阅读说明：本技术 一种自主推进式土压平衡顶管机 (Independently-propelled earth pressure balance push bench ) 是由 张龙 林辉 孙中伟 冯勇 冯波 孙立迎 段立群 王志芬 杨起帆 郑进生 杨松 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自主推进式土压平衡顶管机,涉及隧道工程技术领域,主要为了解决现有顶管机切削直径无法调整的问题；包括安装壳、刀盘、带动刀盘转动的动力单元和用于输出土壤的输送单元,安装壳一端中心处转动安装有主轴,主轴位于安装壳外部的轴段上环向等间隔固定安装有多个刀盘,刀盘包括安装板以及安装板上对称等距安装的两组刀具,还包括有用于调节切削直径的调节单元,所述调节单元包括调节板、连杆和用于带动调节板转动的驱动机构,设有调节单元,所述调节单元包括调节板、连杆和用于带动调节板转动的驱动机构,驱动机构带动调节板转动,调节板通过连杆带动刀盘转动,调整刀盘的有效切削长度,达到调整切削直径的目的。(The invention discloses an autonomous push type earth pressure balance push bench, which relates to the technical field of tunnel engineering and mainly aims to solve the problem that the cutting diameter of the existing push bench cannot be adjusted; including installation shell, blade disc, drive blade disc pivoted power pack and the conveying unit who is used for exporting soil, installation shell one end center department rotates and installs the main shaft, and the main shaft is located hoop equidistant fixed mounting has a plurality of blade discs on the outside shaft part of installation shell, and the blade disc includes two sets of cutters of symmetry equidistance installation on mounting panel and the mounting panel, still including the adjusting unit who is used for adjusting cutting diameter, the adjusting unit includes regulating plate, connecting rod and is used for driving regulating plate pivoted actuating mechanism, is equipped with the adjusting unit, the adjusting unit includes regulating plate, connecting rod and is used for driving regulating plate pivoted actuating mechanism, and actuating mechanism drives the regulating plate and rotates, and the regulating plate passes through the connecting rod and drives the blade disc rotation, and the effective cutting length of adjustment blade disc reaches the purpose of adjustment.)

一种自主推进式土压平衡顶管机

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体是一种自主推进式土压平衡顶管机。

背景技术

随着城市建设的发展，人口密度大幅增加，交通工具越来越多，城市交通拥挤限制着城市发展，管幕暗挖法成为地下空间开挖成的研究重点。管幕工法是非明挖工艺的一种，在开挖过程中利用小口径顶管机顶进装置向待开挖的空间内沿水平方向***钢管从而形管幕。

现有的顶管机一般都是通过刀盘对土壤进行切削，但是，由于不同的加工需求，不同尺寸的隧道可能需要不同类型的顶管机，现有的顶管机无法调整刀盘切削尺寸，适应性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自主推进式土压平衡顶管机，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自主推进式土压平衡顶管机，包括安装壳、刀盘、带动刀盘转动的动力单元和用于输出土壤的输送单元，所述安装壳一端中心处转动安装有主轴，动力单元安装于安装壳内且驱动连接主轴，主轴位于安装壳外部的轴段上环向等间隔固定安装有多个刀盘，所述安装壳靠近刀盘的一端内设有土压仓，土压仓靠近刀盘的一侧开口，所述输送单元的输入口与土压仓底部连通，还包括有用于调节切削直径的调节单元，所述调节单元包括调节板、连杆和用于带动调节板转动的驱动机构，所述刀盘一端延伸至主轴内，刀盘通过销轴与主轴转动连接，主轴上开设有供刀盘偏转的运动槽，所述主轴内通过转轴转动安装有调节板，调节板一侧壁上环向等距铰接有多根连杆，连杆的数量与刀盘的数量相等且一一对应，连杆靠近刀盘的一端与刀盘位于主轴内的部分铰接，驱动机构驱动安装调节板的转轴。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述驱动机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮固定安装于转轴上，蜗杆转动安装于主轴上且与蜗轮啮合，蜗杆一端贯穿主轴并延伸至主轴外部，蜗杆位于主轴外部的一端固定有把手。

在一种可选方案中：所述动力单元安装于安装壳内且驱动连接主轴，动力单元包括刀盘驱动电机、行星减速机和动力箱，刀盘驱动电机固定安装于安装壳内，所述刀盘驱动电机的输出轴与行星减速机的输入轴连接，行星减速机的输出轴与动力箱的输入轴连接，动力箱的输出轴与主轴固定连接。

