一种滑移式常压换刀装置的制作方法

1.本实用新型涉及盾构技术领域，特别是指一种滑移式常压换刀装置。


背景技术：

2.在越江跨海工程中，专用的泥水盾构进行换刀作业时，主要分为带压作业与常压作业，常压作业主要依靠于常压换刀装置，可实现刀盘内部常压换刀作业，相较于带压作业具有明显的优势，但现有刀盘为保证现有常压换刀装置的正常有效工作，需要将刀盘整体厚度加厚2倍以上，又由于越江跨海隧道一般埋深较大，地层透水性较强，水压较高，造成刀具磨损快，在施工过程中需经常检查、更换刀具，这就需要常压换刀装置闸门经常性的开关，易导致闸门密封损坏，造成保压失效，又由于现有的常压换刀装置存在刀闸阀等结构，导致现有常压换刀装置制造成本高且人工操作作业时间长。
3.现有传统常压换刀装置都是靠刀闸阀来阻挡掌子面压力，实现常压换刀。如发明专利：cn105736005b公开了一种常压换刀装置，通过闸门实现刀盘前后的密封，完成常压换刀作业。但是，滚刀更换时，闸门的开启闭合过程中会有泥浆涌入，闸门密封会受到涌入的泥浆、砂石损伤，使闸门密封受到破坏，出现闸门关不严的问题，导致更大量的泥浆涌入，造成保压失效的问题，且刀具更换需要将刀筒整个抽出才能完成更换，又由于刀筒重量较重，造成起吊负载大、危险程度高，人工作业位置有限，换刀效率低。又因为现有的常压换刀装置采用刀闸阀等结构，导致现有常压换刀装置制造成本较高。
4.因此，亟需设计一种新的常压换刀装置，采用新的封堵形式取代刀闸阀的密封结构，从而降低制造成本，减少工作时间、提高作业安全性。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种滑移式常压换刀装置，解决了现有技术中常压换刀装置换刀效率低的问题。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种滑移式常压换刀装置，包括舱体，舱体内滑动设有刀筒总成，刀筒总成与舱体之间设有密封结构，刀筒总成内设有能驱动刀座移动的驱动机构，刀座上可拆卸设有刀具，刀座上或刀筒总成内设有刀具检测装置和高压冲洗装置。
7.进一步，所述舱体的前端面设有工作孔、后端面设有拆装孔，工作孔与拆装孔交错设置；刀筒总成的外壁上设有翼板，工作状态下，刀筒总成与工作孔对应配合；换刀状态下，刀筒总成与拆装孔对应配合，翼板对工作孔封堵。
8.进一步，所述密封结构包括设置在舱体前端面背部的密封环槽，密封环槽内设有密封条，密封环槽与设置在刀盘本体工作面上的工作孔同圆心设置。优选地，所述密封刀室的前端面设有工作孔的数量与刀筒总成的数量一一对应，拆装孔的数量不少于工作孔的数量。
9.进一步，所述刀筒总成的外壁上设有限位块，限位块与设置在舱体内壁上的卡槽
相配合，刀筒总成与舱体之间连接有第一油缸。所述限位块上下对称设置在刀筒总成上，一个刀筒总成上下连接有两个第一油缸；所述舱体外壁上设有第一定位孔，刀筒总成上设有第一螺孔，第一螺孔与第一定位孔相对应且通过固定螺栓连接。
10.进一步，所述刀筒总成包括筒体，刀座位于筒体内的前部且通过刀座端盖固定，驱动机构位于筒体内的后部且与刀座端盖可拆卸连接。高压冲洗装置的喷头设置在刀座端盖上且与刀具相对应。所述刀具检测装置包括旋转检测装置和磨损检测装置，旋转检测装置固定在刀座端盖上且与刀具相对应，磨损检测装置固定在刀座上且与刀具相对应；所述刀座端盖上设有第二螺孔，筒体上设有第二定位孔，第二螺孔与第二定位孔相对应且通过固定螺栓连接。
11.其中，所述驱动机构包括第二油缸，第二油缸的一端与刀座端盖连接、另一端连接在刀筒端盖上，所述刀筒端盖与筒体可拆卸连接。刀筒端盖上可拆卸设有用于封挡第二油缸的封板，第二油缸的中心轴线与筒体的中心轴线重合；所述刀座与舱体之间设有密封件。
