一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法

文档序号:130390 发布日期:2021-10-22 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法 (Shield cutter head system capable of adjusting opening rate in real time and control method thereof ) 是由 郭卫社 侯建辉 冯欢欢 裴超 任少权 杨露伟 王禹 杨义 张迅 王百泉 沙平平 于 2021-08-10 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法,涉及盾构刀盘技术领域,包括刀盘,所述刀盘的内部设置有多个主辐条,所述主辐条外侧安装有刀具,相邻两个主辐条之间形成有开口,每个所述主辐条的内侧均设置有备用辐条,且所述备用辐条与主辐条滑动安装,且所述每个所述备用辐条分别在其相近的开口的范围内移动,所述备用辐条与主辐条之间设置有液压推动器。本发明通过通过调整刀盘上备用辐条的位置,将备用辐条推出,进而能够遮挡部分空间,即减少了刀盘开口率,进而在遇到土质发生变化时,不需要对盾构刀盘整体进行整改,进一步提高了刀盘系统的适应性和实用性,极大的降低了施工成本。(The invention discloses a shield cutter head system capable of adjusting an opening rate in real time and a control method thereof, and relates to the technical field of shield cutter heads. According to the shield cutter head, the position of the spare spoke on the cutter head is adjusted, the spare spoke is pushed out, so that partial space can be shielded, namely, the opening rate of the cutter head is reduced, and when soil quality changes, the whole shield cutter head does not need to be modified, so that the adaptability and the practicability of a cutter head system are further improved, and the construction cost is greatly reduced.)

一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及盾构刀盘技术领域,具体涉及一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法。

背景技术

盾构机在我国城市地铁、公路隧道、综合管廊等领域隧道工程建设中,得到了越来越广泛的应用,但不同隧道有着不同的地质条件,而不同的地质条件,又对盾构刀盘开口率提出的不同的要求,所以当面临新的隧道建设时,即使隧道直径一样,但由于地质条件对刀盘开口率提出了不同的要求,这样一样,就需要对现有盾构刀盘结构进行多方面的改造,更有甚者是制造新的盾构,才能满足新隧道的施工需求,造成了现有盾构闲置,资源浪费比较严重;

在长隧道建设中,即使是同一个隧道,往往会遇到多种地层条件(比如全断面硬岩、粉土、砂卵石、黏土等等),但盾构机最开始是根据最初地质勘探资料,来设计确定的刀盘开口率,它只能针对性的适应其中预期的地质条件,一旦地质条件发生变化,就会对盾构掘进产生影响,更有甚者需要停机对刀盘进行大量改造,这样会耽误工期、增加施工成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统及其控制方法,以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统,包括刀盘,所述刀盘的内部设置有多个主辐条,所述主辐条外侧安装有刀具,相邻两个主辐条之间形成有开口,每个所述主辐条的内侧均设置有备用辐条,且所述备用辐条与主辐条滑动安装,且所述每个所述备用辐条分别在其相近的开口的范围内移动,所述备用辐条与主辐条之间设置有液压推动器,所述液压推动器的两端分别与备用辐条和主辐条的内侧壁连接。

优选的,所述主辐条的内侧壁固定连接有弧形导轨,所述备用辐条与弧形导轨之间滑动连接。

优选的,所述备用辐条的内侧壁固定连接有转盘,所述转盘与液压推动器的其中一端转动连接,所述液压推动器的另一端与主辐条的内侧壁转动连接。

优选的,所述液压推动器采用可拆卸供油油路系统进行供油驱动。

优选的,每个所述备用辐条的内部均设置有固定螺栓组件,所述刀盘的内侧壁开设有多个供固定螺栓组件固定连接的定位孔位。

一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统的控制方法,包括以下步骤:

步骤一、土质实时探查,根据盾构机实时施工时所排出的土质进行实时监测,判断土质是否发生变化,以及发生变化的土质是否需要改变刀盘开口率,并计算所需改变开口率的大小;

步骤二、控制连接设备对接,当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时,快速停止到刀盘系统工作,解除对备用辐条的锁死,并将驱动液压推动器所需的油路系统进行快速对接,使液压推动器的伸缩可以得到控制;

步骤三、开口率定量调控,根据计算所需改变开口率,控制液压推动器对备用辐条进行定量推动,使备用辐条移出至开口的内侧,从而改变开口的开口大小,进而实现对开口率的调整;

步骤四、刀盘系统紧固,对调整后的备用辐条进行稳固定位,即采用螺栓组件等连接件,对备用辐条的位置进行固定;

步骤五、重新启动,撤回对液压推动器的油路控制的连接以及其他影响刀盘系统工作的调控连接设备,即可重新开启刀盘系统。

优选的,所述刀盘系统中设置有土质对比表,土质对比表记载不同土质所对应的开口率信息,所述步骤一中土质检测时与对比表进行对比,得到相应的开口率。

在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点:

