一种用于小口径非开挖设备的变径旋挖装置的制作方法

1.本发明涉及非开挖技术领域，特别涉及一种用于小口径非开挖设备的变径旋挖装置。


背景技术：

2.小口径非开挖设备广泛应用于给排水、燃气等市政管道工程。不同类型的非开挖设备拥有各自的优、缺点，但大多数非开挖设备只针对某一口径进行开挖，要想实现不同口径管道的挖掘，就得使用多套不同口径的设备，导致施工成本提升，其使用范围受限；国内外技术最娴熟的非开挖设备有盾构机和顶管机等，各种不同类型的非开挖设备按直径大小分为小型、中型和大型，但是都存在上述问题。
3.目前实现不同管道的挖掘有两种方式，一种是在小口径管道基础上进行扩挖，这种操作极其繁琐，耗费时间长，费用高；另一种就是刀盘本身具备变径能力，如申请号为201910540619.4的一种模块化可变径扩挖的tbm刀盘，上述刀盘虽然能实现变径，但是其结构复杂，所需驱动力矩大，使用范围较受限；因此，设计一种用于小口径非开挖设备的变径旋挖装置能够大大降低施工单位的设备成本及施工成本，具有较好的应用前景。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种用于小口径非开挖设备的变径旋挖装置解决了用同一台非开挖装置实现不同口径地下管线的挖掘铺设，大大降低施工单位的设备成本及施工成本。
5.实现上述的目的，本发明提供如下的技术方案：一种用于小口径非开挖设备的变径旋挖装置，包括：支撑机构、变径旋挖机构和渣土输出机构；其中：
6.进一步的，所述的支撑机构包括：支撑定位管、支撑调整环、支撑臂、支撑连杆、支撑壳体；其特征在于所述的支撑机构是由沿支撑定位管轴向间隔120
°
均布的三组并联支撑杆系组成；所述的支撑定位管外壁、支撑调整环内圈设有螺纹，其中两个支撑调整环内圈螺纹旋向相反，两者通过螺纹配合连接；所述的支撑臂两端通过一对支撑连杆分别与一对支撑调整环连接；所述的支撑臂通过支撑定位管根据支撑壳体直径的大小进行调整，使支撑定位管与支撑壳体轴心线始终处于同一条直线上；所述的支撑壳体随着所需开挖面直径的不同而更换一致。
7.进一步的，所述的变径旋挖机构包括：刀头、刀头连接轴、水平驱动杆、刀杆、行星架、驱动箱、液压油缸、刀杆支撑架、驱动杆、万向联轴器、行星轮、齿轮箱、液压马达；其特征在于：所述的驱动杆安装在支撑定位管内部，底端通过轴承连接到驱动箱中；所述的水平驱动杆通过外壁的键槽安装在驱动杆内部，底端通过轴承连接到驱动箱中；所述的驱动箱固定在支撑定位管底端；所述的刀头通过刀头连接轴与万向联轴器连接，万向联轴器另一端与行星轮连接；所述的行星轮与通过固定在驱动杆上的行星架连接，并与齿轮箱内部齿圈啮合；所述的行星架可均布安装三个行星轮；所述的齿轮箱固定在支撑定位管顶端，且内部
设有齿轮圈；所述的刀头联轴器通过轴承连接在刀杆内部，刀杆顶端通过刀杆支撑架与水平驱动杆连接，底端与驱动杆连接；所述的刀头、刀头连接轴、刀杆、刀杆支撑架、万向联轴器沿着驱动杆轴向间隔120
°
均布安装。
8.进一步的，所述的渣土输出机构包括：扒土轮、输土管、调整定位扣、输土螺旋轴、输土液压马达、链条、竖直螺旋转向轴、水平螺旋转向轴、水平输土转向管、竖直输土转向管；其特征在于：所述的输土管通过调整定位扣与支撑定位管连接；所述的输土螺旋轴两端通过轴承安装到输土管内部，顶端通过齿轮与扒土轮相连接，底端与链轮相连接；所述的输土液压马达固定在输土管上，通过链条连接到输土螺旋轴底端的链轮上；所述的输土管前端安装为一定角度的堆土板，且设有漏槽，后端开有通孔，竖直输土转向管连接，且竖直输土转向管与水平输土转向管连接，竖直输土转向管与水平输土转向管内分别安装有竖直螺旋转向轴和水平螺旋转向轴；所述的水平输土转向管尾端设有出土口，渣土最终由此排出。
9.进一步的，所述的支撑连杆可改变支撑调整环的位置来满足不同口径的支撑壳体。
10.进一步的，所述的液压油缸控制水平驱动杆的伸缩，连接在水平驱动杆前端的刀杆支撑架调整刀杆开合角度达到变径目的。
11.进一步的，所述的变径旋挖机构，通过对不同尺寸刀杆以及刀头连接轴的更换，可以实现不同开挖面的调整。
12.进一步的，所述的刀头通过液压马达绕着驱动杆做圆周运动，同时刀头随着行星架的转动而旋转，以此来达到对土体旋挖的效果。
13.进一步的，所述的调整定位扣可根据支撑壳体口径的不同，将输土管调整至支撑壳体底部。
14.本发明通过变径旋挖机构设计，模拟人工挖掘对开挖面以区域性进行掘削工作，大大减小驱动力，同时适用不同口径的管线挖掘，能够大大降低施工单位的设备成本及施工成本，具有较好的应用前景。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
