雙模式複合盾構試驗機的製作方法

2023-09-21 05:23:55 1

專利名稱：雙模式複合盾構試驗機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及盾構機，具體地指是一種可用於科學研究或作為教學設備的雙模式複合盾構試驗機。
背景技術：
目前，國內的模擬隧道盾構法開挖的盾構試驗機已不在少數，但大多功能單一，通用性差，體積大，製造和試驗費用高昂，難以廣泛的運用其模擬複雜的隧道盾構法施工工況。具體存在的不足有:(1)盾構試驗機不能實現平衡模式和泥水平衡模式間的相互轉換；刀盤結構設計不合理，泥渣入艙不流暢；(3)刀具對地層適應能力弱，由於刀具只能從刀盤前部拆卸和更換，維修不方便。

實用新型內容本實用新型的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種結構設計合理、適應性強的雙模式複合盾構試驗機。本實用新型的技術方案為:一種雙模式複合盾構試驗機，它包括盾構試驗機，所述的盾構試驗機包括盾殼，所述盾殼的前端安裝有刀盤，所述盾殼內設有由土艙隔板隔開的土艙，其特徵在於:所述土艙內沿徑向設有攪拌棒；所述土艙隔板的背面連接有注漿管和螺旋出土器，所述螺旋出土器與土艙接通；所述的盾殼的底部開設有出土口，所述出土口與螺旋出土器接通；所述的刀盤、攪拌棒均有主動軸帶動，所述主動軸沿盾殼的中心軸設置，主動軸的前端連接有刀盤，主動軸依次穿過攪拌棒和土艙隔板,主動軸後端連接有動力裝置，所述的動力裝置包括套裝在主動軸上的扭矩傳感器、電動馬達和減速器。本實用新型在土壓平衡模式下注漿管可做為泡沫等渣土改良劑管道，在泥水平衡模式下注漿管可做為泥漿進出管道，即可輕鬆實現盾構試驗機工作模式的轉換。在上述方案中:所述的盾殼的外殼上設有鋼管，在鋼管和盾殼之間設有連接鋼板。其中連接鋼板可增強鋼管與盾殼的連接剛度，保證鋼管不彎曲變形。所述的土艙隔板背部的主動軸的外圓套裝有具有防水功用的橡膠防水圈，所述橡膠防水圈的外圓套裝有主軸套管，在所述的主軸套管和主動軸之間填充具有提高二者的密封性能的潤滑油脂。所述的刀盤包括安裝在主動軸前端的刀具基座，所述的刀具基座沿中心軸開設有中心盤，中心盤上安裝有中心先行刀，所述刀具基座的徑向面連接有多個等間距設置的扇形盤，所述扇形盤上設有刮刀座和滾刀座，所述刮刀座上開設有刮刀孔，刮刀孔內安裝有刮刀，所述滾刀座上開設有滾刀孔，滾刀孔內安裝有滾刀；所述扇形盤和盾殼的端面之間設有連接鋼圈，所述連接鋼圈把各個扇形盤連接成一體。刀盤中的刀具種類齊全，可根據地層條件選擇不同的刀具，適應性強，且可從刀盤後部進行拆卸和更換，維修方便。所述的扇形盤和主動軸之間設有鋼梁，鋼梁用於加固扇形盤和主動軸之間的連接。所述的土艙隔板上開設有用於連接注漿管的注漿孔和用於接通螺旋出土器連接的出口孔。所述的土艙隔板的面向刀盤的端面開設有壓力盒槽，所述壓力盒槽內安裝有壓力盒，所述壓力盒槽的尺寸大於壓力盒的尺寸，這樣可方便壓力盒的固定，使壓力盒完全固定在壓力盒槽中，避免在使用過程中壓力盒脫落。所述的土艙隔板的面向刀盤的端面還開設有用於減少壓力盒數據線對渣土進出的影響的出線管。所述的土艙隔板的材料為透明的玻璃樹脂，這樣可方便觀察盾構試驗機內部。所述盾殼的底部開設的出土口下端放置有盛土器，能快速方便的將渣土排出。本實用新型結構設計合理，功能多樣，通用性強，可廣泛的運用其模擬複雜的隧道盾構法施工工況，且具備土壓平衡模式與泥水平衡模式間的相互轉換的功能、刀具種類齊全、製作簡便，對地層適應性強，可以模擬盾構隧道施工中遇到的多種複雜工況，也可作為教學設備，應用前景廣闊。