在一种可选方案中：所述输送单元为螺旋输送机，螺旋输送机安装于安装壳内。

在一种可选方案中：所述安装壳由前壳体和后壳体构成，前壳体靠近刀盘，动力单元安装于前壳体内，前壳体与后壳体之间还连接有纠偏单元，前壳体与后壳体一处铰接，所述纠偏单元包括纠偏油缸，纠偏油缸两端分别与前壳体和后壳体铰接，前壳体和后壳体内壁上分别固定有与纠偏油缸铰接的支板。

在一种可选方案中：所述后壳体上固定有弧形杆，弧形杆上开设有弧形槽，弧形槽的圆心位于前壳体与后壳体铰接点处，前壳体上固定有连接柱，连接柱***弧形槽内并滑动。

在一种可选方案中：所述刀盘包括安装板以及安装板上对称等距安装的两组刀具，所述安装板内设有安装腔，安装板远离主轴的一端转动安装有滚轮，所述滚轮与土壤接触，安装腔内前后对称设有用于安装刀具的安装轴，安装轴贯穿安装板并延伸至安装板外部，安装轴位于安装板外部的一端可拆卸安装有刀具，所述安装轴上固定安装有齿轮，前后对称的两组安装轴之间设有双面齿条，双面齿条与安装轮上的齿轮啮合，双面齿条滑动安装于安装腔内，双面齿条一端与滚轮配合连接，双面齿条上固定有连接销，所述滚轮上设有供连接销***并滑动的闭合滑槽，所述闭合滑槽与滚轮转动中心的距离由大变小然后再变大。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、设有调节单元，所述调节单元包括调节板、连杆和用于带动调节板转动的驱动机构，所述驱动机构包括蜗轮和蜗杆，转动蜗杆带动蜗轮转动，蜗杆与蜗轮之间具有自锁性能，蜗轮带动调节板转动，调节板通过连杆带动刀盘转动，调整刀盘的有效切削长度，达到调整切削直径的目的；

2、设有滚轮、双面齿条、齿轮和安装轴，滚轮转动时带动双面齿条往复运动，双面齿条通过齿轮带动安装轴及其顶端的刀具摆动，从而扩大切削范围，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图。

图2为本发明第一实施例中调节单元与刀盘的配合示意图。

图3为本发明第二实施例的结构示意图。

图4为本发明第二实施例中滚轮的结构示意图。

图5为本发明第二实施例中滚轮的三维图。

附图标记注释：1-刀盘、2-土压仓、3-动力箱、4-前壳体、5-行星减速机、6-纠偏油缸、7-刀盘驱动电机、8-螺旋输送机、9-后壳体、10-弧形杆、11-连接柱、12-主轴、13-安装板、14-刀具、15-连杆、16-调节板、17-蜗杆、18-蜗轮、19-双面齿条、20-安装轴、21-齿轮、22-滚轮、23-连接销、24-闭合滑槽。

具体实施方式

以下实施例会结合附图对本发明进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

实施例1

请参阅图1～2，本发明实施例中，一种自主推进式土压平衡顶管机，包括安装壳、刀盘1、带动刀盘1转动的动力单元和用于输出土壤的输送单元，所述安装壳一端中心处转动安装有主轴12，主轴12位于安装壳外部的轴段上环向等间隔固定安装有多个刀盘1，刀盘1包括安装板13以及安装板13上对称等距安装的两组刀具14，进一步的，相邻刀盘1的刀具14错位设置，扩大有效切削面积，所述动力单元安装于安装壳内且驱动连接主轴12，动力单元包括刀盘驱动电机7、行星减速机5和动力箱3，刀盘驱动电机7固定安装于安装壳内，所述刀盘驱动电机7的输出轴与行星减速机5的输入轴连接，行星减速机5的输出轴与动力箱3的输入轴连接，动力箱3的输出轴与主轴12固定连接，动力单元为现有顶管机的直接应用，属于现有技术，在此不再赘述，所述安装壳靠近刀盘1的一端内设有土压仓2，土压仓2靠近刀盘1的一侧开口，所述输送单元的输入口与土压仓2底部连通，本实施例中，所述输送单元优选为螺旋输送机8，螺旋输送机8安装于安装壳内；通过刀盘1切削土壤，土壤进入土压仓2然后由螺旋输送机8输出；

