一种盾构机用刀盘及盾构机

技术领域

本申请涉及盾构机施工的领域，尤其是涉及一种盾构机用刀盘及盾构机。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建（铺设）隧道之“盾”（指支撑性管片），它区别于 敞开式施工法。盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。

相关技术中，盾构机通常包括机身、安装在机身端部的刀盘、安装在刀盘上的刀具、以及设置在机身与刀盘之间用于输送土渣装置；但是，盾构机在对黏土层进行掘进时，黏土容易在刀盘表面结成泥饼，导致输送土渣装置中的输送管道的出渣口堵死，黏土难以顺利排出。

发明内容

为了便于顺利将黏土排出，降低盾构机的故障发生率，提高盾构机的工作效率，本申请提供一种盾构机用刀盘及盾构机。

本申请提供的一种盾构机用刀盘及盾构机，采用如下的技术方案：

一种盾构机用刀盘及盾构机，包括刀盘本体、设置在刀盘本体内部的支撑板、固设在支撑板与刀盘本体之间的连接杆、设置在支撑板与刀盘本体之间的移动板、设置在移动板与支撑板之间用于带动移动板向靠近或者远离的刀盘本体一侧移动的伸缩机构、设置在移动板远离支撑板一侧的喷头；

所述刀盘本体上开设有喷射口，所述刀盘本体靠近喷射口一侧设置有两个封闭门，两个所述封闭门对称设置，所述刀盘本体上开设有密封槽，所述封闭门位于密封槽内滑移，所述封闭门与移动板之间设置有用于将喷射口打开或者关闭的启闭机构。

通过采用上述技术方案，当盾构机对粘土层进行挖掘时，首先伸缩机构带动移动板向喷射口一侧移动，同时启闭机构将封闭门向两侧打开，伸缩机构带动移动板向喷射口一侧移动，移动板带动喷头移动至喷射口的外侧，接着通过喷头向盾构机刀盘前侧的黏土层喷射黏土改良剂，黏土改良剂对粘土层进行改良，增强黏土层的流动性，从而使盾构机的输送土渣装置方便将切削下来的粘土输送；当喷头对粘土层处理完毕后，伸缩机构控制移动板向远离喷射口一侧移动，将喷口移动至刀盘的内部，同时启闭机构带动两个封闭门向相互靠近的一侧移动，将喷射口封闭，防止盾构机在工作过程中切削下来渣土进入盾构基本体内，从而提高盾构机的稳定性；盾构机在对黏土层进行掘进时，通过伸缩机构控制喷头喷射黏土改良剂，使黏土层切削下来的黏土顺利排出，不仅降低了盾构机的故障发生率，同时提高了盾构机的工作效率。

可选的，所述伸缩机构包括设置在支撑板和移动板之间的支撑套筒、设置在支撑套筒和移动板之间的伸缩套筒、设置在支撑套筒内部的旋转轴、设置在旋转轴和伸缩套筒之间的螺杆、设置在旋转轴和支撑套筒之间用于驱动旋转轴转动的驱动组件、设置在支撑套筒和伸缩套筒之间用于对伸缩套筒的滑移起导向和限制伸缩套筒转动作用的导向件；

所述支撑套筒与支撑板固定连接，所述旋转轴一端与支撑板转动连接、另一端与螺杆固定连接，所述螺杆与伸缩套筒内侧壁螺纹连接，所述伸缩套筒一端与移动板固定连接、另一端与支撑套筒滑移连接。

通过采用上述技术方案，通过伸缩机构带动喷头移动时，首先施工人员启动驱动组件，接着驱动组件带动旋转轴转动，旋转轴带动与其固定连接的螺杆转动，同时在导向件的导向和限制其转动作用下，螺杆带动伸缩套筒向靠近或者远离支撑套筒一侧移动，随后伸缩套筒带动与其固定连接的移动板移动，移动板即可带动喷头向靠近或者远离喷射口的一侧移动。

