[发明专利]一种用于盾构机滚刀的自动换刀装置

说明书

本发明公开了一种用于盾构机滚刀的自动换刀装置，包括刀箱、多刀旋转装置，伸缩‑支撑装置和保压装置，刀箱是由上、下顶板，左、右侧板和前、后挡板组成的一个中空六面体结构，刀箱与盾构机刀盘面板焊接；多刀旋转装置安装在刀箱内部，其中换刀轴平行于上下顶板，两端分别垂直连接于左右侧板，由侧板上的驱动系统驱动；换刀轴上均布有四套相同的伸缩‑支撑装置，伸缩‑支撑装置由滚刀及刀座、泥浆排放管路以及伸缩用液压缸组成，三者轴线重合。保压装置安装于前挡板，由第一闸门，第二闸门以及保压用液压缸组成。本发明提高了换刀效率，减少了工作人员手动换刀的次数，缩短了停机时间，提高了作业效率，降低了施工成本。

技术领域

本发明属于隧道掘进施工盾构设备维护技术领域,特别涉及一种应用于盾构机滚刀的自动切换装置。

背景技术

盘形滚刀作为隧道掘进机施工过程中与前方地质直接接触的部件,其相关性能决定了施工的效率。由于滚刀工作的环境极其恶劣，故在施工过程中，滚刀极易磨损。在现今的所有设计中，每个刀座只安装了一把滚刀，因此需要根据个别滚刀的磨损情况进行停机更换，浪费了大量的时间，使得施工效率下降。同时，在换刀过程中，为了保证开挖面的稳定以及防止涌水，开挖面的压力必须保持不变，这就要求工作人员进入高压环境作业，不仅繁琐耗时，还对工作人员的人身安全构成了很大威胁。这就需要设计一种可以自动换刀的机械装置，不仅可以代替人工、缩短换刀的时间，还可以保证压力的稳定即保证换刀的安全。从而达到提高施工效率，减少施工成本的目的。

发明内容

针对现有技术，本发明提供了一种用于盾构机滚刀的自动换刀装置，可以在保证开挖面稳定的前提下一定程度上代替人工换刀，缩短停机换刀的时间，提高了施工效率，降低了施工成本。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的一种用于盾构机滚刀的自动换刀装置，包括刀箱、多刀旋转装置、伸缩-支撑装置，所述刀箱与盾构机刀盘面板焊接；所述刀箱是由上顶板、下顶板、左侧板、右侧板、前挡板和后挡板六部分组成的长方体箱体；所述下顶板的上表面是自后向前呈由高而低的斜面，所述下顶板的前部设置排渣孔；所述左侧板设有换刀轴左支撑孔以及侧板排泥口；所述右侧板设有换刀轴右支撑孔，所述前挡板的中心区域设置刀孔，所述前挡板的中上部设置内嵌凹槽，所述刀孔的前端设置定位挡圈，所述定位挡圈的内表面设置第一传感器，所述刀孔的后端设置保压室，所述保压室的内表面设置第二传感器；所述多刀旋转装置包括换刀轴和设置在所述右侧板内侧的驱动电机机箱，所述驱动电机机箱内设有步进电机和传动系统；所述换刀轴的两端通过一对圆柱滚子轴承支撑在所述换刀轴左支撑孔和所述换刀轴右支撑孔中；所述换刀轴的中间部分设置泥浆排放通道，所述换刀轴内设有泥浆排放孔，所述泥浆排放孔自所述换刀轴的左端至所述泥浆排放通道；所述步进电机与传动系统驱动所述换刀轴旋转；所述伸缩-支撑装置，共有结构相同的四组，每组伸缩-支撑装置包括圆筒状的刀座，所述刀座内设有滚刀，所述刀座上连接有泥浆排放套管，所述泥浆排放套管设有伸缩用液压缸，所述刀座、泥浆排放套管、伸缩用液压缸三者的轴线重合；四组伸缩-支撑装置的布局是按照两两呈90°均匀布置在所述换刀轴中点横截面上，并与所述换刀轴固连；所述泥浆排放套管在所述伸缩用液压缸的带动下沿轴线方向移动；每组伸缩-支撑装置中的泥浆排放套管均与设置在所述换刀轴中间部分的泥浆排放通道连通；所述刀箱内设有一套保压装置，所述保压装置包括第一闸门和第二闸门，所述第一闸门和第二闸门分别连接有保压用液压缸；所述第一闸门嵌装在所述前挡板中上部的内嵌凹槽内，所述第二闸门安装于所述前挡板的后表面，所述第一闸门和所述第二闸门分别在与各自连接的保压用液压缸的驱动下，实现平行于所述前挡板的上下移动，所述第二闸门安装于所述前挡板的后表面，在相应的所述保压用液压缸驱动下，所述第二闸门可实现平行于所述前挡板的上下移动。

进一步讲，本发明所述用于盾构机滚刀的自动换刀装置，其中，所述泥浆排放套管包括相互嵌套的内管与外管，所述刀座设置有刀座排泥口，所述内管外部与所述伸缩用液压缸固接，所述外管前端与所述伸缩用液压缸固接，所述外管后端与所述换刀轴中部泥浆排放通道固接，所述伸缩用液压缸包括八个，按照间隔45°分布于所述外管前端。