圖1是本實用新型中盾構試驗機的結構示意圖；圖2是本實用新型中盾構試驗機的盾殼結構示意圖；圖3是本實用新型中盾構試驗機主動軸的結構示意圖；圖4是本實用新型中盾構試驗機的刀盤的端面結構示意圖；圖5是本實用新型中盾構試驗機的刀盤與主動軸的連接關係示意圖；圖6是本實用新型中盾構試驗機的土艙隔板的端面結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，便於清楚地了解本實用新型，但它們不對本實用新型構成限定。如圖1所示，一種雙模式複合盾構試驗機，它包括盾構試驗機1，所述的盾構試驗機I包括盾殼1.1，盾殼1.1的前端安裝有刀盤1.2,所述盾殼1.1內設有由土艙隔板1.3隔開的土艙1.4，土艙1.4內沿徑向設有攪拌棒1.5 ;土艙隔板1.3的背面連接有注漿管1.6和螺旋出土器1.7，螺旋出土器1.7與土艙1.4接通；盾殼1.1的底部開設有出土口 1.8，出土口 1.8與螺旋出土器1.7接通;刀盤1.2、攪拌棒1.5均有主動軸1.9帶動，主動軸1.9沿盾殼1.1的中心軸設置，主動軸1.9的前端連接有刀盤1.2，主動軸1.9依次穿過攪拌棒1.5和土艙隔板1.3，主動軸1.9後端連接有動力裝置，動力裝置包括套裝在主動軸1.9上的扭矩傳感器1.10、電動馬達1.11和減速器1.12。在土壓平衡模式下，本實施例中的注漿管1.6可做為泡沫等渣土改良劑管道，在泥水平衡模式下注漿管1.6可做為泥漿進出管道，即可輕鬆實現盾構試驗機工作模式的轉換。如圖2所不,盾殼1.1的外殼上設有鋼管1.13,在鋼管1.13和盾殼1.1之間設有連接鋼板1.14。其中連接鋼板1.14可增強鋼管1.13與盾殼1.1的連接剛度，保證鋼管1.13不彎曲變形。如圖3所示，土艙隔板1.3背部的主動軸1.9的外圓套裝有具有防水功用的橡膠防水圈1.15，橡膠防水圈1.15的外圓套裝有主軸套管1.16，在主軸套管1.16和主動軸1.9之間填充具有提高二者的密封性能的潤滑油脂1.17。如圖1、圖4所示，盾構試驗機I的刀盤1.2包括安裝在主動軸1.9前端的刀具基座1.18，刀具基座1.18沿中心軸開設有中心盤1.19，中心盤1.19上安裝有中心先行刀1.20，刀具基座1.18的徑向面連接有多個等間距設置的扇形盤1.21，扇形盤1.21上設有刮刀座1.22和滾刀座1.23，刮刀座1.22上開設有刮刀孔1.24，刮刀孔1.24內安裝有刮刀1.25，滾刀座1.23上開設有滾刀孔1.26，滾刀孔1.26內安裝有滾刀1.27 ;扇形盤1.21和盾殼1.1的端面之間設有連接鋼圈1.28，連接鋼圈1.28把各個扇形盤1.21連接成一體。本實施例中，刀盤1.2中的刀具種類齊全，可根據地層條件選擇不同的刀具，適應性強，且可從刀盤1.2後部進行拆卸和更換，維修方便。如圖5所示，扇形盤1.21和主動軸1.9之間設有鋼梁1.29，鋼梁1.29用於加固扇形盤1.21和主動軸1.9之間的連接。如圖6所示，土艙隔板1.4上開設有用於連接注漿管1.6的注漿孔1.30和用於接通螺旋出土器1.7連接的出口孔1.31，在土艙隔板1.4的面向刀盤的端面開設有壓力盒槽
