專利名稱：全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)機(jī)，特別是涉及一種全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)
背景技術(shù)：
目前大多數(shù)隧道施工工藝大部是用鉆孔放炮，用爆破的方法，這樣對整體地質(zhì)結(jié)構(gòu) 受到嚴(yán)重破壞，產(chǎn)生大的塌方，對人生安全是個非常嚴(yán)重的問題，特別是通過江河海底的隧 道，城市地下隧道，安全問題更加嚴(yán)重，根本就不能采用這種爆破方法，另一種單鉆頭盾構(gòu) 機(jī)施工方法，目前國內(nèi)外都是單鉆頭的盾構(gòu)機(jī)，都存在著很多缺陷1、造價昂貴；2、部件 笨重不易拆卸，在隧道內(nèi)進(jìn)行維修困難；3、扭驅(qū)力大；4、耗能高；5、工效低，要多人操 作等等缺陷。本申請人的專利號為ZL200820053740. l的實(shí)用新型專利，公開了一種多功能子 母鉆頭，該專利公開的鉆頭特別適用裝在挖掘機(jī)臂上的移動式機(jī)形能鉆能銑，能用各種方法 用粉碎巖土、挖掘隧道，但還沒有一種裝置能應(yīng)用該鉆頭全自動的功能用于粉碎巖土、挖掘 各種隧道，采用多級擴(kuò)刀方法主要解決維修，巧妙地創(chuàng)造出有充足的輸送渣土的空間通道， 更快的產(chǎn)生工作效率和特別無法估量的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種造價低，效率高、能使用多功能子母鉆頭的 全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)，由前 盾構(gòu)機(jī)和后多級盾構(gòu)機(jī)組成，所述的前盾構(gòu)機(jī)是在第一機(jī)座的前端設(shè)有一個前多功能子母鉆 頭，在所述的第一機(jī)座上設(shè)有與所述的前多功能子母鉆頭對應(yīng)且貫穿所述的第一機(jī)座前后端 的螺旋輸料絞輪和中心鉆頭，在所述的第一機(jī)座的后端設(shè)有與所述的中心鉆頭對應(yīng)的液壓炮 機(jī)，在所述的第一機(jī)座設(shè)有第一行走系統(tǒng)；所述的后多級盾構(gòu)機(jī)是在第二機(jī)座的前端設(shè)有一 個后多功能子母鉆頭，在所述的第二機(jī)座上設(shè)有與所述的后多功能子母鉆頭對應(yīng)且貫穿所述 的第二機(jī)座前后端的輸送通道，后級所述的輸送通道的內(nèi)徑等于前級所述的每級前盾構(gòu)機(jī)的 前多功能子母鉆頭的外徑，在所述的輸送通道內(nèi)設(shè)有與所述的后多功能子母鉆頭對應(yīng)且貫穿 所述的第二機(jī)座前后端的皮帶輸料裝置，在所述的第二機(jī)座上設(shè)有第二行走系統(tǒng)。
所述的第一行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是第一行走履帶系統(tǒng)和第二行走履帶系統(tǒng)呈八字形且每組行 走履帶系統(tǒng)的兩端通過液壓油缸安裝在所述的第一機(jī)座上。第二行走系統(tǒng)是第三行走履帶系統(tǒng)和第四行走履帶系統(tǒng)呈八字形且每組行走履帶系統(tǒng)的 兩端通過液壓油缸安裝在所述的第二機(jī)座上，第五行走履帶系統(tǒng)兩端通過液壓油缸安裝在所 述的第二機(jī)座的中間。
