專利名稱：擴孔式泥水平衡微型頂管機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于隧道的微型頂管機，特別是一種擴孔式泥水平衡微型頂管機，屬于隧道機械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的市政設(shè)施有許多需要進行改造、擴建，特別是地下陳舊的各類管線需要更新，以及地面上的各類架空線需埋設(shè)于地面下。然而在地面交通十分繁忙、建筑物鱗次櫛比的情況下，仍然用原始的大開挖方式來改造和建造地下設(shè)施鋪設(shè)管線的話，不僅破壞了地面建筑，而且對地面的交通環(huán)境影響也十分大，機械化程度十分低，對地下空間的利用率也極為有限，不利于保護原有的各類地下管線。
經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利號為03115682.7，名稱為中心螺旋式土壓平衡微型頂管機，該發(fā)明專利介紹了該設(shè)備可鋪設(shè)各種小口徑地下管道。它由頂管機主機、刀盤驅(qū)動系統(tǒng)、軸線監(jiān)測系統(tǒng)、主頂進裝置組成。它工作的形式為將管節(jié)、螺旋殼體、螺桿一起吊入井內(nèi)就位，用主頂進油缸向前推，將螺桿頭子插入前一節(jié)螺桿內(nèi)，用銷聯(lián)接好，油缸復位，裝入輔助工具，用主頂進油缸將螺旋機殼體推進至前一節(jié)螺旋機殼體位置處，用螺栓聯(lián)接好，再將管節(jié)向前推，使螺旋機殼體后部插入頂座中心，將螺桿與驅(qū)動裝置(油馬達)軸頭聯(lián)接好，用銷子固定好。然后進行下一頂進，同時，啟動油馬達，使螺桿轉(zhuǎn)動并帶動刀盤旋轉(zhuǎn)。中心螺旋式土壓平衡微型頂管機為一次頂進方式，在推進時需邊頂進出土邊測量糾偏，對于越大的管徑其糾偏靈敏度越差，而且因其在每推進一節(jié)管節(jié)時，均要安裝一節(jié)螺旋殼體、螺桿，因此施工工藝復雜，大大增加了施工時間。而且每一機型只能適應一種管徑的頂管工程。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對背景技術(shù)的不足和缺陷，提供一種擴孔式泥水平衡微型頂管機。使其通過擴孔式泥水平衡頂管與先導管相聯(lián)，利用擴孔式泥水平衡頂管機再擴孔頂進成所需管徑的管道，此時無需測量導向系統(tǒng)，在推進時不需再糾偏，提高了施工速度和定位精度，同時利用其泥水平衡的特點，通過泥水管道輸送泥土，在頂進過程中不需排土，減少了安裝螺旋殼體、螺桿等排土裝置，大大提高了施工效率。
本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的，本發(fā)明包括刀盤、中心軸、前段殼體、驅(qū)動裝置、后段殼體，刀盤、前段殼體、后段殼體三段按前后次序排列，刀盤為環(huán)形結(jié)構(gòu)，驅(qū)動裝置與刀盤通過螺栓連接，驅(qū)動裝置位于前段殼體內(nèi)，通過螺栓和前段殼體相連，中心軸設(shè)置在刀盤內(nèi)空心處，中心軸后端與前段殼體通過螺栓連接，前段殼體與后段殼體用高強度螺栓連接。
所述的前段殼體的外徑大于后段殼體外徑16mm，以利于形成減摩潤滑泥漿套，降低推進阻力。前段殼體和后段殼體形成的外殼，起到支護作用，并能保護殼內(nèi)設(shè)備的正常工作。
所述的刀盤包括刀盤環(huán)體、切削刀、受力環(huán)，刀盤環(huán)體上焊接數(shù)十把切削刀，刀盤環(huán)體為環(huán)狀，位于頂管機的最前端，環(huán)狀部分與后面的受力環(huán)通過螺栓連接。中心空心部分以便于安裝固定的中心軸。本發(fā)明的刀盤環(huán)體部分用于旋轉(zhuǎn)切削土體，并可有效防止正面土體倒塌。刀盤環(huán)體內(nèi)的中心軸則與先導管連接不轉(zhuǎn)動，本發(fā)明推進時，同時推動先導管向前，以便于先導管從前方的工作井中逐節(jié)回收。
所述的中心軸包括前中心軸、后中心軸、銷軸、內(nèi)層密封圈、球軸承，前中心軸和后中心軸均位于刀盤環(huán)體中間空心處，設(shè)有進排泥管，前中心軸在前，后中心軸在后。前中心軸與后中心軸前端通過銷軸連接，后中心軸尾端再通過螺栓與前段殼體固定連接。
