[发明专利]一种掘进设备的主轴密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种掘进设备的密封结构，特别是一种掘进设备的主轴密封结构。

背景技术

随着国民经济和城市建设的发展，小型掘进设备作为非开挖管道施工的主要设备，被广泛应用于城市给水排水、煤气管道、电力隧道、通信电缆、发电厂循环水管道铺设等基础设施建设以及公路、铁路、隧道开凿等交通运输施工当中。

顶管机作为一种普遍使用的小型掘进设备，顶管机在地下施工过程中，通过主轴带动刀盘旋转对土体进行切削，顶管机在主千斤顶推力的作用下向土层内掘进，掘出的泥土由排泥管道排出，所需铺设的管道则紧跟在顶管机后面，顶管机掘进一节管道长度后主千斤顶退回，吊装一节管道，然后顶管机继续顶进，如此往复直至管道铺设完成。

在顶管施工过程中，由于非开挖施工的特殊性，必须保持工作面有一定的压力，如果工作面压力失衡，外部地层发生过大变化，可能会出现塌方或地面沉陷的风险，给施工带来安全隐患。目前保证工作面压力平衡有三种理论，气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论，为保证工作面压力稳定，在掘进设备与工作面之间会注入泥水或充满一定的空气，无论是哪一种方法，保证工作面与顶管机机体内部的密封性是前提条件，同时为防止顶管机外部地下水以及顶管施工过程中注入的液体进入掘进设备内部，保证机体内部与工作面之间的密封性也是必要的。

在施工过程中，主轴旋转带动刀盘对土体进行切削是掘进设备的主要动作，主轴密封位置是顶管机的活动部位，在施工过程中时常会出现密封件磨损的问题，主轴密封结构是顶管机密封的关键和难点。

如图1、图2给出了一种现有顶管机的主轴密封结构，主轴２`直接与刀盘7`连接，密封安装环4`通过螺栓5`与顶管机机体3`连接，密封件1`通过密封安装环4`和安装在密封安装环4`上的压盖8`固定，与主轴2`之间形成密封结构，为防止密封件1`移动，密封安装环外侧6`与顶管机机体焊接固定。如图2，由于密封安装环4`和压盖8`只能在分离刀盘7`后，从顶管机外部松开螺钉后拆除，进而拆掉密封件1`，而且密封安装环外侧6`与机体焊接固定无法拆除。在顶管施工过程中顶管机不能后退，主轴2`无法与刀盘7`脱离，导致密封件1`难以从整体结构中拆除，特别是在施工过程中顶管机外部充满了泥土和液体，密封安装环4`无法拆除导致密封件1`不能更换，由于此处密封结构在施工中常存在磨损的情况，因此就可能造成密封件损坏而无法更换的风险，从而无法继续进行施工，只能通过在地面挖掘竖井，取出整个掘进设备更换此密封件，这样既大大增加成本，又会延误工期。

另外在顶管施工过程中，当主轴驱动部件损坏进行维修时，按目前的主轴密封结构，密封件安装在主轴上，拆除主轴将破坏密封结构，破坏顶管机机体内部与工作面之间的隔离状态，工作面的泥土和水等直接进入掘进设备内，给后期清理造成很大麻烦，主要是无法保持工作面压力的稳定，若工作面压力失衡会引起地面沉降的风险。

发明内容

本发明旨在提供一种在施工过程中方便更换密封件，且在拆除主轴时能保证掘进设备密封性的掘进设备的主轴密封结构。

本发明所述掘进设备的主轴密封结构，包括盖在主轴端部的盖形连接过渡套，连接过渡套通过螺栓与主轴和刀盘连接，圆筒形的连接基体套在主轴驱动装置上，通过螺栓与主轴驱动装置连接，连接基体与连接过渡套之间安装有密封安装环，密封安装环的端部与连接基体端部对接，通过螺钉相固定，其两侧分别通过螺钉安装前压盖和后压盖，密封安装环与前、后压盖在连接过渡套的外侧围成一个环形腔体，在环形腔体内安装密封件；密封安装环与连接基体间安装密封圈，密封安装环与前压盖间安装密封圈。

本发明所述掘进设备的主轴密封结构，由密封安装环、前压盖、后压盖共同将密封件安装在连接过渡套上，形成轴向密封结构，在密封安装环两侧安装密封圈分别与前压盖和连接基体之间形成径向密封结构。在施工过程中当密封件磨损，密封结构出现问题时，松开连接基体与主轴驱动装置的连接螺栓，和连接过渡套与主轴连接的螺栓，整体拆除主轴和主轴驱动装置，然后松开后压盖与密封安装环连接的螺钉拆除后压盖，可随时维修或更换密封件，而无须将掘进设备全部从地下取出进行维修或更换密封结构。