采用上述技術(shù)方案的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)，它造價低，部件分散力 強(qiáng)，在隧道內(nèi)可全部拆卸和維修，為了減少扭驅(qū)力，使多個行星子鉆頭在母鉆頭內(nèi)腔內(nèi)產(chǎn)生 環(huán)繞銑鉆，由于子鉆頭直徑小扭驅(qū)力也小所以運(yùn)轉(zhuǎn)非常輕松，這樣大概節(jié)能40%，工效增加 15倍以上，對花鋼巖和石灰石，都是用點(diǎn)切削，在巖床上第一次切削行成一道道切削槽，而 且保證每次切削都是用不同角度自動不停的變換，到第二次切削就變成一個個小方塊石筍， 至第三次切削這些小方塊石箅自然脫落。而且在隧道內(nèi)無須跟隨施工現(xiàn)場要有人操作部位， 就是調(diào)整上下坡度，左右轉(zhuǎn)彎，也可通過遠(yuǎn)程控制。就是輸送渣土也可由本發(fā)明的機(jī)尾牽引 一套皮帶輸送設(shè)備，就可全部一條龍自動化把渣土運(yùn)出隧道。提供本發(fā)明的動力，可采用三 種方案根據(jù)施工條件隧道的遠(yuǎn)近距離等等來選擇。1、是用電動馬達(dá)；2、是利用本發(fā)明的后 尾空間加配柴油發(fā)動機(jī)，通過液壓系統(tǒng)全部用液壓馬達(dá)；3、是在地面設(shè)空壓站，用氣動馬 達(dá)。
本發(fā)明適用于礦山、海底石油、海底礦業(yè)開采、江河海底、城市各種圓體通信、通 電、通氣、通水，城市地下污水，人行通道等特等隧道。也實(shí)用于大形棄形交通隧道的施工 ，由于本發(fā)明的造價是國外同類產(chǎn)品的小零頭，工效快，可用多臺本發(fā)明在前開道，把大形 所掘隧道巖壁鉆成像蜂窩一樣的大孔，后面再用現(xiàn)有挖機(jī)按放頂理論程序清理蜂窩巖壁，這 樣更安全快捷。


圖l是本發(fā)明總裝結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的前盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的后多級盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的前盾構(gòu)機(jī)后視結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明的后多級盾構(gòu)機(jī)后視結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的前盾構(gòu)機(jī)的前多功能子母鉆頭示意圖7是本發(fā)明的后多級盾構(gòu)機(jī)的后多功能子母鉆頭示意圖8是水泥頂管多功能子母鉆頭盾構(gòu)機(jī)示意圖9是本發(fā)明的前盾構(gòu)機(jī)的前多功能子母鉆頭對巖床網(wǎng)狀切削分析圖； 圖10是本發(fā)明的后多級盾構(gòu)機(jī)的后多功能子母鉆頭對巖床網(wǎng)狀切削分析圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明結(jié)合具體實(shí)施參見附圖進(jìn)一步描述說明如下。
參見圖l、圖2、圖，3、圖4、圖5、圖6和圖7，全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng) 由前盾構(gòu)機(jī)12和后多級盾構(gòu)機(jī)13組成，前盾構(gòu)機(jī)12是在第一機(jī)座1的前端設(shè)有一個前多功能 子母鉆頭2，在第一機(jī)座1上設(shè)有與前多功能子母鉆頭2對應(yīng)且貫穿第一機(jī)座1前后端的螺旋輸 料絞輪3和中心鉆頭4，在第一機(jī)座1的后端設(shè)有與中心鉆頭4對應(yīng)的液壓炮機(jī)5，在第一機(jī)座l 設(shè)有第一行走系統(tǒng)6;后多級盾構(gòu)機(jī)13是在第二機(jī)座8的前端設(shè)有一個后多功能子母鉆頭7， 在第二機(jī)座8上設(shè)有與后多功能子母鉆頭7對應(yīng)且貫穿第二機(jī)座8前后端的輸送通道9，后級的 輸送通道9的內(nèi)徑等于前級的前盾構(gòu)機(jī)12的前多功能子母鉆頭2的外徑，在輸送通道9內(nèi)設(shè)有 與后多功能子母鉆頭7對應(yīng)且貫穿第二機(jī)座8前后端的皮帶輸料裝置10，在第二機(jī)座8上設(shè)有 第二行走系統(tǒng)ll。
