[发明专利]可调式微型地下管道掘进刀头

说明书

技术领域

本发明涉及地下管道挖掘技术领域，具体为一种可调式微型地下管道掘进刀头。

背景技术

目前，城市的上下水管网、热力管道等小口径管道通常采用开槽铺设的方法修建，这种修建方法容易对地面交通产生影响。非开挖铺设地下管线施工技术是在地表不挖槽和地层结构破坏极小的情况下，对诸如供水、煤气、天然气、污水、电信电缆等公用管线进行铺设的施工技术。

地下管道的掘进刀头是非开挖铺设地下管线施工技术中的重要技术，但现有的掘进刀头主要用在大型盾构机上用于隧道开挖，这种用于大型盾构机上的刀盘，其刀具一般固定在刀盘上，不能够进行调节，而且在掘进过程中需要很大的动力。而在城市公用地下管线铺设中，管线的直径往往较小，在掘进过程中无法给刀头提供很大的动力，另外，针对地下管线往往处于靠近地表的土质土壤中，采用固定刀具的刀盘往往不能够适应不同的土壤条件。这些矛盾造成现有的掘进刀头无法用于城市地下管线的铺设施工中。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术中刀头对土层破坏严重，动力要求大，不能够适应不同的土壤条件等缺陷，本发明提出了一种可调式微型地下管道掘进刀头，其技术方案为：

技术方案

所述一种可调式微型地下管道掘进刀头，其特征在于：包括外壳切削机构、主体切削刀具和带钻头心轴；

外壳切削机构包括刀头外壳和周向刀片；刀头外壳为薄壁圆筒形结构，在其一端的内壁面和外壁面上均匀交替开有若干刀槽，周向刀片固定安装在刀槽内，刀刃方向朝向带钻头心轴的旋转方向，刀刃与刀头外壳轴向的夹角为45°～60°；

主体切削刀具包括有若干组切削刀具组件，每组切削刀具组件包括刀片、可调刀架、固定刀架、刀架连杆和刀架调节件；固定刀架两侧有连接孔，分别用于与刀头外壳和带钻头心轴固定连接，带动刀头外壳随带钻头心轴同步转动；固定刀架中部有凹槽，凹槽底部伸出有带螺纹孔的刀架调节件安装板；可调刀架下部置于固定刀架中部凹槽内，并与固定刀架轴连接，可调刀架可绕连接轴转动；可调刀架中部有凹槽，可调刀架上部有刀片固定槽，刀片安装在刀片固定槽上，并且刀片在刀片固定槽的安装位置可调节；刀架调节件包括调节螺杆和连接块，连接块中部有凹槽，凹槽底面有通孔，调节螺杆一端穿过连接块底面通孔与连接块连接，且调节螺杆与连接块之间只有转动副，调节螺杆的螺纹段穿过刀架调节件安装板的螺纹孔与固定刀架连接；刀架连杆两端分别置于连接块凹槽内和可调刀架中部凹槽内，并与连接块和可调刀架轴连接，刀架连杆可绕两个连接轴转动。

所述一种可调式微型地下管道掘进刀头的优选方案，其特征在于：从距带钻头心轴径向距离最近的刀片起，沿带钻头心轴的转动方向，每组切削刀具组件的刀片在可调刀架上的安装位置距带钻头心轴的径向距离均匀增大，刀片的刀刃刃口尺寸均匀减小。

所述一种可调式微型地下管道掘进刀头的优选方案，其特征在于：每个刀片的切削角可调节，并且保持相同。

有益效果

本发明通过设置刀头外壳，将将土壤切割为壳内和壳外两部分，既有利于对壳内土壤进行切削，又不会对壳外土壤造成破坏；通过采用刀片的径向位置和切削角可调设计，将刀片设置为螺旋状排列，可以减小每个刀片的刀刃尺寸，从而降低对动力的要求；并可以实现每个刀片的切削力大小相等，进而使每组可调刀架和固定刀架的受力相等，整体受力平衡，在切削时能提供一个轴向的前进推力，有利于刀头沿轴向前进；此外，根据不同土壤特性，可以调节刀片切削角，降低切削阻力，减少刀具磨损，保证切削土体的流动性；通过更换不同形状的刀具，可以提高刀头的使用寿命。

附图说明

图1：本发明的结构示意图；

图2：切削刀具组件的结构示意图一；

图3：切削刀具组件的结构示意图二；

图4：带钻头心轴的结构示意图；

图5：可调刀架的结构示意图；

图6：刀架连杆的结构示意图；

其中：1、刀头外壳；2、带钻头心轴；3、切削刀具组件；4、周向刀片；5、刀片；6、可调刀架；7、固定刀架；8、刀架连杆；9、连接块；10、调节螺杆。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明：

实施例：

本实施例用于直径为20cm的地下管线掘进施工中，管线铺设环境为土质土壤。刀头的前进动力为电机推动。