可选的，所述驱动组件包括套设在旋转轴上的蜗轮、转动连接在支撑套筒侧壁上的蜗杆、设置在蜗杆一端的驱动电机；

所述蜗轮与旋转轴固定连接，所述蜗轮与蜗杆相互啮合。

通过采用上述技术方案，通过驱动组件带到旋转轴转动时，首先启动驱动电机，接着驱动电机的输出轴带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮即可带动与其固定连接的旋转轴转动；且蜗轮蜗杆采用多齿啮合传动，不仅传动平稳、精度高，而且具有自锁性。

可选的，所述导向件为固设在伸缩套筒外侧上的导向块，所述支撑套筒的外侧壁沿其长度方向开设有导向槽，所述导向块位于导向槽内滑移。

通过采用上述技术方案，伸缩套筒移动时会带动与其固定连接的导向块位于导向槽内滑移，且导向块使伸缩套筒不能转动，仅可沿支撑套筒的长度方向移动。

可选的，所述螺杆与旋转轴之间设置有过渡凸台。

通过采用上述技术方案，过渡凸台增大了螺杆与旋转轴之间的连接面积，减小了应力集中，使螺杆与旋转轴的连接处不易发生断裂，提高了螺杆与旋转轴之间连接的稳定性。

可选的，所述启闭机构包括设置在两个封闭门分别与移动板之间的驱动杆，所述驱动杆一端与移动板铰接、另一端与封闭门铰接，两个所述驱动杆对称设置，且所述驱动杆由移动板向封闭门一侧倾斜设置，所述刀盘本体上还开设有滑移槽，所述滑移槽与密封槽连通，所述驱动杆位于滑移槽内滑移。

通过采用上述技术方案，当移动板向靠近喷射口一侧移动时，移动板带动两个驱动杆远离移动板的一端相互远离，两个驱动杆即可带动与其铰接的封闭门向相互远离的一侧移动，从而将封闭门打开，同时喷头伸出喷射口；当移动板向远离喷射口一侧移动时，两个驱动杆分别带动与其铰接的封闭门向相互靠近的一侧移动，使两个封闭门紧密贴合，从而将封闭门关闭，同时喷头缩回刀盘本体内部；启闭机构、伸缩机构、以及喷头具有联动作用，从而使施工人员控制喷头的伸缩操作更加便捷和高效。

可选的，所述启闭机构还包括多个转动连接在刀盘本体上的辊轮，所述封闭门与辊轮抵接。

通过采用上述技术方案，移动板做相互靠近或者远离的移动时，会带动与其抵接的辊轮随之转动，辊轮减小了封闭门与密封槽滑移时的摩擦力，降低了封闭门与刀盘本体之间的磨损，提高了封闭门与刀盘本体的使用寿命。

可选的，其中一个所述封闭门上固设有插接块，另一个所述封闭门上开设有插槽，所述插接块插接至插槽内。

通过采用上述技术方案，当插接块插入插槽内后，插接块、插槽使两个封闭门之间的间隙形成隔断，提高了两者之间的密封性。

可选的，所述插接块远离与其固定连接的封闭门一端呈尖刺状设置。

通过采用上述技术方案，尖刺状增大了插接块与插槽之间的接触面积，使插接块的端部与插槽更紧密的贴合，进一步提高了两个封闭门连接处的密封性，且尖刺状设置使插接块插入插槽内时更加顺畅，便于插接块进入插槽内。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.盾构机在对黏土层进行掘进时，通过伸缩机构控制喷头喷射黏土改良剂，使黏土层切削下来的黏土顺利排出，不仅降低了盾构机的故障发生率，同时提高了盾构机的工作效率；

