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CN112727487A - 带旋转机构的盘形滚刀安装结构及应用该结构的顶管机 - Google Patents

带旋转机构的盘形滚刀安装结构及应用该结构的顶管机 Download PDF

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CN112727487A
CN112727487A CN202110131710.8A CN202110131710A CN112727487A CN 112727487 A CN112727487 A CN 112727487A CN 202110131710 A CN202110131710 A CN 202110131710A CN 112727487 A CN112727487 A CN 112727487A
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Abstract

本发明公开了一种带旋转机构的盘形滚刀安装结构及应用该结构的顶管机，该顶管机包括：主刀盘、驱动电机、隔板、螺旋输送机、皮带输送机，所述主刀盘上设有滚刀机构、滚刀座、旋转机构；所述滚刀机构，包括：滚刀轴、盘形滚刀；所述滚刀轴为圆柱体，起到支撑与定位作用；所述盘形滚刀为三刃滚刀，盘形滚刀轴心安装有轴承，轴承与滚刀轴连接；所述滚刀座位于滚刀机构下方。本发明解决盘形滚刀装卸过程复杂和在拆卸安装时刀具转动对操作人员造成伤害的问题。

Description

带旋转机构的盘形滚刀安装结构及应用该结构的顶管机
技术领域
本发明属于盘形滚刀的安装领域，具体涉及一种带旋转机构的盘形滚刀安装结构及应用该结构的岩石破碎顶管机。
背景技术
盘形滚刀是一种破碎坚硬岩石的挖掘工具，安装于盾构、顶管等大型非开挖施工设备的刀盘上。刀盘在挖掘过程中作旋转运动，安装在刀盘上的盘形滚刀在随刀盘公转的同时，自已在外力作用下实现自转，从而利用刀圈刃口对岩石表面产生滚动切削作用，进而破岩。
在现有技术中，对盘形滚刀的安装普遍采用的是埋入式滚刀安装方式，刀具安装后仅有1/3露出刀盘表面。而这种设计会存在以下问题和缺点：
1、埋入式方法普遍采用螺栓固定滚刀刀轴，这使得安装滚刀时装卸过程复杂；
2、埋入式方法普遍采用螺栓固定滚刀刀轴，在拆卸滚刀机构时需要人工进入到切割盘前端将螺栓卸掉，而切割盘前端的空间往往十分恶劣，这样容易产生危险。
发明内容
本发明的目的在于提供带旋转机构的盘形滚刀安装结构及应用该结构的顶管机，利用带旋转机构的盘形滚刀安装结构，以解决盘形滚刀装卸过程复杂和在拆卸安装时刀具转动对操作人员造成伤害的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
带旋转机构的盘形滚刀安装结构，包括:滚刀机构(1)、滚刀座(2)、旋转机构(3)；
所述滚刀机构(1)，包括：滚刀轴(11)、盘形滚刀(12)；
所述滚刀轴(11)为圆柱体，起到支撑与定位作用；
所述盘形滚刀(12)为三刃滚刀，盘形滚刀(12)轴心安装有轴承，轴承与滚刀轴(11)连接；
所述滚刀座(2)位于滚刀机构(1)下方；
所述滚刀座(2)，包括：大容纳槽(21)、下半圆面(22)、圆角一(23)、水平容纳槽(24)、轴一(25)、轴二(26)、槽壳(27)；
所述大容纳槽(21)位于滚刀座(2)主体中部；
所述下半圆面(22)与滚刀轴(11)相互配合；
所述圆角一(23)位于下半圆面(22)右侧的端面上；
所述水平容纳槽(24)位于下半圆面(22)的上下两侧；