16.图1为本发明整体结构示意图。
17.图2为本发明支撑机构示意图。
18.图3为本发明变径旋挖机构示意图。
19.图4为本发明渣土输出机构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1所示，本实施例所述的一种用于非开挖设备的变径旋挖装置，包括包括：支撑机构1、变径旋挖机构2和渣土输出机构3；其中：
22.如图2所示，本实施例所述的支撑机构1包括：支撑定位管101、支撑调整环102、支撑臂103、支撑连杆104、支撑壳体105；其特征在于所述的支撑机构1是由沿支撑定位管101轴向间隔120
°
均布的三组并联支撑杆系组成；所述的支撑定位管101外壁、支撑调整环102内圈设有螺纹，其中两个支撑调整环102内圈螺纹旋向相反，两者通过螺纹配合连接；所述的支撑臂103两端通过一对支撑连杆104分别与一对支撑调整环102连接；所述的支撑臂103通过支撑定位管101根据支撑壳体105直径的大小进行调整，使支撑定位管101与支撑壳体105轴心线始终处于同一条直线上；所述的支撑壳体105随着所需开挖面直径的不同而更换一致。
23.如图3所示，本实施例所述的变径旋挖机构2包括：刀头201、刀头连接轴202、水平驱动杆203、刀杆204、行星架205、驱动箱206、液压油缸207、刀杆支撑架208、驱动杆209、万向联轴器210、行星轮211、齿轮箱212、液压马达213；其特征在于：所述的驱动杆209安装在支撑定位管101内部，底端通过轴承连接到驱动箱206中；所述的水平驱动杆203通过外壁的键槽安装在驱动杆209内部，底端通过轴承连接到驱动箱206中；所述的驱动箱206固定在支撑定位管101底端；所述的刀头201通过刀头连接轴202与万向联轴器210连接，万向联轴器210另一端与行星轮211连接；所述的行星轮211与通过固定在驱动杆209上的行星架205连接，并与齿轮箱212内部齿圈啮合；所述的行星架205可均布安装三个行星轮211；所述的齿轮箱212固定在支撑定位管101顶端，且内部设有齿轮圈；所述的刀头联轴器202通过轴承连接在刀杆204内部，刀杆204顶端通过刀杆支撑架208与水平驱动杆203连接，底端与驱动杆209连接；所述的刀头201、刀头连接轴202、刀杆204、刀杆支撑架208、万向联轴器210沿着驱动杆209轴向间隔120
°
均布安装。
24.如图4所示，本实施例所述的渣土输出机构3包括：扒土轮301、输土管302、调整定位扣303、输土螺旋轴304、输土液压马达305、链条306、竖直螺旋转向轴307、水平螺旋转向轴308、水平输土转向管309、竖直输土转向管310；其特征在于：所述的输土管302通过调整定位扣303与支撑定位管101连接；所述的输土螺旋轴304两端通过轴承安装到输土管302内部，顶端通过齿轮与扒土轮301相连接，底端与链轮相连接；所述的输土液压马达305固定在输土管302上，通过链条306连接到输土螺旋轴304底端的链轮上；所述的输土管302前端安装为一定角度的堆土板，且设有漏槽，后端开有通孔，竖直输土转向管310连接，且竖直输土转向管310与水平输土转向管309连接，竖直输土转向管310与水平输土转向管309内分别安装有竖直螺旋转向轴307和水平螺旋转向轴308；所述的水平输土转向管309尾端设有出土口，渣土最终由此排出。
25.本实施例所述的支撑连杆104可改变支撑调整环102的位置来满足不同口径的支撑壳体105。
26.本实施例所述的液压油缸207控制水平驱动杆203的伸缩调整刀杆204开合角度达到变径目的。
27.本实施例所述的变径旋挖机构2，通过对不同尺寸刀杆204以及刀头连接轴202的更换，可以实现不同开挖面的调整。
28.本实施例所述的刀头201通过液压马达213绕着驱动杆209做圆周运动，同时刀头
201随着行星架205的转动而旋转，以此来达到对土体旋挖的效果。
29.本实施例所述的调整定位扣303可根据支撑壳体105口径的不同，将输土管302调整至最优位置。
30.本发明通过变径旋挖机构设计，模拟人工挖掘对开挖面以区域性进行掘削工作，大大减小驱动力，同时适用不同口径的管线挖掘铺设，能够大大降低施工单位的设备成本及施工成本，具有较好的应用前景。
31.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。