2.伸缩机构中采用蜗轮蜗杆多齿啮合传动，具有自锁性，同时启闭机构、伸缩机构、以及喷头三者具有联动作用，从而使施工人员控制喷头的伸缩操作更加稳定、便捷和高效；

3.当插接块插入插槽内后，插接块、插槽使两个封闭门之间的间隙形成隔断，提高了两个封闭门之间的密封性。

附图说明

图1是本申请实施例中盾构机的结构示意图；

图2是表示伸缩机构和启闭机构的局部剖视图；

图3是表示封闭门上插接块和插槽连接的局部剖视图；

图4是表示伸缩机构的局部剖视图；

图5是表示启闭机构的局部剖视图。

附图标记说明：1、刀盘本体；11、喷射口；12、密封槽；13、滑移槽；2、支撑板；3、连接杆；4、移动板；5、伸缩机构；51、支撑套筒；511、导向槽；52、伸缩套筒；53、旋转轴；54、螺杆；55、过渡凸台；56、驱动组件；561、蜗轮；562、蜗杆；563、驱动电机；57、导向件；6、喷头；7、封闭门；71、插接块；72、插槽；8、启闭机构；81、驱动杆；82、辊轮；9、盾构机本体。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种盾构机用刀盘。参照图1和图2，刀盘包括刀盘本体1，刀盘本体1内部设置有支撑板2，支撑板2与刀盘本体1之间固设有四个连接杆3。支撑板2与刀盘本体1之间设置有移动板4，移动板4与支撑板2平行且间隔设置。移动板4与支撑板2之间设置有伸缩机构5，伸缩机构5用于带动移动板4向靠近或者远离的刀盘本体1一侧移动。

参照图2和图3，移动板4远离支撑板2的一侧设置有喷头6，刀盘本体1上开设有喷射口11。刀盘本体1靠近喷射口11一侧设置有两个封闭门7，两个封闭门7对称设置，且刀盘本体1上开设有密封槽12，封闭门7位于密封槽12内滑移，封闭门7与移动板4之间设置有启闭机构8，启闭机构8用于将喷射口11打开或者关闭。

当盾构机对粘土层进行挖掘时，首先伸缩机构5带动移动板4向喷射口11一侧移动，同时启闭机构8将封闭门7向两侧打开，移动板4带动喷头6移动至喷射口11的外侧，接着通过喷头6向盾构机刀盘前侧的黏土层喷射黏土改良剂，黏土改良剂对粘土层进行改良，增强黏土层的流动性，从而使盾构机的输送土渣装置方便将切削下来的粘土输送；当喷头6对粘土层处理完毕后，伸缩机构5控制移动板4向远离喷射口11一侧移动，将喷口移动至刀盘的内部，同时启闭机构8带动两个封闭门7向相互靠近的一侧移动，将喷射口11封闭，防止盾构机在工作过程中切削下来渣土进入盾构基本体内，从而提高盾构机的稳定性。

参照图2和图3，其中一个封闭门7上固设有插接块71，另一个封闭门7上开设有插槽72，插接块71插接至插槽72内；且插接块71远离与其固定连接的封闭门7一端呈尖刺状设置，尖刺状设置用于增大插接块71与插槽72之间的接触面积，使插接块71的端部与插槽72更紧密的贴合，且使插接块71插入插槽72内时更加顺畅，便于插接块71进入插槽72内。

参照图3和图4，伸缩机构5包括设置在支撑板2和移动板4之间的支撑套筒51，支撑套筒51与支撑板2固定连接；支撑套筒51和移动板4之间设置有伸缩套筒52，伸缩套筒52一端与移动板4固定连接、另一端与支撑套筒51滑移连接。支撑套筒51内部设置有旋转轴53，旋转轴53一端与支撑板2转动连接。旋转轴53和伸缩套筒52之间设置有螺杆54，螺杆54与旋转轴53远离支撑板2的一端固定连接，且螺杆54与伸缩套筒52内侧壁螺纹连接。螺杆54与旋转轴53之间设置有过渡凸台55，过渡凸台55用于增大螺杆54与旋转轴53之间的连接面积，减小应力集中，使螺杆54与旋转轴53的连接处不易发生断裂。旋转轴53和支撑套筒51之间设置有驱动组件56，驱动组件56用于驱动旋转轴53转动；支撑套筒51和伸缩套筒52之间设置有导向件57，导向件57用于对伸缩套筒52的滑移起导向和限制伸缩套筒52转动的作用。