所述轴一(25)与轴二(26)位于水平容纳槽(24)中，轴一(25)与轴二(26)贯穿下半圆面(22)下方，轴一(25)与轴二(26)与滚刀座(2)固定连接；
所述槽壳(27)位于水平容纳槽(24)左面；
所述槽壳(27)，包括：竖直容纳槽(271)、凹槽(272)、长方体孔(273)；
所述竖直容纳槽(271)四个方向的面为封闭面，只有后面与右面为开放面；
所述凹槽(272)位于竖直容纳槽(271)的前面与左面上；
所述长方体孔(273)位于竖直容纳槽(271)的上面；
所述旋转机构(3)，包括：竖直滑块(31)、齿轮一(32)、齿轮二(33)、转动体(34)；
所述竖直滑块(31)位于竖直容纳槽(271)中；
所述竖直滑块(31)，包括：斜面(311)、凸槽(312)、齿条(313)、弹簧(314)；
所述斜面(311)位于竖直滑块(31)主体上端；
所述凸槽(312)位于竖直滑块(31)主体外围，一个竖直滑块(31)拥有两个凸槽(312)，凸槽(312)与上述凹槽(272)相互配合形成滑道；
所述齿条(313)位于竖直滑块(31)主体外围一侧；
所述弹簧(314)位于斜面(311)下方，弹簧(314)上方与竖直滑块(31)连接为一体，弹簧(314)下方与竖直容纳槽(271)下方的滚刀座(2)连接在一起；
所述齿轮一(32)与轴一(25)利用轴承连接，齿轮一(32)可以相对于轴一(25)转动，齿轮一(32)与竖直滑块(31)上的齿条(313)啮合；
所述齿轮二(33)与轴二(26)固定连接，齿轮二(33)与齿轮一(32)啮合传动；
所述转动体(34)与轴二(26)固定连接，轴二(26)旋转带动转动体(34)旋转下落；
所述转动体(34)，包括：上半圆面(341)、转动支架(342)、圆角二(343)、圆孔(344)；
所述上半圆面(341)位于下半圆面(22)上方；
所述转动支架(342)位于上半圆面(341)两侧；
所述圆角二(343)位于转动支架(342)的端面上；
所述圆孔(344)位于转动支架(342)主体下方，转动体(34)通过圆孔(344)与轴二(26)固定连接。
作为本发明的进一步方案，该盘形滚刀安装结构还设有机械手，竖直滑块(31)通过机械手在抓住滚刀轴(11)的过程中产生的向下的推力，来推动竖直滑块(31)向下移动，而竖直滑块(31)的向下移动会传动到下一部件。
一种顶管机，包括上述的带旋转机构的盘形滚刀安装结构，还包括：主刀盘(41)、驱动电机(42)、隔板(43)、螺旋输送机(44)与皮带输送机(45)；
所述主刀盘(41)位于切割面后方，刀盘(41)的作用为承装刀具组件；
所述驱动电机(42)位于主刀盘(41)后方，为主刀盘(41)提供旋转动力；
所述隔板(43)起到支撑其它组件作用；
所述螺旋输送机(44)位于主刀盘(41)后方，螺旋输送机(44)运输主刀盘(41)切割下来的障碍物；
所述皮带输送机(45)位于螺旋输送机(44)后方，皮带输送机(45)用于将螺旋输送机(44)运出的障碍物运出隧道。
本发明的有益效果：
本发明设置能够通过相对翻转去限位滚刀轴的的半环状转动体，利用机械手的推力使得半环状转动体进行翻转以实现对滚刀轴的固定与松开的功能，使得滚刀轴能够快速从滚刀座上脱离，然后在机械手的作用下将滚刀机构取出，不需要人工参与拆卸，使得拆卸过程更简单更快速。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明的正视图。
图2为本发明的滚刀座示意图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的A-A面剖视图。