所述的后中心軸的前端設(shè)置內(nèi)層密封圈，用螺栓固定，在推進和刀盤旋轉(zhuǎn)時可阻擋土砂傾入。后中心軸的后端設(shè)置一個球軸承，用于支承，改善結(jié)構(gòu)受力。前中心軸結(jié)構(gòu)為內(nèi)部空心，中間用隔板隔成二個窗，即一個送泥窗，一個排泥窗，送泥窗在上，排泥窗在下。進泥管由二根送泥管組成，排泥管由一根排泥管組成，進排泥管成180°布置，分別焊接在送泥窗和排泥窗上，這樣可以在有限的空間內(nèi)，使送泥管的出口與排泥管的進口之間的距離比較大，從而避免進排泥水形成短路。擴孔式泥水平衡頂管機在頂進過程中，通過送水管道將低濃度泥水送到刀盤前，與被掘削下來的土渣混和后用輔助的泥漿泵排出。在整個頂進過程中，通過調(diào)節(jié)送水壓力來防止地下水的噴發(fā)和流失，使開挖面壓力保持平衡。
所述的驅(qū)動裝置包括減速機、液壓馬達、滾子軸承、軸承座、大齒輪、外層密封圈，減速機、液壓馬達位于前段殼體內(nèi)，減速機在前、液壓馬達在后，液壓馬達通過螺栓設(shè)置在前段殼體的圈板上，通過減速機與大齒輪內(nèi)嚙合，帶動大齒輪回轉(zhuǎn)，大齒輪和位于大齒輪前方的軸承座通過螺栓連接，從而也帶動了軸承座作回轉(zhuǎn)運動，由于軸承座與刀盤部分的受力環(huán)后端通過螺栓連接，因此最終便可帶動刀盤旋轉(zhuǎn)。軸承座前端外側(cè)裝有外層密封圈，用螺栓固定，這樣便在軸承座和前段殼體圈板之間形成一道密封，用于阻止土砂侵入。軸承座后端外側(cè)裝有滾子軸承，用于支承和傳力。
本發(fā)明利用擴孔式泥水平衡微型頂管機，對已有的φ200無排土掘進機推出的一條先導管進行擴孔，利用泥水出土、無需測量糾偏，施工工藝簡便并可節(jié)省大量施工時間，機械化程度高，對周圍的環(huán)境影響可降到最低。能將φ200先導管置換成φ200-φ800的管道，可用于管道更新工程。本發(fā)明能應用于道路、住宅區(qū)等配套管線工程，操作簡便、速度快、成本低，利用本發(fā)明進行施工，具有明顯的經(jīng)濟價值。
圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖視圖示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括刀盤1、中心軸2、前段殼體3、驅(qū)動裝置4、后段殼體5，刀盤1為環(huán)形結(jié)構(gòu)，驅(qū)動裝置4與刀盤的環(huán)體通過螺栓連接，驅(qū)動裝置4位于前段殼體3內(nèi)，通過螺栓和前段殼體3相連，中心軸2設(shè)置在刀盤內(nèi)空心處，中心軸2后端與前段殼體3通過螺栓連接，前段殼體3與后段殼體5用螺栓連接。
如圖2所示，所述的刀盤1包括刀盤環(huán)體6、切削刀7、受力環(huán)8，刀盤環(huán)體6上焊接數(shù)十把切削刀7，刀盤環(huán)體6為環(huán)狀，位于頂管機的最前端，環(huán)狀部分與后面的受力環(huán)8通過螺栓連接。中心空心部分以便于安裝固定的中心軸2。
如圖1所示所述的前段殼體3的外徑大于后段殼體外徑5。
如圖2所示，所述的中心軸2包括前中心軸9、后中心軸10、銷軸11、內(nèi)層密封圈12、球軸承13，前中心軸9和后中心軸10均位于刀盤環(huán)體6中間空心處，設(shè)有進排泥管，前中心軸9在前，后中心軸10在后。前中心軸9與后中心軸10前端通過銷軸11連接，后中心軸10尾端再通過螺栓與前段殼體3固定連接。
如圖2所示，所述的后中心軸10的前端設(shè)置內(nèi)層密封圈12，用螺栓固定，在推進和刀盤旋轉(zhuǎn)時可阻擋土砂傾入。后中心軸10的后端設(shè)置一個球軸承13，用于支承，改善結(jié)構(gòu)受力。前中心軸9結(jié)構(gòu)為內(nèi)部空心，中間用隔板隔成二個窗，即一個送泥窗22，一個排泥窗23，送泥窗22在上，排泥窗23在下。進泥管由二根送泥管20組成，排泥管由一根排泥管21組成，進排泥管成180°布置。
如圖2所示，所述的驅(qū)動裝置4包括減速機14、液壓馬達15、滾子軸承16、軸承座17、大齒輪18、外層密封圈19，減速機14、液壓馬達15位于前段殼體3內(nèi)，減速機14在前、液壓馬達15在后，液壓馬達15通過螺栓設(shè)置在前段殼體3的圈板上，通過減速機14與大齒輪18內(nèi)嚙合，帶動大齒輪18回轉(zhuǎn)，大齒輪18和位于大齒輪18前方的軸承座17通過螺栓連接。軸承座17前端外側(cè)裝有外層密封圈19，用螺栓固定。軸承座17后端外側(cè)裝有滾子軸承16。
權(quán)利要求