12.本实用新型的有益效果为：本技术刀筒总成采用机械密封 弹性密封的形式，密封更实，解决现有换刀装置易受到泥浆影响而导致闸门关不严的问题；本技术采用平移式常压换刀装解决了现有常压换刀装置需将刀筒整个抽出拆除，需要刀盘整体厚度在刀筒的2倍以上的问题，使常压换刀装置整体结构紧凑，节省空间。刀筒总成的油缸内置并采用背装式滚刀装配，无需将刀筒整个抽出且无需拆除油缸，且可以在刀盘任意位置进行滚刀更换，提高换刀效率。本实用新型常压换刀装置采用创新性滑移方式在工作孔与拆装孔之间切换，完成工作模式与换刀模式的切换，翼板随刀筒总成同步运动，在刀筒总成离开工作孔的同时对工作孔进行封堵，起到闸门作用，结构简单，方便实用，提高换刀时工作孔的密封性，免受泥浆影响，封堵方式新颖、高效。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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的附图。
14.图1为滑移式常压换刀装置三维示意图。
15.图2为滑移式常压换刀装置前视图。
16.图3为图2中a-a向视图。
17.图4为图3中i处局部放大图。
18.图5为滑移式常压换刀装置舱体内示意图。
19.图6为滑移式常压换刀装置前视图后视图。
20.图7为实施例2中刀筒总成示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1所示，实施例1，一种滑移式常压换刀装置，包括舱体101，舱体101内滑动设有刀筒总成102，刀筒总成能在驱动件的作用下整体沿舱体移动，改变刀筒总成在舱体内的位置。刀筒总成102与舱体101之间设有密封结构，在刀筒总成102滑动过程中，始终保持刀筒总成102与舱体101之间的密封性。刀筒总成102内设有能驱动刀座103移动的驱动机构，刀座位于刀筒总成的工作端，驱动结构位于刀筒总成的后端。刀座103上可拆卸设有刀具104，本实施例中，根据需要刀具采用滚刀。刀座103上或刀筒总成102内设有刀具检测装置和高压冲洗装置，刀具检测装置用于监测刀具旋转状态和磨损状态，刀具检测装置将检测的信息传递给后台控制器，对刀具进行实时监测。高压冲洗装置的喷头106设置在相应的刀座端盖1031上且与刀具104相对应，喷头与高压水系统连接，用于对刀具进行高压冲洗，减少磨损和堵塞，提高滚刀使用寿命和施工效率。
23.优选地，如图2所示，所述舱体101的前端面设有工作孔1011、后端面设有拆装孔1016，工作孔1011与拆装孔1016交错设置，拆装孔1016的数量至少比工作孔1011的数量多一个，刀筒总成在工作孔与拆装孔之间切换，完成工作模式与换刀模式的切换。本实施例中，刀筒总成102的外壁上设有翼板105，工作状态下，刀筒总成102与工作孔1011对应配合，刀具伸出舱体对掌子面进行开挖。换刀状态下，刀筒总成102与拆装孔1016对应配合，翼板105对工作孔1011封堵；翼板随刀筒总成同步运动，在刀筒总成离开工作孔的同时对工作孔进行封堵，起到闸门作用，结构简单，方便实用，提高换刀时工作孔的密封性。
24.其中，所述密封结构包括设置在舱体101前端面背部的密封环槽，密封环槽内设有密封条1012，密封条1012根据需要可设置多道。密封环槽与设置在刀盘本体2工作面上的工作孔1011同圆心设置。形成环面均匀密封，提高密封效果。作为优选方案：所述舱体101的前端面设有工作孔1011的数量与刀筒总成102的数量一一对应，拆装孔1016的数量不少于工作孔1011的数量，刀筒总成102在刀筒总成离开工作孔的同时对工作孔进行封堵，并通过拆装孔1016进行快速换刀，对刀盘空间充分利用。