參見圖2和圖4，第一行走系統(tǒng)6的結(jié)構(gòu)是第一行走履帶系統(tǒng)14和第二行走履帶系統(tǒng)15呈 八字形且每組行走履帶系統(tǒng)的兩端通過第一液壓油缸17和第一液壓油缸16安裝在第一機(jī)座1上。
參見圖3和圖5，第二行走系統(tǒng)11是第三行走履帶系統(tǒng)18和第四行走履帶系統(tǒng)20呈八字形 且每組行走履帶系統(tǒng)的兩端通過第三液壓油缸25和第四液壓油缸26安裝在第二機(jī)座8上，第 五行走履帶系統(tǒng)19兩端通過液壓油缸安裝在第二機(jī)座8的中間。
參見圖6和圖7，本發(fā)明采用行星子母鉆頭，前盾構(gòu)機(jī)12設(shè)有前多功能子母鉆頭2，前多 功能子母鉆頭2設(shè)有前母鉆頭21和前子鉆頭22，后多功能子母鉆頭7設(shè)有后母鉆頭23和后子鉆 頭24，多個行星子鉆頭在母鉆頭內(nèi)腔內(nèi)產(chǎn)生環(huán)繞銑鉆，由于子鉆頭直徑小扭驅(qū)力也小所以運(yùn) 轉(zhuǎn)非常輕松，這樣大概節(jié)能40%，工效增加15倍以上，對花鋼巖和石灰石，都是用點(diǎn)切削， 在巖床上第一次切削行成一道道切削槽，而且保證每次切削都是用不同角度自動不停的變換 ，到第二次切削就變成一個個小方塊石筍，至第三次切削這些小方塊石筍自然脫落，參見圖 9和圖10。對于中心巖石，可通過液壓炮機(jī)5驅(qū)動中心鉆頭4進(jìn)行破碎。
參見圖8，在第一機(jī)座1的前端設(shè)有一個前多功能子母鉆頭2，在第一機(jī)座l上設(shè)有與前多 功能子母鉆頭2對應(yīng)且貫穿第一機(jī)座1前后端的螺旋輸料絞輪3和中心鉆頭4，在第一機(jī)座l的 后端設(shè)有與中心鉆頭4對應(yīng)的液壓炮機(jī)5，第一機(jī)座1臨近前多功能子母鉆頭2—端的下半邊通 過鍵槽設(shè)有第三枕環(huán)32，第三枕環(huán)32起鉆頭定位和平衡支撐作用。用于安裝在第一節(jié)水泥管 上通過液壓推進(jìn)加接開掘各種小型圓形淺表隧道、污水隧道、通信隧道、通電隧道、通水隧 道、通氣隧道的開挖，造價特別低廉，自動化強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益特別驚人。行星子母鉆頭是根據(jù)澆注混泥土后的隧道空間內(nèi)徑尺寸，在一個圓筒外殼內(nèi)裝有一個內(nèi) 向帶喇叭斗狀的母鉆頭上，在母鉆頭上固聯(lián)多個子鉆頭軸套和收泥葉片等，母鉆頭外向變成 兩個梯形，在兩個梯形之間，在圓筒外殼內(nèi)固聯(lián)有三向組合定位座圈，在座圈的360度中錯 位安放三組多個靠背滑輪，(靠背滑輪也可改放棒狀滾珠觸接)，前向一組靠背滑輪和第一 節(jié)梯型平面圈滑滾觸接，中向一組和第二梯形圍圈壁定位滑滾觸接，把母鉆頭第二梯形平面 用螺絲固聯(lián)在一個圓筒安裝座的平面圈上，后向一組靠背滑輪就和平面圈周邊滑滾觸接?？?體母鉆頭就安裝在三向定位靠背滑輪上，子鉆頭軸后向固聯(lián)有行星齒輪和固聯(lián)在外殼上的軌 環(huán)內(nèi)齒嚙合，為了使兩齒輪嚙合更好而保證扭驅(qū)力，把子鉆頭軸尾支撐起來，又固聯(lián)在母鉆 頭安裝座圓筒外向一個支撐圈，緊靠后又有一組定位靠背滑輪將尾部定位滑滾，這時的母鉆 頭安裝座連成子母鉆頭的驅(qū)動圓筒軸固聯(lián)一個驅(qū)動大齒輪就和減速齒輪的小齒輪嚙合，減速 大齒就和馬達(dá)軸上齒輪嚙合，由于馬達(dá)安裝位置尺寸受限， 一個較小的馬達(dá)驅(qū)動力不足，減 速大齒輪另一邊增加一個馬達(dá)，所以產(chǎn)生兩個馬達(dá)同步驅(qū)動減速齒輪如果動力還是不足，可 在母鉆頭驅(qū)動大齒輪周邊加布一組或多組用同樣方法用多個馬達(dá)來同步驅(qū)動。