1.一種擴孔式泥水平衡頂管機，其特征在于，包括刀盤(1)、中心軸(2)、前段殼體(3)、驅(qū)動裝置(4)、后段殼體(5)，刀盤(1)、前段殼體(3)、后段殼體(5)三段按前后次序排列，刀盤(1)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，驅(qū)動裝置(4)與刀盤(1)通過螺栓連接，驅(qū)動裝置(4)位于前段殼體內(nèi)，通過螺栓和前段殼體(3)相連，中心軸(2)設(shè)置在刀盤(1)內(nèi)空心處，中心軸(2)后端與前段殼體(3)通過螺栓連接，前段殼體(3)與后段殼體(5)用高強度螺栓連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的前段殼體(3)的外徑大于后段殼體(5)外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的刀盤(1)包括刀盤環(huán)體(6)、切削刀(7)、受力環(huán)(8)，刀盤環(huán)體(6)上焊接數(shù)十把切削刀(7)，刀盤環(huán)體(6)為環(huán)狀，位于頂管機的最前端，環(huán)狀部分與后面的受力環(huán)(8)通過螺栓連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的中心軸(2)包括前中心軸(9)、后中心軸(10)、銷軸(11)、內(nèi)層密封圈(12)、球軸承(13)，前中心軸(9)和后中心軸(10)均位于刀盤環(huán)體(6)中間空心處，前中心軸(9)在前，后中心軸(10)在后，前中心軸(9)與后中心軸(10)前端通過銷軸(11)連接，后中心軸(10)尾端再通過螺栓與前段殼體(3)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的后中心軸(10)的前端設(shè)置內(nèi)層密封圈(12)，用螺栓固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的后中心軸(10)的后端設(shè)置一個球軸承(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的前中心軸(9)結(jié)構(gòu)為內(nèi)部空心，設(shè)有進排泥管，中間用隔板隔成二個窗，即一個送泥窗(22)，一個排泥窗(23)，送泥窗(22)在上，排泥窗(23)在下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的進泥管由二根送泥管(20)組成，排泥管由一根排泥管(21)組成，進排泥管成180°布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，所述的驅(qū)動裝置包括減速機(14)、液壓馬達(15)、滾子軸承(16)、軸承座(17)、大齒輪(18)、外層密封圈(19)，減速機(14)、液壓馬達(15)位于前段殼體(3)內(nèi)，減速機(14)在前、液壓馬達(15)在后，液壓馬達(15)通過螺栓設(shè)置在前段殼體(3)的圈板上，通過減速機(14)與大齒輪(18)內(nèi)嚙合，帶動大齒輪(18)回轉(zhuǎn)，大齒輪(18)和位于大齒輪(18)前方的軸承座(17)通過螺栓連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴孔式泥水平衡頂管機，其特征是，軸承座(17)前端外側(cè)設(shè)有外層密封圈(19)，軸承座(17)后端外側(cè)設(shè)有滾子軸承(16)。
全文摘要
一種擴孔式泥水平衡微型頂管機，屬于隧道機械領(lǐng)域。本發(fā)明包括刀盤、中心軸、前段殼體、驅(qū)動裝置、后段殼體，刀盤、前段殼體、后段殼體三段按前后次序排列，刀盤為環(huán)形結(jié)構(gòu)，驅(qū)動裝置與刀盤通過螺栓連接，驅(qū)動裝置位于前段殼體內(nèi)，通過螺栓和前段殼體相連，中心軸設(shè)置在刀盤內(nèi)空心處，中心軸后端與前段殼體通過螺栓連接，前段殼體與后段殼體用高強度螺栓連接。本發(fā)明能應用于道路、住宅區(qū)等配套管線工程，操作簡便、速度快、成本低，利用本發(fā)明進行施工，具有明顯的經(jīng)濟價值。
文檔編號F16L1/028GK1752501SQ200510030300
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者呂建中, 高國躍, 石元奇, 楊磊 申請人:上海隧道工程股份有限公司