图5为本发明的拆卸状态图。
图6为本发明的旋转机构示意图。
图7为本发明的竖直滑块示意图。
图8为本发明的转动体示意图。
图9为本发明的岩石破碎顶管机整体示意图。
其中：1、滚刀机构；11、滚刀轴；12、盘形滚刀；2、滚刀座；21、大容纳槽；22、下半圆面；23、圆角一；24、水平容纳槽；25、轴一；26、轴二；27、槽壳；271、竖直容纳槽；272、凹槽；273、长方体孔；3、旋转机构；31、竖直滑块；311、斜面；312、凸槽；313、齿条；314、弹簧；32、齿轮一；33、齿轮二；34、转动体；341、上半圆面；342、转动支架；343、圆角二；344、圆孔；41、主刀盘；42、驱动电机；43、隔板；44、螺旋输送机；45、皮带输送机。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种带旋转机构的盘形滚刀安装结构，包括:滚刀机构1、滚刀座2、旋转机构3；
所述滚刀机构1，包括：滚刀轴11、盘形滚刀12；
所述滚刀轴11为圆柱体，起到支撑与定位作用；
所述盘形滚刀12为三刃滚刀，盘形滚刀12轴心安装有轴承，轴承与滚刀轴11连接，在切割障碍物时，使得盘形滚刀12可以相对滚刀轴11自转；
所述滚刀座2位于滚刀机构1下方，起到定位滚刀机构1和容纳旋转机构3的作用；
如图2所示，滚刀座2，包括：大容纳槽21、下半圆面22、圆角一23、水平容纳槽24、轴一25、轴二26、槽壳27；
所述大容纳槽21位于滚刀座2主体中部，容纳滚刀机构1；
所述下半圆面22与滚刀轴11相互配合，下半圆面22的作用为支撑与限位滚刀轴11；
所述圆角一23位于下半圆面22右侧的端面上，它的作用是为解除其他物体在下半圆面22上运行的障碍；
所述水平容纳槽24位于下半圆面22的上下两侧，它的作用为容纳其他物体；
所述轴一25与轴二26位于水平容纳槽24中，轴一25与轴二26贯穿下半圆面22下方，轴一25与轴二26与滚刀座2固定连接，轴一25与轴二26的作用是为传动部件提供支撑；
所述槽壳27位于水平容纳槽24左面，它的作用是为其他部件提供滑行轨道，并且可以防止切割下来的障碍物误碰机关，导致滚刀机构1脱落；
如图3、4所示，槽壳27，包括：竖直容纳槽271、凹槽272、长方体孔273；
所述竖直容纳槽271四个方向的面为封闭面，只有后面与右面为开放面(视角为图3俯视图)，为其他部件的运行提供空间；
所述凹槽272位于竖直容纳槽271的前面与左面上(视角为图3俯视图)，为其他部件的运行提供滑行轨道；
所述长方体孔273位于竖直容纳槽271的上面，由于长方体孔273相对来说比较窄小，故而在盘形滚刀12切割时产生的渣土碎石不会误碰机关，导致滚刀机构1脱落；
如图5、6所示，旋转机构3，包括：竖直滑块31、齿轮一32、齿轮二33、转动体34；
所述竖直滑块31位于竖直容纳槽271中，通过机械手在抓住滚刀轴11的过程中产生的向下的推力，来推动竖直滑块31向下移动，而竖直滑块31的向下移动会传动到下一部件；
如图7所示，竖直滑块31，包括：斜面311、凸槽312、齿条313、弹簧314；
所述斜面311位于竖直滑块31主体上端，斜面311的作用为方便机械手在向下压动竖直滑块31时，机械手可以最终脱离竖直滑块31，将滚刀轴11抓住，进而从滚刀座2中拿出滚刀机构1；
所述凸槽312位于竖直滑块31主体外围，一个竖直滑块31拥有两个凸槽312，凸槽312与上述凹槽272相互配合形成滑道，使得竖直滑块31可以在竖直容纳槽271中上下滑动；
所述齿条313位于竖直滑块31主体外围一侧，通过竖直滑块31的上下滑动达到传动的作用；
