸轮外缘与一至两个滚轮传动连接，上述滚轮套在滚轮轴上，滚轮轴由滚轮轴承支撑，并支撑在锥盘式辊筒内部的环肋上。

上述切削刀盘上的进泥开口率是20-35％。

本实用新型与现有传统技术相比具有的有益效果：

1、采用面板式全断面切削刀盘，并适当选择切削刀盘上的进泥开口率，对前方开挖面有一定的支撑作用，有利于保持掘进前方土体稳定。而且在遇到含大块砾石的恶劣地层时，可以在切削刀盘的面板上加装盘式滚刀，增强砾石破碎能力。

2、采用由凸轮传动装置驱动的偏摆锥盘式辊筒破碎装置。使得在砾石破碎过程中，同时对砾石施加剪切和挤压两种破碎作用，大大提高了设备的砾石破碎能力。

本实用新型将面板式切削刀盘与偏摆式锥盘形辊筒结合，并使破碎装置的加工制造得到简化，进一步降低了掘进成本，在含水粘性、砂性及砂砾石复杂地层条件下仍能顺利施工。

(四)附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是刀盘回转部分的结构示意图；

图3是锥盘式辊筒的结构示意图；

图4是锥盘式辊筒沿凸轮轨迹偏摆回转的示意图；

图5是本实用新型的工作原理示意图。

图中：1-切削刀盘、2-切削环、3-锥盘式辊筒、4-凸轮、5-主轴、6-滚轮、7-滚轮轴、8-进土间隙、9-进土和破碎仓、10-环肋、11-未破碎的砾石、12-破碎后的砾石、13-切削刀、14-进泥开口、15-后环板、16-径向滑动键、17-滚轮轴承、18-纵肋。

(五)具体实施方式

实施例参见图1所示，这种顶管机切削、破碎装置，由动力机构带动主轴5旋转，主轴置于切削环2的轴心位置，主轴头部连接切削刀盘1，切削刀盘的面板上加装切削刀。

参见图1、2，切削刀盘1是面板形全断面切削刀盘，切削刀盘上安有切削刀13，并开有进泥开口14，进泥开口率是30％。切削刀盘后方的主轴上连接锥盘形滚筒3，锥盘形滚筒置于切削环2内，两者之间留有进土间隙8，切削环的内壁自边沿向轴心倾斜呈内锥形筒，切削环的内锥形筒与锥盘形辊筒共同组成进土和破碎仓9。

参见图3、4，在锥盘式辊筒3的内部，筒内壁由环肋10和纵肋18加固，筒后端由后环板15封闭，主轴5的前部由径向滑动键16与锥盘式辊筒3连接，主轴5的中部固定连接一凸轮4，该凸轮外缘与一至两个滚轮6传动连接，上述滚轮套在滚轮轴7上，滚轮轴由滚轮轴承17支撑，并支撑在在锥盘式辊筒内部的环肋10上。

参见图5，本实用新型的顶管机切削、破碎装置的工作原理：根据土质情况及工况条件，通过换装传动组件，可分别实现回转和回转加径向摆动两种掘进工作方式。在砾石含量小于30％的土层施工时，通过辊筒回转破碎砾石；在砾石含量较高的地层，辊筒在回转的同时做径向偏摆，加大破碎砾石的功效。