馬達(dá)的安裝座 圈也是固聯(lián)在圓筒鉆頭外殼上，本發(fā)明的后段機(jī)體就固聯(lián)在馬達(dá)安裝座圈上，其內(nèi)向裝上螺 旋輸料絞輪3作為輸泥通道， 一但本發(fā)明前端發(fā)生部件損壞或刀具被磨損，就將本發(fā)明后退 幾步，在前端留下了空間，此時就可卸下絞輪抽出放在輸送帶上，維修人員通過此通道，到 前端空間進(jìn)行維修和更換刀具。在隧道內(nèi)無須跟隨施工現(xiàn)場要有人操作部位，就是調(diào)整上下 坡度，左右轉(zhuǎn)彎，也可通過遠(yuǎn)程控制。就是輸送渣土也可由本發(fā)明的機(jī)尾牽引一套皮帶輸送 設(shè)備，就可全部一條龍自動化把渣運(yùn)出隧道。提供本發(fā)明的動力，可采用三種方案根據(jù)施工 條件隧道的遠(yuǎn)近距離等等來選擇。1、是用電動馬達(dá)；2、是利用本發(fā)明的后尾空間加配柴油 發(fā)動機(jī)，通過液壓系統(tǒng)全部用液壓馬達(dá)；3、是在地面設(shè)空壓站，用氣動馬達(dá)。
參見圖2、圖4、圖3和圖5，第一行走系統(tǒng)6和第二行走系統(tǒng)11的每組行走履帶系統(tǒng) 是向外跨45度，當(dāng)隧道要向下產(chǎn)生坡度時，就可打開電磁閥向四個油缸加油頂起機(jī)尾，本發(fā) 明就會自動向下開挖，要上坡油缸回液降下機(jī)尾就會自動上坡，如果要向左拐彎就單把右邊 油缸回液收縮，向左邊油缸加液機(jī)尾就會向右邊偏移而向左拐，如向右可用同樣相反實(shí)施。
參見圖2，前多功能子母鉆頭2上加設(shè)有收泥圈27和斗口圍邊28，收泥圈27通過工字鍵安 裝在斗口圍邊28上，第一機(jī)座1臨近前多功能子母鉆頭2—端的下半邊通過鍵槽設(shè)有第一枕環(huán) 29，第一枕環(huán)29起鉆頭定位和平衡支撐作用。，通過前多功能子母鉆頭2上的收泥圈27和收 泥葉片31輸出的泥土產(chǎn)生一種接力傳送轉(zhuǎn)運(yùn)的任務(wù)，就輕松快速的把螺旋絞輪卸下，留下一 個足夠的通道，進(jìn)入本發(fā)明前端空間，更換刀具和維修。設(shè)施一個收泥圈27目的是第一機(jī)座l是小于隧道澆注混泥土之后的空間隧道尺寸，如果萬一某種問題需要停工，機(jī)器須撤出隧 道現(xiàn)場，本發(fā)明就完全可退出隧道，到混泥土部位就會使第一枕環(huán)29、收泥圈27和前多功能 子母鉆頭2三大件、自動卸下。變小脫身，順利地退出隧道。
參見圖3，第二機(jī)座8的前端臨近后多功能子母鉆頭7的下半邊設(shè)有第二枕環(huán)30，第二枕環(huán)30 起鉆頭定位和平衡支撐作用。
權(quán)利要求
1.一種全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)，由前盾構(gòu)機(jī)(12)和后多級盾構(gòu)機(jī)(13)組成，其特征是所述的前盾構(gòu)機(jī)(12)是在第一機(jī)座(1)的前端設(shè)有一個前多功能子母鉆頭(2)，在所述的第一機(jī)座(1)上設(shè)有與所述的前多功能子母鉆頭(2)對應(yīng)且貫穿所述的第一機(jī)座(1)前后端的螺旋輸料絞輪(3)和中心鉆頭(4)，在所述的第一機(jī)座(1)的后端設(shè)有與所述的中心鉆頭(4)對應(yīng)的液壓炮機(jī)(5)，在所述的第一機(jī)座(1)上設(shè)有第一行走系統(tǒng)(6)；所述的后多級盾構(gòu)機(jī)(13)是在第二機(jī)座(8)的前端設(shè)有一個后多功能子母鉆頭(7)，在所述的第二機(jī)座(8)上設(shè)有與所述的后多功能子母鉆頭(7)對應(yīng)且貫穿所述的第二機(jī)座(8)前后端的輸送通道(9)，后級所述的輸送通道(9)的內(nèi)徑等于前級所述的前盾構(gòu)機(jī)(12)的前多功能子母鉆頭(2)的外徑，在所述的輸送通道(9)內(nèi)設(shè)有與所述的后多功能子母鉆頭(7)對應(yīng)且貫穿所述的第二機(jī)座(8)前后端的皮帶輸料裝置(10)，在所述的第二機(jī)座(8)上設(shè)有第二行走系統(tǒng)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)， 