所述弹簧314位于斜面311下方，弹簧314上方与竖直滑块31连接为一体，弹簧314下方与竖直容纳槽271下方的滚刀座2连接在一起，在正常切割工作时，弹簧314支撑竖直滑块31在应有的位置，在竖直滑块31受到机械手挤压时，弹簧314会受压收缩，使得竖直滑块31可以向下滑动；
如图5、6所示，所述齿轮一32与轴一25利用轴承连接，齿轮一32可以相对于轴一25转动，齿轮一32与竖直滑块31上的齿条313啮合，当齿条313向下滑动时，齿轮一32开始转动，齿轮一32存在的意义是改变旋转方向，使本发明达到预期效果；
所述齿轮二33与轴二26固定连接，齿轮二33与齿轮一32啮合传动，当齿轮一32旋转时，带动齿轮二33向相反的旋转方向旋转，这时与齿轮二33固定连接的轴二26会被带动旋转；
所述转动体34与轴二26固定连接，轴二26旋转带动转动体34旋转下落，这时滚刀轴11的固定解除，可以利用机械手将滚刀机构1拆卸；
如图8所示，转动体34，包括：上半圆面341、转动支架342、圆角二343、圆孔344；
所述上半圆面341位于下半圆面22上方，上半圆面341在进行切割工作时与滚刀轴11相配合，限制滚刀轴11位置；
所述转动支架342位于上半圆面341两侧，转动支架342为上半圆面341提供支撑与旋转支点；
所述圆角二343位于转动支架342的端面上，它的作用是为解除转动体34在向下转动时会遇到的障碍；
所述圆孔344位于转动支架342主体下方，转动体34通过圆孔344与轴二26固定连接，在轴二26转动时带动转动体34向下转动。
实施例2：
如图9所示，一种顶管机，包括：主刀盘41、驱动电机42、隔板43、螺旋输送机44与皮带输送机45；
所述主刀盘41上设有实施例1中所述的滚刀机构1、滚刀座2与旋转机构3，主刀盘41位于切割面后方，刀盘41的作用为承装刀具组件；
所述驱动电机42位于主刀盘41后方，为主刀盘41提供旋转动力；
所述隔板43起到支撑其它组件作用；
所述螺旋输送机44位于主刀盘41后方，螺旋输送机44运输主刀盘41切割下来的障碍物；
所述皮带输送机45位于螺旋输送机44后方，皮带输送机45的作用为将螺旋输送机44运出的障碍物运出隧道。
本发明工作原理：
工作时：竖直滑块31位于竖直容纳槽271主体上方，此时弹簧314为正常状态，未被压缩，上半圆面344也与滚刀轴11紧密贴合，滚刀轴11被固定住，这样盘形滚刀12就可以正常工作了；
拆卸时：停机过后，利用机械手(两根可以实现弯曲功能的类似手指的夹持机构，为现有技术)拆卸滚刀机构1，首先将机械手对准长方体孔273竖直插入，机械手会接触到斜面311，机械手对斜面311产生向下压力，弹簧314被压缩，竖直滑块31向下滑动，竖直滑块31上的齿条313将运动传递给齿轮一32，齿轮一32再传动给齿轮二33，齿轮二33开始旋转，由于齿轮二33固定在轴二26上，所以轴二26开始旋转，导致固定在轴二26上的转动体34向下滑动，所以转动体34上的上半圆面341会离开滚刀轴11，滚刀轴11可以脱离滚刀座2，而此时机械手也抓住了滚刀轴11，驱动机械手向后移动，就可以将滚刀机构1拆卸下来了。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.带旋转机构的盘形滚刀安装结构，包括:滚刀机构(1)、滚刀座(2)与旋转机构(3)；
其特征在于：所述滚刀机构(1)，包括：滚刀轴(11)与盘形滚刀(12)；
所述滚刀轴(11)为圆柱体，起到支撑与定位作用；
所述盘形滚刀(12)为三刃滚刀，盘形滚刀(12)轴心安装有轴承，轴承与滚刀轴(11)连接；
所述滚刀座(2)位于滚刀机构(1)下方；
