涵洞顶推掘进设备.pdf

本发明属于挖掘技术领域。解决现有的顶管掘进机主要是圆形，转动刀具边缘所承受的切力则相应增大，转动刀具边缘的刚性减弱，驱动的功率则增大，对于挖掘大孔径的涵洞无疑受到限制的问题。所述的涵洞顶推掘进设备，包括前壳体(1)，在前壳体(1)上至少有两个纵向设置的与电机旋转驱动装置(2)相连的曲轴(3)，曲轴(3)的轴柄上套设有晃动盘(4)，晃动盘(4)与曲轴(3)之间活动连接。当曲轴运动时，将带动晃动盘作摆动，其四个边会在涵洞的边缘切割出四条方框，使被挖掘的涵洞呈方形，改变晃动盘的外形还可以实现各种规格尺寸的涵洞形状，晃动盘被套在至少两个曲轴上，不会绕任何一个曲轴的轴柄转动，仅仅产生曲柄半径的位移。

1.  一种涵洞顶推掘进设备，包括前壳体(1)，其特征是在所述的前壳体(1)上至少有两个纵向设置的与电机旋转驱动装置(2)相连的曲轴(3)，所述曲轴(3)的轴柄上套设有晃动盘(4)，所述的晃动盘(4)与曲轴(3)之间活动连接。

2.  根据权利要求1所述的涵洞顶推掘进设备，其特征是在所述的曲轴(3)的轴柄上固接有转动刀具(5)。

3.  根据权利要求2所述的涵洞顶推掘进设备，其特征是在所述的转动刀具(5)设置在所述的晃动盘(4)的前端位置。

4.  根据权利要求2所述的涵洞顶推掘进设备，其特征是所述的晃动盘(4)设有方形边刀框(6)。

5.  根据权利要求4所述的涵洞顶推掘进设备，其特征是所述的方形边刀框(6)中设有纵向或横向刀架(7)。

6.  根据权利要求1、2、3、4或5所述的涵洞顶推掘进设备，其特征是所述的前壳体(1)尾端设有后壳体(9)，所述的前壳体(1)与所述的后壳体(9)之间设有纠偏连接装置(8)。

7.  根据权利要求1、2、3、4或5所述的涵洞顶推掘进设备，其特征是所述的前壳体(1)上设有头端向下尾端向上的泥土输送装置(12)。

8.  根据权利要求1、2、3、4或5述的涵洞顶推掘进设备，其特征是所述的晃动盘(4)后面设有固定在所述的前壳体(1)上的隔仓板(10)，在所述的隔仓板(10)上设有可容泥土输送装置(12)置入的排泥孔(11)。