进一步的，所述安装壳由前壳体4和后壳体9构成，前壳体4靠近刀盘1，动力单元安装于前壳体4内，前壳体4与后壳体9之间还连接有纠偏单元，前壳体4与后壳体9一处铰接，所述纠偏单元包括纠偏油缸6，纠偏油缸6两端分别与前壳体4和后壳体9铰接，前壳体4和后壳体9内壁上分别固定有与纠偏油缸6铰接的支板，本实施例中，所述纠偏油缸6优选设于前壳体4与后壳体9铰接点的相对位置，进一步的，为了提高纠偏时的稳定性，所述后壳体9上固定有弧形杆10，弧形杆10上开设有弧形槽，弧形槽的圆心位于前壳体4与后壳体9铰接点处，前壳体4上固定有连接柱11，连接柱11***弧形槽内并滑动，工作时，纠偏油缸6伸缩带动前壳体4转动，前壳体4带动刀盘1运动调整刀盘1的角度，保证刀盘1转动平面为竖直面；

进一步的，为了满足不同尺寸隧道的施工，还包括有用于调节切削直径的调节单元，所述调节单元包括调节板16、连杆15和用于带动调节板16转动的驱动机构，所述刀盘1一端延伸至主轴12内，刀盘1通过销轴与主轴12转动连接，主轴12上开设有供刀盘1偏转的运动槽，所述主轴12内通过转轴转动安装有调节板16，调节板16一侧壁上环向等距铰接有多根连杆15，连杆15的数量与刀盘1的数量相等且一一对应，连杆15靠近刀盘1的一端与刀盘1位于主轴12内的部分铰接，驱动机构驱动安装调节板16的转轴，本实施例中，所述驱动机构包括蜗轮18和蜗杆17，所述蜗轮18固定安装于转轴上，蜗杆17转动安装于主轴12上且与蜗轮18啮合，蜗杆17一端贯穿主轴12并延伸至主轴12外部，蜗杆17位于主轴12外部的一端固定有把手，转动蜗杆17带动蜗轮18转动，蜗杆17与蜗轮18之间具有自锁性能，蜗轮18带动调节板16转动，调节板16通过连杆15带动刀盘1转动，调整刀盘1的有效切削长度，达到调整切削直径的目的。

实施例2

请参阅图3～5，本发明实施例与实施例1的不同之处在于，进一步的，由于刀具14是间隔安装的，这样导致刀盘1转动时的有效切削面积较小，所述安装板13内设有安装腔，安装板13远离主轴12的一端转动安装有滚轮22，所述滚轮22与土壤接触，刀盘1转动时土壤与滚轮22之间的摩擦力使得滚轮22自转，安装腔内前后对称设有用于安装刀具14的安装轴20，安装轴20贯穿安装板13并延伸至安装板13外部，安装轴20位于安装板13外部的一端可拆卸安装有刀具14，所述安装轴20上固定安装有齿轮21，前后对称的两组安装轴20之间设有双面齿条19，双面齿条19与安装轮上的齿轮21啮合，双面齿条19滑动安装于安装腔内，双面齿条19一端与滚轮22配合连接，双面齿条19上固定有连接销23，所述滚轮22上设有供连接销23***并滑动的闭合滑槽24，所述闭合滑槽24与滚轮22转动中心的距离由大变小然后再变大，从而滚轮22转动时带动双面齿条19往复运动，双面齿条19通过齿轮21带动安装轴20及其顶端的刀具14摆动，从而扩大切削范围，提高工作效率。

本发明的工作原理是：工作时，通过刀盘1切削土壤，土壤进入土压仓2然后由螺旋输送机8输出，通过纠偏油缸6伸缩带动前壳体4转动，前壳体4带动刀盘1运动调整刀盘1的角度，保证刀盘1转动平面为竖直面，转动蜗杆17带动蜗轮18转动，蜗杆17与蜗轮18之间具有自锁性能，蜗轮18带动调节板16转动，调节板16通过连杆15带动刀盘1转动，调整刀盘1的有效切削长度，达到调整切削直径的目的，刀盘1转动时土壤与滚轮22之间的摩擦力使得滚轮22自转，滚轮22转动时带动双面齿条19往复运动，双面齿条19通过齿轮21带动安装轴20及其顶端的刀具14摆动，从而扩大切削范围，提高工作效率。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。