所述滚刀座(2)，包括：大容纳槽(21)、下半圆面(22)、圆角一(23)、水平容纳槽(24)、轴一(25)、轴二(26)与槽壳(27)；
所述大容纳槽(21)位于滚刀座(2)主体中部；
所述下半圆面(22)与滚刀轴(11)相互配合；
所述圆角一(23)位于下半圆面(22)右侧的端面上；
所述水平容纳槽(24)位于下半圆面(22)的上下两侧；
所述轴一(25)与轴二(26)位于水平容纳槽(24)中，轴一(25)与轴二(26)贯穿下半圆面(22)下方，轴一(25)与轴二(26)与滚刀座(2)固定连接；
所述槽壳(27)位于水平容纳槽(24)左面；
所述槽壳(27)，包括：竖直容纳槽(271)、凹槽(272)与长方体孔(273)；
所述竖直容纳槽(271)四个方向的面为封闭面，只有后面与右面为开放面；
所述凹槽(272)位于竖直容纳槽(271)的前面与左面上；
所述长方体孔(273)位于竖直容纳槽(271)的上面；
所述旋转机构(3)，包括：竖直滑块(31)、齿轮一(32)、齿轮二(33)与转动体(34)；
所述竖直滑块(31)位于竖直容纳槽(271)中；
所述竖直滑块(31)，包括：斜面(311)、凸槽(312)、齿条(313)与弹簧(314)；
所述斜面(311)位于竖直滑块(31)主体上端；
所述凸槽(312)位于竖直滑块(31)主体外围，一个竖直滑块(31)拥有两个凸槽(312)，凸槽(312)与上述凹槽(272)相互配合形成滑道；
所述齿条(313)位于竖直滑块(31)主体外围一侧；
所述弹簧(314)位于斜面(311)下方，弹簧(314)上方与竖直滑块(31)连接为一体，弹簧(314)下方与竖直容纳槽(271)下方的滚刀座(2)连接在一起；
所述齿轮一(32)与轴一(25)利用轴承连接，齿轮一(32)可以相对于轴一(25)转动，齿轮一(32)与竖直滑块(31)上的齿条(313)啮合；
所述齿轮二(33)与轴二(26)固定连接，齿轮二(33)与齿轮一(32)啮合传动；
所述转动体(34)与轴二(26)固定连接，轴二(26)旋转带动转动体(34)旋转下落；
所述转动体(34)，包括：上半圆面(341)、转动支架(342)、圆角二(343)与圆孔(344)；
所述上半圆面(341)位于下半圆面(22)上方；
所述转动支架(342)位于上半圆面(341)两侧；
所述圆角二(343)位于转动支架(342)的端面上；
所述圆孔(344)位于转动支架(342)主体下方，转动体(34)通过圆孔(344)与轴二(26)固定连接。
2.根据权利要求1所述的带旋转机构的盘形滚刀安装结构，其特征在于：该盘形滚刀安装结构还设有机械手，竖直滑块(31)通过机械手在抓住滚刀轴(11)的过程中产生的向下的推力，来推动竖直滑块(31)向下移动，而竖直滑块(31)的向下移动会传动到下一部件。
3.一种顶管机，其特征在于：包括权利要求1或2所述的带旋转机构的盘形滚刀安装结构，还包括：主刀盘(41)、驱动电机(42)、隔板(43)、螺旋输送机(44)与皮带输送机(45)；
所述主刀盘(41)位于切割面后方，刀盘(41)的作用为承装刀具组件；
所述驱动电机(42)位于主刀盘(41)后方，为主刀盘(41)提供旋转动力；
所述隔板(43)起到支撑其它组件作用；
所述螺旋输送机(44)位于主刀盘(41)后方，螺旋输送机(44)运输主刀盘(41)切割下来的障碍物；
所述皮带输送机(45)位于螺旋输送机(44)后方，皮带输送机(45)用于将螺旋输送机(44)运出的障碍物运出隧道。
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