参照图4，驱动组件56包括套设在旋转轴53上的蜗轮561，蜗轮561与旋转轴53固定连接；支撑套筒51侧壁上设置有蜗杆562，蜗杆562与支撑套筒51侧壁转动连接，且蜗轮561与蜗杆562相互啮合。蜗杆562一端贯穿支撑套筒51，蜗杆562贯穿支撑套筒51的一端设置有驱动电机563，驱动电机563的输出轴与蜗杆562固定连接，驱动电机563的外壳与支撑套筒51固定连接。

参照图4，导向件57为固设在伸缩套筒52外侧上的导向块，支撑套筒51的外侧壁沿其长度方向开设有导向槽511，导向块位于导向槽511内滑移。

通过伸缩机构5带动喷头6移动时，首先施工人员启动驱动电机563，接着驱动电机563的输出轴带动蜗杆562转动，蜗杆562带动蜗轮561转动，蜗轮561即可带动与其固定连接的旋转轴53转动，随后旋转轴53带动与其固定连接的螺杆54转动，同时在导向块、导向槽511的导向和限制其转动作用下，螺杆54带动伸缩套筒52向靠近或者远离支撑套筒51一侧移动，随后伸缩套筒52带动与其固定连接的移动板4移动，移动板4即可带动喷头6向靠近或者远离喷射口11的一侧移动。

参照图5，启闭机构8包括设置在两个封闭门7分别与移动板4之间的驱动杆81，两个驱动杆81对称设置，驱动杆81一端与移动板4铰接、另一端与封闭门7铰接，且驱动杆81由移动板4向封闭门7一侧倾斜设置，刀盘本体1上还开设有滑移槽13，滑移槽13与密封槽12连通，驱动杆81位于滑移槽13内滑移。刀盘本体1上设置有多个辊轮82，辊轮82与刀盘本体1转动连接，封闭门7与辊轮82抵接，且多个辊轮82沿封闭门7的滑移方向设置，辊轮82用于减小封闭门7与密封槽12滑移时的摩擦力，降低封闭门7与刀盘本体1之间的磨损，提高封闭门7与刀盘本体1的使用寿命。

当移动板4向靠近喷射口11一侧移动时，移动板4带动两个驱动杆81远离移动板4的一端相互远离，两个驱动杆81即可带动与其铰接的封闭门7位于密封槽12向相互远离的一侧移动，辊轮82也随之转动，从而将封闭门7打开，同时喷头6伸出喷射口11；当移动板4向远离喷射口11一侧移动时，两个驱动杆81分别带动与其铰接的封闭门7向相互靠近的一侧移动，使两个封闭门7紧密贴合，从而将封闭门7关闭，同时喷头6缩回刀盘本体1内部，防止刀盘启动后对喷头6造成磨损或阻塞。

本申请实施例还公开了一种应用于上述刀盘的盾构机，参照图1，盾构机包括盾构机本体9和设置在盾构机本体9上的刀盘。

本申请实施例一种盾构机用刀盘及盾构机的实施原理为：当盾构机对粘土层进行挖掘时，首先启动驱动电机563，驱动电机563控制带动移动板4向喷射口11一侧移动，同时移动板4带动两个驱动杆81远离移动板4的一端相互远离，两个驱动杆81即可带动与其铰接的封闭门7位于密封槽12向相互远离的一侧移动，将封闭门7打开，同时喷头6伸出喷射口11；接着通过喷头6向盾构机刀盘前侧的黏土层喷射黏土改良剂，黏土改良剂对粘土层进行改良，增强黏土层的流动性，从而使盾构机的输送土渣装置方便将切削下来的粘土输送；当喷头6对粘土层处理完毕后，再次启动驱动电机563，驱动电机563控制带动移动板4向远离喷射口11一侧移动，两个驱动杆81分别带动与其铰接的封闭门7向相互靠近的一侧移动，使两个封闭门7紧密贴合，同时喷头6缩回刀盘本体1内部，防止盾构机在工作过程中切削下来渣土进入盾构基本体内，从而提高盾构机的稳定性；构机在对黏土层进行掘进时，通过伸缩机构5控制喷头6喷射黏土改良剂，使黏土层切削下来的黏土顺利排出，不仅降低了盾构机的故障发生率，同时提高了盾构机的工作效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。