其特征是所述的第一行走系統(tǒng)(6)的結(jié)構(gòu)是第一行走履帶系統(tǒng)(14)和第二行走履帶系統(tǒng) (15)呈八字形且每組行走履帶系統(tǒng)的兩端通過液壓油缸安裝在所述的第一機(jī)座(1)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系 統(tǒng)，其特征是第二行走系統(tǒng)(11)是第三行走履帶系統(tǒng)(18)和第四行走履帶系統(tǒng)(20)呈八字 形且每組行走履帶系統(tǒng)的兩端通過液壓油缸安裝在所述的第二機(jī)座(8)上，第五行走履帶系 統(tǒng)(19)兩端通過液壓油缸安裝在所述的第二機(jī)座(8)的中間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系 統(tǒng)，其特征是所述的多功能子母鉆頭(2)上加設(shè)有收泥圈(27)和斗口圍邊(28)，所述的收 泥圈(27)通過工字鍵安裝在所述的斗口圍邊(28)上，所述的第一機(jī)座(1)臨近所述的前多功 能子母鉆頭(2) —端的下半邊通過鍵槽設(shè)有第一枕環(huán)(29)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系 統(tǒng)，其特征是所述的第二機(jī)座(8)的前端臨近后多功能子母鉆頭(7)的下半邊設(shè)有第二枕環(huán)(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)， 其特征是在第一機(jī)座(1)的前端設(shè)有一個前多功能子母鉆頭(2)，在第一機(jī)座(1)上設(shè)有與 前多功能子母鉆頭(2)對應(yīng)且貫穿第一機(jī)座(1)前后端的螺旋輸料絞輪(3)和中心鉆頭(4)，在 第一機(jī)座(l)的后端設(shè)有與中心鉆頭(4)對應(yīng)的液壓炮機(jī)(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)， 其特征是所述的第一機(jī)座(1)臨近所述的前多功能子母鉆頭(2) —端的下半邊通過鍵槽設(shè)有 第三枕環(huán)(32)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)，由前盾構(gòu)機(jī)和后多級盾構(gòu)機(jī)組成，前盾構(gòu)機(jī)是在第一機(jī)座的前端設(shè)有一個前多功能子母鉆頭，在第一機(jī)座上設(shè)有螺旋輸料絞輪、中心鉆頭和液壓炮機(jī)，在第一機(jī)座上設(shè)有第一行走系統(tǒng)；后多級盾構(gòu)機(jī)是在第二機(jī)座的前端設(shè)有一個后多功能子母鉆頭，在第二機(jī)座上設(shè)有輸送通道，后級輸送通道的內(nèi)徑等于前級的前盾構(gòu)機(jī)的外徑，在輸送通道內(nèi)設(shè)有與后多功能子母鉆頭對應(yīng)且貫穿第二機(jī)座前后端的皮帶輸料裝置，在第二機(jī)座上設(shè)有第二行走系統(tǒng)。本發(fā)明是一種造價低，用途廣泛、可創(chuàng)造出特別無法估量的經(jīng)濟(jì)效益、能使用多功能子母鉆頭的全自動多級行星子母鉆頭隧道盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)。
文檔編號E21D9/08GK101608549SQ20091030487
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者沈紹成 申請人:沈紹成