涵洞顶推掘进设备
技术领域
本发明属于挖掘技术领域，是一种对山体或者地下泥土进行挖掘的涵洞顶推掘进设备。
背景技术
现有的顶管掘进机主要是圆形，用于开挖圆形的洞孔，而且孔径较小。在其端部设有一个转动刀具，通过转动刀具的旋转，对泥土进行挖掘，形成圆孔。圆孔的大小由转动刀具的直径决定，直径越大，孔径就越大。当洞孔的直径不断增大时，转动刀具边缘所承受的切力则相应增大，转动刀具边缘的刚性减弱，驱动的功率则增大。这对于挖掘大孔径的涵洞无疑受到限制。另外，在实际应用中，绝大部分通道及人行涵洞、部分排水或者管线涵洞需要矩形形状，以便充分利用挖掘出来的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挖掘刚性好，可以形成一次性产生多边形涵洞的涵洞顶推掘进设备。
为实现本发明的目的，所述的涵洞顶推掘进设备包括前壳体，在所述的前壳体上至少有两个纵向设置的与电机旋转驱动装置相连的曲轴，所述曲轴的轴柄上套设有晃动盘，所述的晃动盘与曲轴之间活动连接。
由于曲轴上套设有晃动盘，当曲轴在电机旋转驱动装置的驱动下运动时，将带动晃动盘作摆动，晃动盘的每个边均会向左、右、上、下四个方向偏移曲柄至轴心的曲柄半径距离，晃动盘的四个边将会在涵洞的边缘切割出四条方框，使被挖掘的涵洞呈方形。由于晃动盘是被套在至少两个曲轴上，所以晃动盘不会绕任何一个曲轴的轴柄转动，仅仅产生曲柄半径的位移。
附图说明
附图的图面说明如下：
图1为本发明涵洞顶推掘进设备的结构图。
图2为图1左视图。
图3为图1的电机旋转驱动装置、曲轴、晃动盘、转动刀具之间的连接结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明涵洞顶推掘进设备的具体实施例作进一步详述：
首先叙述涵洞顶推掘进设备。如图1、2、3中所示，本发明所述的涵洞顶推掘进设备包括前壳体1，电机旋转驱动装置2，曲轴3，晃动盘4，转动刀具5，方形边刀框6，纵向或横向刀架7，纠偏连接装置8，泥土输送装置12，隔仓板10，排泥孔11。
所述的前壳体1是由金属制成的，呈四方形的桶状结构，四个壁面相互垂直。所述的电机旋转驱动装置2包括有电机14，减速器15。所述的曲轴3设置在减速器的输出端。所述的晃动盘4为一个方形的金属件，在其上面设有刀头13。金属件可以呈板状结构，也可以呈框架结构。在金属件上设有可以与曲轴3联结的轴孔，这样，所述的晃动盘4则可以与曲轴3之间活动连接。当曲轴3转动时，晃动盘4随之摆动，此时的轴孔与曲轴3的轴柄之间相对转动。晃动盘4在晃动推进的过程中，可以使涵洞形成一个方洞。当然所述的晃动盘4还可以为梯形或者其他多边形结构等，图中未示出其形状，在晃动推进的过程中，可以使涵洞形成一个多角的洞孔。
在所述的曲轴3的轴柄上固接有转动刀具5。所述的转动刀具5设置在晃动盘4的前端位置。所述的转动刀具5为一个长条金属板，在其上设有刀头13。金属板的中心位置与电机旋转驱动装置2的转动输出轴心对应，金属板固接在曲轴3的轴柄上。当曲轴3旋转时，转动刀具5实际上绕电机旋转驱动装置2的转动输出轴心做圆周运动，运动轨迹如图2中虚线圆所示。而转动刀具5在作圆周运动同时可以对泥土进行挖掘。本实施例设有四个曲轴3及转动刀具5，呈矩阵分布，当四个转动刀具5同时转动并且向前推进时，可以在泥土中挖掘出一个接近方形的涵洞，此时仅仅是四个边不够平齐。由于洞孔是由四个转动刀具5挖掘的，此时转动刀具5的转动直径，可以比预计挖掘洞孔的单个转动刀具5的转动直径减小约一半。这可以大大减小转动刀具5、驱动其旋转的电机以及减速器的受力强度，增加转动刀具5旋转速度，降低减速器的变速比，便于制造。当需要挖掘更加大地涵洞时，可以适当在横向或纵向增加一排或若干排转动刀具5。
所述的晃动盘4设有方形边刀框6。所述的方形边刀框6中设有纵向或横向刀架7。由于晃动盘4主要用于对涵洞孔的孔壁进行休整，使其平齐，所以挖掘力在四个边上。在方形边刀框6上设有刀头13，当晃动盘4摆动时，方形边刀框6上的刀头13会不断对洞孔的泥土进行上、下、左、右抠磨挖掘，使其形成平整的方孔。所述的纵向或横向刀架7可以对四个转动刀具5死角之间的泥土进行抠磨挖掘。若是转动刀具5的直径比较小，则四个转动刀具5死角之间的泥土会变细，在四个转动刀具5旋转和振动下，该泥土会自然松脱散落下来。
所述的前壳体1尾端设有后壳体9，所述的前壳体1与后壳体9之间设有纠偏连接装置8。当前壳体1挖掘进入到涵洞内时，若需要使涵洞改变延伸方向，可以通过调整纠偏连接装置8，使前壳体1与后壳体9之间形成一定的夹角，此时在前壳体1不断向前挖掘挺进时，后壳体9可以作为一个支撑，使前壳体1保持与后壳体9形成的角度向前推进。
所述的前壳体1上设有头端向下尾端向上的泥土输送装置12。当晃动盘4和转动刀具5通过抠磨挖掘产生的泥土散落下来时，会落在泥土输送装置12的头端处，通过泥土输送装置12中的皮带传输将泥土向后同时向上传递，方便将前面挖掘出来的泥土直接输出到后面运走。
所述的晃动盘4后面设有固定在前壳体1上的隔仓板10，在所述的隔仓板10上设有可容泥土输送装置12置入的排泥孔11。所述的隔仓板10可以挡住前面挖掘散落下来的泥土，使泥土集中在泥土输送装置12的头端处，便于集中输送。
前壳体1以隔仓板为界分为前、后两仓，前仓为泥土仓，后仓为动力仓。输送装置9为螺旋出土机，安装在隔仓板9上，其前端伸入到泥土仓中，在隔仓板9的水平轴线左右和垂直轴线的上部各安装有土压表，用来反映土仓内的压力，并据此来控制土压力，实现土压平衡。在隔仓板9的中心点上安装有激光靶，用来显示顶进实时方向偏差。前后壳体之间通过纠偏油缸联接有利于机头的姿态控制，保证管涵轴线的偏差在设计范围内。后壳体插入前壳体的重叠部分的密封装置可以保证在顶进及纠偏过程中不会产生渗漏现象，保证仓内机器正常运行和人员的安全。
本发明涵洞顶推掘进设备在使用时，晃动盘4和转动刀具5同时驱动，实现组合刀盘。通过晃动盘的晃动切削推进，提到高了切削面积至98％，并且可以实现各种规格尺寸的涵洞形状，突破了现有顶管掘进机只能施工圆管涵洞的限制。这种组合刀盘结构紧凑、操作简单、重量轻。通过旋转和平动磨刮的组合挖掘，可以增大一次性挖掘的孔口面积，切削面积大、通用性好、效率高、能简化施工工艺同时保证顶推掘进效果的顶推掘进设备。由于每个转动刀具5的驱动装置是独立的，易于组合成各种规格的顶推掘进设备，适应不同切削断面的需要。