本发明通过在主辐条的内侧均设置备用辐条,盾构机实时施工时判土质是否需要改变刀盘开口率,当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时,控制液压推动器对备用辐条进行定量推动,使备用辐条移出至开口的内侧,从而改变开口的开口大小,进而实现对开口率的调整,由于安装刀具的位置不变,仅通过调整刀盘上备用辐条的位置,将备用辐条推出,进而能够遮挡部分空间,即减少了刀盘开口率,进而在遇到土质发生变化时,不需要对盾构刀盘整体进行整改,且使得盾构刀盘可以适应更多不同要求的隧道开挖,进一步提高了刀盘系统的适应性和实用性,极大的降低了施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明盾构刀盘系统的主视结构示意图。

图2为本发明结的内侧结构示意图。

图3为本发明控制方法的流程图。

附图标记说明:

1、刀盘;2、主辐条;3、刀具;4、开口;5、备用辐条;6、液压推动器;7、弧形导轨;8、转盘;9、固定螺栓组件;10、定位孔位。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明提供了如图1-2所示的一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统,包括刀盘1,所述刀盘1的内部设置有多个主辐条2,所述主辐条2外侧安装有刀具3,相邻两个主辐条2之间形成有开口4,每个所述主辐条2的内侧均设置有备用辐条5,且所述备用辐条5与主辐条2滑动安装,且所述每个所述备用辐条5分别在其相近的开口4的范围内移动,所述备用辐条5与主辐条2之间设置有液压推动器6,所述液压推动器6的两端分别与备用辐条5和主辐条2的内侧壁连接;

进一步的,在上述技术方案中,所述主辐条2的内侧壁固定连接有弧形导轨7,所述备用辐条5与弧形导轨7之间滑动连接,进而支撑备用辐条5弧形滑动连接,可以与开口4更好的适配;

进一步的,在上述技术方案中,所述备用辐条5的内侧壁固定连接有转盘8,所述转盘8与液压推动器6的其中一端转动连接,所述液压推动器6的另一端与主辐条2的内侧壁转动连接,进而配合备用辐条5的弧形移动;

进一步的,在上述技术方案中,所述液压推动器6采用可拆卸供油油路系统进行供油驱动,从而在实际工作时,解除对液压推动器6的供油系统,避免影响刀盘1实际工作;

进一步的,在上述技术方案中,每个所述备用辐条5的内部均设置有固定螺栓组件9,所述刀盘1的内侧壁开设有多个供固定螺栓组件9固定连接的定位孔位10,从而在备用辐条5调整后对固定螺栓组件9和定位孔位10进行安装连接,即可对备用辐条5进行稳固定位;

一种可实时调节开口率的盾构刀盘系统的控制方法,包括以下步骤:

步骤一、土质实时探查,根据盾构机实时施工时所排出的土质进行实时监测,判断土质是否发生变化,以及发生变化的土质是否需要改变刀盘开口率,并计算所需改变开口率的大小;

步骤二、控制连接设备对接,当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时,快速停止到刀盘系统工作,解除对备用辐条5的锁死,并将驱动液压推动器6所需的油路系统进行快速对接,使液压推动器6的伸缩可以得到控制;

步骤三、开口率定量调控,根据计算所需改变开口率,控制液压推动器6对备用辐条5进行定量推动,使备用辐条5移出至开口4的内侧,从而改变开口4的开口大小,进而实现对开口率的调整;

步骤四、刀盘系统紧固,对调整后的备用辐条5进行稳固定位,即采用螺栓组件等连接件,对备用辐条5的位置进行固定;

步骤五、重新启动,撤回对液压推动器6的油路控制的连接以及其他影响刀盘系统工作的调控连接设备,即可重新开启刀盘系统;

进一步的,在上述技术方案中,所述刀盘系统中设置有土质对比表,土质对比表记载不同土质所对应的开口率信息,所述步骤一中土质检测时与对比表进行对比,得到相应的开口率;

实施方式具体为:通过在主辐条2的内侧均设置备用辐条5,通过弧形导轨7支撑其在相近的开口4的范围内移动,而通过在备用辐条5与主辐条2之间设置有液压推动器6,在盾构刀盘系统工作时,根据盾构机实时施工时所排出的土质进行实时监测,判土质是否需要改变刀盘开口率,当需要对盾构刀盘系统的开口率进行调整时,快速停止到刀盘系统工作,根据计算所需改变开口率,控制液压推动器6对备用辐条5进行定量推动,使备用辐条5移出至开口4的内侧,从而改变开口4的开口大小,进而实现对开口率的调整,随后通过固定螺栓组件9与定位孔位10的安装连接,对备用辐条5进行稳固定位,即可重新启动刀盘系统,由于安装刀具3的位置不变,仅通过调整刀盘1上备用辐条5的位置,将备用辐条5推出,进而能够遮挡部分空间,即减少了刀盘开口率,且正常掘进时,刀盘开口率为最大状态,备用辐条5全部推出,刀盘开口率达到最小,进而在遇到土质发生变化时,不需要对盾构刀盘整体进行整改,且使得盾构刀盘可以适应更多不同要求的隧道开挖,进一步提高了刀盘系统的适应性和实用性,极大的降低了施工成本。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

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