用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構的制作方法
【專利摘要】提供一種用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，具有后盾，沿后盾徑向運動的撐靴，沿后盾軸向伸縮運動的前盾，前盾前端設有通過旋轉運動擠壓黃土地層的滾動壓力輪，滾動壓力輪包括先導頭、滾動壓力輪盤體以及多根斜置的張力滾軸。本實用新型利用黃土地質本身的可壓縮性，通過強大壓力、強推力以及大扭矩的回轉力使黃土壓縮后產生空腔體積，再通過伸縮步進反復循環完成城市地下管網管道的孔洞施工，后續將管道頂進成型。解決現有技術下大型工程掘進機設備成本投資巨大以及對城市破壞性開挖創面過大的技術問題，尤其能滿足城市中、小斷面管網建設的施工需求，具有免出渣安全、環保、高效省力施工的特點。
【專利說明】
用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構
技術領域
[0001]本實用新型屬城市地下管網施工所用工程機械設備技術領域，具體涉及一種用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構。
【背景技術】
[0002]黃土是在干旱半干旱氣候條件下形成的一種特殊土，是第四紀的一種特殊疏松堆積物，具有明顯的地域特征。黃土地層主要分布在我國北方地區和西北地區。目前，黃土地質范圍內的城市地下管網建設，出于對環境保護的考慮，已經對開挖性施工進行了很大的限制。而現有的掘進工程設備體積龐大，價格不菲，且這些大型設備只適用于全斷面的管網施工，且施工時需要不斷出土，同時還需配合安放炸藥。可見，針對中、小斷面的城市地下管網施工，制造出不需安裝炸藥、免出渣、免開挖的地下管網施工工程設備，是亟待解決的技術問題。此外，現有技術下的大型掘進設備為了保證結構強度，各個主要構件之間均采用螺栓式硬連接進行固連，諸如減速箱的動力輸出軸與掘進機構之間即采用螺栓進行固連，工作時，由于振動極易導致減速箱箱體中固定軸松動脫落，進而損壞減速箱齒輪，導致減速箱損壞，影響施工進度，現針對上述問題提出如下技術方案。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型解決的技術問題:提供一種用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，利用黃土地質本身的可壓縮性，通過強大壓力、強推力以及大扭矩的回轉力使黃土壓縮后產生空腔體積，再通過液壓缸Π的伸縮步進前進，以此反復循環完成城市地下管網管道的孔洞施工，以便后續將管道頂進成型。解決現有技術下大型工程掘進設備設備成本投資巨大，且對城市破壞性開挖創面過大的技術問題
[0004]本實用新型采用的技術方案:用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，具有呈筒形的后盾，后盾一端的外側沿后盾的徑向設有多個呈中心對稱在液壓缸I帶動下作往復運動的撐靴，后盾另一端沿后盾軸向滑動適配在液壓缸Π帶動下作伸縮位移且呈筒形的前盾，前盾前端設有隨前盾同步伸縮位移并受電機和減速機驅動旋轉以擠壓黃土地層的滾動壓力輪，所述滾動壓力輪包括先導頭，先導頭的一端具有前端尖銳式螺旋刀片，先導頭的另一端隨減速機的動力輸出軸同軸同步旋轉，先導頭的另一端還同軸垂直固連呈圓盤狀的滾動壓力輪盤體，先導頭與滾動壓力輪盤體之間固連多根斜置的張力滾軸，且上述多根張力滾軸均勻分布。
[0005]所述撐靴具有兩個，且兩個撐靴對稱設于后盾的左、右兩側，撐靴的內側與撐靴液壓缸I的活塞桿固連。
[0006]所述前盾和后盾通過設于盾架結構內部的固定滑道滑動連接，且前盾受推動液壓缸Π活塞桿的推動沿固定滑道伸縮位移。
[0007]所述前盾的中部設有防止前盾伸縮位移掘進時發生偏移的穩定器。
[0008]所述先導頭、張力滾軸、滾動壓力輪盤體通過焊接固連并構成掘進機構的滾動壓力輪。
[0009]所述電動機與減速機通過具有減振緩沖作用的銷栓固連;所述減速機的動力輸出軸與滾動壓力輪通過具有減振和緩沖作用的銷栓固連。
[0010]所述液壓缸I與撐靴通過具有減振緩沖作用的銷栓固連，所述液壓缸I與后盾的盾架結構通過焊接固連。