25.如图3、6、7所示，实施例2，一种滑移式常压换刀装置，在实施例1的基础上，以两个工作孔、三个拆装孔为例：所述舱体101内滑动设有两个刀筒总成102，两个刀筒总成平行固定连接。舱体101的前端面设有两个工作孔1011、后端面设有三个拆装孔1016。当需要换刀时，刀筒总成从工作孔移动到拆装孔时，翼板能对工作孔进行完全封堵。
26.进一步，所述刀筒总成102的外壁上设有限位块1027，限位块1027与设置在舱体101内壁上的卡槽1015相配合，工作状态下，限位块位于卡槽内，对刀筒进行限位，防止其发生转动。刀筒总成102与舱体101之间连接有第一油缸1013；在第一油缸的作用下，限位块在卡槽内滑动，实现刀筒总成沿舱体的移动，用于刀筒在工作孔与拆装孔之间位置的转换。具体地，所述限位块1027上下对称设置在刀筒总成102上，即限位块的数量设置两个。一个刀筒总成102上下连接有两个第一油缸1013，两个限位块配合两个第一油缸，确保刀筒移动时的稳定性。所述舱体101外壁上设有第一定位孔1014，刀筒总成102上设有第一螺孔1025，第一螺孔1025与第一定位孔1014相对应且通过固定螺栓连接。在工作状态下，第一螺孔1025与第一定位孔1014配合，然后通过螺栓固定，实现刀筒总成在舱体内的固定。
27.如图5所示，实施例3，一种滑移式常压换刀装置，所述刀筒总成102包括筒体1021，本实施例中筒体采用圆柱型筒体，筒体1021前端面与舱体之间设有密封圈1012；刀座103位
于筒体1021内的前部且通过刀座端盖1031固定，刀座端盖1031与筒体可拆卸连接。驱动机构位于筒体1021内的后部且与刀座端盖1031可拆卸连接。所述刀具检测装置包括旋转检测装置1032和磨损检测装置1035，旋转检测装置1032固定在刀座端盖1031上且与刀具104相对应；本实施例中旋转检测装置采用转速传感器来检测刀具是否转动，当发现刀具不能进行正常滚动工作时，转速传感器返送异常信号给后台控制器，刀盘停止旋转。磨损检测装置1035固定在刀座103上且与刀具104相对应。本实施例中磨损检测装置采用滚刀磨损传感器，对刀具磨损量进行监测，当刀具磨损量超出设定值之后，滚刀磨损传感器返送异常信号给后台控制器，刀盘停止旋转。
28.本实施例中，所述刀座端盖1031上设有第二螺孔1036，筒体1021上设有第二定位孔1026，第二螺孔1036与第二定位孔1026相对应且通过固定螺栓连接。刀筒总成安装状态时，第二螺孔1036与第二定位孔1026对应，并通过固定螺栓实现刀座端盖与筒体的固定连接，同时实现刀座的固定。
29.作为优选方案：所述驱动机构包括第二油缸1024，第二油缸1024的一端与刀座端盖1031连接、另一端连接在刀筒端盖1022上，所述刀筒端盖1022与筒体1021可拆卸连接，油缸内置并采用背装式滚刀装配，无需将刀筒整个抽出且无需拆除油缸，且可以在刀盘任意位置进行滚刀更换。刀筒端盖1022上可拆卸设有用于封挡第二油缸1024的封板1023，封板从后部对第二油缸进行封堵。第二油缸1024的中心轴线与筒体1021的中心轴线重合，提高拆装刀座端盖的稳定性。如图4所示，所述刀座103与舱体101之间设有密封件1037，提高刀筒整体的密封性，本技术刀筒总成采用机械密封，密封更实，解决现有换刀装置易受到泥浆影响而导致闸门关不严的问题。
30.其他结构与实施例3相同。
31.在换刀过程进行前，可根据需要通过高压冲洗装置对刀具进行清洗，便于换刀。通过上述换刀装置，实现对刀具的快速高效更换，进一步提高盾构施工效率和换刀安全，是隧道施工的一大创新。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。