[发明专利]一种牙轮钻头式顶管机

说明书

本发明涉及一种牙轮钻头式顶管机，包括刀盘部件、机头前节和机头后节，机头前节内固定设有回转动力机构和轴向动力机构，轴向动力机构前端转动连接主轴，主轴另一端固定连接刀盘部件，回转动力机构通过支架固定安装在刀盘部件与轴向动力机构间的机头前节内，这样既可以传递回转运动，也可以实现轴向运动；主轴上方的支架内设有泥浆管，下方的支架内设有排渣管，机头前节与机头后节连接处设有纠偏机构，通过微调机头前节使其轴线与机头后节的轴线之间有微小的轴线相对偏摆，从而实现顶进方向的控制与调整；牙轮钻头式刀盘可减小钻削阻力和刀具磨损，从而提高切削效率。

技术领域

本发明涉及机电一体化技术领域，具体涉及一种牙轮钻头式顶管机。

背景技术

随着我国基础建设的快速发展，非开挖铺管技术得到了广泛的应用，其特点是施工过程中无需开挖土体，利用顶管机切削岩土形成水平孔洞，从而实现管道铺设。目前，此项技术在各种类型的管道铺设工程中应用广泛，相应的技术装备和工艺方法也较成熟。但是，现有的顶管机主要应用于软岩或沉积物地层，切削的刀具一般为刮刀或者滚刀，如果遇到坚硬的岩石则很难切削，导致刀具磨损严重，施工效率低，由于管道直径的限制和工程成本的原因，又难以采用直径很大和价格昂贵的盾构机。

因此，对于硬岩的小口径管道铺设工程，急需开发一种高效率低成本的顶管设备，该设备以三牙轮钻头作为刀具，对硬岩和中硬岩具有高效的切削破碎能力，并采用一种与传统顶管机不同的碎岩成孔工作方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的公开了一种牙轮钻头式顶管机，采用三牙轮钻头作为刀具，对硬岩和中硬岩具有高效的切削破碎能力。

本发明的提供一种牙轮钻头式顶管机，包括刀盘部件、机头前节和机头后节，所述机头前节内固定设有一回转动力机构和一轴向动力机构，所述轴向动力机构前端转动连接一主轴，所述主轴另一端固定连接所述刀盘部件，用于为所述刀盘部件沿着所述机头前节的轴线方向前后运动提供动力，所述回转动力机构通过一支架固定安装在所述刀盘部件与所述轴向动力机构间的所述机头前节内，用于为所述刀盘部件绕着所述机头前节的轴线方向进行回转运动提供动力，所述主轴上方的支架内设有用于为所述刀盘部件提供泥浆的泥浆管，所述主轴下方的支架内设有用于将碎岩时产生的岩粉和碎渣抽吸出来的排渣管，所述机头前节与所述机头后节连接处设有一纠偏机构，用于实现所述刀盘部件在顶进向前运动方向上的控制和调整。

进一步地，所述支架与所述机头前节的连接处设有密封单元，或者所述支架与所述机头前节下半部的连接处设有密封单元。

进一步地，所述轴向动力机构为推进油缸，所述推进油缸通过一前支板固定在所述机头前节内，所述推进油缸输出端通过销轴连接一铰耳，所述铰耳内转动连接所述主轴。

进一步地，所述回转动力机构包括驱动马达和轴套，所述驱动马达固定设在所述支架上，所述驱动马达输出端设有小齿轮，所述轴套配合套在所述主轴外，所述轴套可在所述主轴上前后滑动，也可带动所述主轴绕着轴心转动，所述轴套外设有大齿轮，所述小齿轮和大齿轮相互啮合转动。

进一步地，所述主轴为六方主轴，所述六方主轴的外轮廓是六边形，所述轴套的内孔为与所述六方主轴的外轮廓相配合的六边形。

进一步地，所述纠偏机构包括四个纠偏油缸和支撑环，所述机头后节前端固设有一支撑环，所述支撑环插入所述机头前节内，且所述支撑环外壁与所述机头前节内壁存在一定间隙，四个所述纠偏油缸位于所述机头前节和所述机头后节之间，所述机头后节内固定安装一后支板，四个所述纠偏油缸固定端通过铰链固定安装在所述后支板上，四个所述纠偏油缸的活动端穿过所述支撑环后，通过铰链固定安装在所述机头前节内壁，四个所述纠偏油缸均匀间隔并对称布置在所述推进油缸四周。

进一步地，所述泥浆管一端连通位于所述支架前侧的所述机头前节内部空间，所述泥浆管另一端连接一泥浆泵的输出端，所述泥浆泵的输入端连接泥浆池，所述排渣管一端连通位于所述支架前侧的所述机头前节内部空间，所述排渣管另一端连接一砂石泵。