[0011]所述液壓缸Π與前盾以及后盾均通過具有減振緩沖作用的銷栓固連。
[0012]本實用新型與現有技術相比的優點:
[0013]1、該掘進機構較現有大型掘進設備的結構緊湊，尤其能滿足城市中、小斷面管網建設的施工需求，大大減小了城市破壞性開挖面積，滿足具有黃土地質特征的城市越來越多的限制性施工需求；
[0014]2、利用黃土地質本身的可壓縮特性通過強大壓力、強推力以及大扭矩的回轉力擠壓成型管道孔洞，不用安放炸藥、不用出渣、不用開挖，具有安全、環保、高效省力施工的特占.V ，
[0015]3、主要構件之間通過銷栓連接取代螺栓連接，實現固連的同時保證一定的晃動間隙，起到緩沖、減振的作用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型結構主視圖；
[0017]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0018]圖3為本實用新型立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖1-3描述本實用新型的一種實施例。
[0020]用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，具有呈筒形的后盾5，后盾5—端的外側沿后盾5的徑向設有多個呈中心對稱在液壓缸114帶動下作往復運動的撐靴6，優選地，所述撐靴6具有兩個，且兩個撐靴6對稱設于后盾5的左、右兩側，撐靴6的內側與撐靴液壓缸114的活塞桿通過銷栓固連。伸出撐靴6可將本實用新型整體固定。
[0021]為掘進時提供足夠的強推力，所述后盾5另一端沿后盾5軸向滑動適配在液壓缸Π13帶動下作伸縮位移且呈筒形的前盾4，其中，所述前盾4和后盾5之間通過設于盾架結構內部的固定滑道12滑動連接(如圖2所示)，且前盾4的盾架結構受推動式液壓缸Π 13活塞桿的推動沿固定滑道12伸縮位移，所述液壓缸Π 13采用高強壓力液壓缸，進一步地，所述高強壓力的液壓缸Π 13的前端活塞桿與前盾4的盾架結構通過具有減振緩沖作用的銷栓固連，同理地，高強壓力的液壓缸Π 13的后端與后盾5也通過具有減振緩沖作用的銷栓固連。
[0022]為掘進時實現低轉速大扭矩，前盾4前端為設備的鉆頭部位，鉆頭部位即滾動壓力輪隨前盾4同步伸縮位移并受電機11和減速機10驅動旋轉，通過滾動壓力輪擠壓黃土地層，其中，本實用新型滾動壓力輪的特征為:所述滾動壓力輪包括先導頭I，先導頭I的前端具有前端尖銳式螺旋刀片，先導頭I的另一端隨減速機10的動力輸出軸同軸同步旋轉，先導頭I的另一端還同軸垂直固連呈圓盤狀的滾動壓力輪盤體3，滾動壓力輪盤體3上可根據需要安裝相應的刀具，先導頭I與滾動壓力輪盤體3之間固連多根斜置的張力滾軸2，且上述多根張力滾軸2均勻分布。為保證掘進擠壓強度，所述先導頭1、張力滾軸2、滾動壓力輪盤體3通過焊接固連以構成整體式的滾動壓力輪。
[0023]其中，上述滾動壓力輪(先導頭1、張力滾軸2、滾動壓力輪盤體3)隨減速機10的動力輸出軸同軸同步旋轉:減速機1的動力輸出軸端制有花鍵，先導頭I的動力輸入軸端制有軸套，所述軸套內圓柱面制有鍵槽并通過鍵槽與減速機10的花鍵配合帶動滾動壓力輪隨減速機1的動力輸出軸同軸同步旋轉，進一步地，所述先導頭I的軸套外圓柱與軸承9的轉動部軸瓦過盈配合，軸承9的轉動部再通過螺栓緊固件固連縱切面呈“工”字形的法蘭8的一端，法蘭8的另一端通過螺栓緊固件與滾動壓力輪盤體3的內側端面通過螺栓固連。其中，作為減小摩擦阻力的軸承9的非轉動部通過螺栓緊固件固連前盾4的盾架結構。
[0024]為防止前盾4相對后盾5伸縮位移掘進時發生偏移，所述前盾4的中部設有穩定器I。
[0025]為緩解和盡量避免現有技術下因螺栓硬性固連導致諸如減速箱等重要構件容易損壞的現象，所述電動機11與減速機10通過具有減振緩沖作用的銷栓固連;所述減速機10的動力輸出軸與滾動壓力輪通過具有減振和緩沖作用的銷栓固連。同理地，所述液壓缸114一端與撐靴6通過具有減振緩沖作用的銷栓固連，為不失設備強度，所述液壓缸114另一端與后盾5的盾架結構通過焊接固連。
[0026]工作原理:工作前先固定設備，收縮液壓缸Π13的活塞桿，前盾4收縮，然后伸出液壓缸114活塞桿讓撐靴6固定在孔壁上;接著液壓缸Π 13伸長產生推力，電動機11旋轉帶動減速機10產生大回轉力，再帶動先導頭1、張力滾軸2、滾動壓力輪盤體3旋轉，張力滾軸2轉動擠壓黃土;液壓缸114收縮帶動撐靴6復位，收縮液壓缸Π 13的活塞桿，前盾4收縮復位以此為一個掘進循環。電動機11通過減速機10形成低轉速大扭矩形成強大的回轉力，帶動滾動壓力輪的張力滾軸2擠壓周邊黃土使黃土壓縮后產生空腔體積，再通過液壓缸Π 13的伸縮步進前進形成空腔，后續將管道頂進成型，可以對中小斷面的地下管網做到免出渣，免開挖的環保建設施工。
[0027]具體實施時，為提高土倉壓力值可通過適當增大液壓缸Π13推進油缸的推力、降低減速機10轉速及螺機閘門開口度，減小出土量，增大泡沫和壓縮空氣注入流量達到，以上屬于現有技術，再此不作贅述。
[0028]上述實施例，只是本實用新型的較佳實施例，并非用來限制本實用新型實施范圍，故凡以本實用新型權利要求所述內容所做的等效變化，均應包括在本實用新型權利要求范圍之內。
【主權項】
1.用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:具有呈筒形的后盾(5)，后盾(5)—端的外側沿后盾(5)的徑向設有多個呈中心對稱在液壓缸1(14)帶動下作往復運動的撐靴(6)，后盾(5)另一端沿后盾(5)軸向滑動適配在液壓缸Π (13)帶動下作伸縮位移且呈筒形的前盾(4)，前盾(4)前端設有隨前盾(4)同步伸縮位移并受電機(11)和減速機(10)驅動旋轉以擠壓黃土地層的滾動壓力輪，所述滾動壓力輪包括先導頭(I)，先導頭(I)的一端具有前端尖銳式螺旋刀片，先導頭(I)的另一端隨減速機(10)的動力輸出軸同軸同步旋轉，先導頭(I)的另一端還同軸垂直固連呈圓盤狀的滾動壓力輪盤體(3)，先導頭(I)與滾動壓力輪盤體(3)之間固連多根斜置的張力滾軸(2)，且上述多根張力滾軸(2)均勻分布。2.根據權利要求1所述的用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:所述撐靴(6)具有兩個，且兩個撐靴(6)對稱設于后盾(5)的左、右兩側，撐靴(6)的內側與撐靴液壓缸I (14)的活塞桿固連。3.根據權利要求1所述的用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:所述前盾(4)和后盾(5)通過設于盾架結構內部的固定滑道(12)滑動連接，且前盾(4)受推動液壓缸Π (13)活塞桿的推動沿固定滑道(12)伸縮位移。4.根據權利要求1所述的用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:所述前盾(4)的中部設有防止前盾(4)伸縮位移掘進時發生偏移的穩定器(7)。5.根據權利要求1所述的用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:所述先導頭(I)、張力滾軸(2)、滾動壓力輪盤體(3)通過焊接固連并構成掘進機構的滾動壓力輪。6.根據權利要求1所述的用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:所述電機(11)與減速機(10)通過具有減振緩沖作用的銷栓固連;所述減速機(10)的動力輸出軸與滾動壓力輪通過具有減振和緩沖作用的銷栓固連。7.根據權利要求1或2所述的用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:所述液壓缸1(14)與撐靴(6)通過具有減振緩沖作用的銷栓固連，所述液壓缸1(14)與后盾(5)的盾架結構通過焊接固連。8.根據權利要求1或3所述的用于黃土地層的免出渣擠壓式掘進機構，其特征在于:所述液壓缸Π (13)與前盾(4)以及后盾(5)均通過具有減振緩沖作用的銷栓固連。
【文檔編號】E21D9/06GK205445615SQ201620244197
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】劉偉, 劉永順
【申請人】秦漢新城永順掘進設備開發工程有限責任公司