1.32，壓力盒槽1.32內安裝有壓力盒，壓力盒槽1.32的尺寸大於壓力盒的尺寸，以方便壓力盒的安裝及固定。土艙隔板1.4的面向刀盤的端面還開設有用於減少壓力盒數據線對渣土進出的影響的出線管，在實際使用過程中，可根據具體情況把注漿孔1.6改造為壓力盒的出線孔。本實施例中，土艙隔板1.4的材料為透明的玻璃樹脂，這樣可方便觀察盾構試驗機內部。在盾殼1.1的底部開設的出土口 1.8下端放置有盛土器，能快速方便的將渣土排出。本實用新型結構設計合理，功能多樣，通用性強，可廣泛的運用其模擬複雜的隧道盾構法施工工況，且具備土壓平衡模式與泥水平衡模式間的相互轉換的功能、刀具種類齊全、製作簡便，對地層適應性強，可以模擬盾構隧道施工中遇到的多種複雜工況，也可作為教學設備，應用前景廣闊。
權利要求1.一種雙模式複合盾構試驗機，它包括盾構試驗機(1)，所述的盾構試驗機(I)包括盾殼(1.1)，所述盾殼(1.0的前端安裝有刀盤(1.2)，所述盾殼(1.1)內設有由土艙隔板(1.3)隔開的土艙(1.4)，其特徵在於:所述土艙(1.4)內沿徑向設有攪拌棒(1.5);所述土艙隔板(1.3)的背面連接有注漿管(1.6)和螺旋出土器(1.7)，所述螺旋出土器(1.7)與土艙(1.4)接通；所述的盾殼(1.1)的底部開設有出土口(1.8)，所述出土口(1.8)與螺旋出土器(1.7)接通；所述的刀盤(1.2)、攪拌棒(1.5)均有主動軸(1.9)帶動，所述主動軸(1.9)沿盾殼(1.1)的中心軸設置，主動軸(1.9)的前端連接有刀盤(1.2)，主動軸(1.9)依次穿過攪拌棒(1.5)和土艙隔板(1.3)，主動軸(1.9)後端連接有動力裝置，所述的動力裝置包括套裝在主動軸(1.9)上的扭矩傳感器(1.10)、電動馬達(1.11)和減速器(1.12)。
2.根據權利要求1所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述的盾殼(1.1)的外殼上設有鋼管(1.13)，在鋼管(1.13)和盾殼(1.1)之間設有連接鋼板(1.14)。
3.根據權利要求1所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述的土艙隔板(1.3)背部的主動軸(1.9)的外圓套裝有具有防水功用的橡膠防水圈(1.15)，所述橡膠防水圈(1.15)的外圓套裝有主軸套管(1.16)，在所述的主軸套管(1.16)和主動軸(1.9)之間填充具有提高二者的密封性能的潤滑油脂(1.17)。
4.根據權利要求1所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述的刀盤(1.2)包括安裝在主動軸(1.9)前端的刀具基座(1.18)，所述的刀具基座(1.18)沿中心軸開設有中心盤(1.19)，中心盤(1.19)上安裝有中心先行刀(1.20)，所述刀具基座(1.18)的徑向面連接有多個等間距設置的扇形盤(1.21)，所述扇形盤(1.21)上設有刮刀座(1.22)和滾刀座(1.23),所述刮刀座(1.22)上開設有刮刀孔(1.24)，刮刀孔(1.24)內安裝有刮刀(1.25)，所述滾刀座(1.23)上開設有滾刀孔(1.26)，滾刀孔(1.26)內安裝有滾刀(1.27);所述扇形盤(1.21)和盾殼(1.1)的端面之間設有連接鋼圈(1.28)，所述連接鋼圈(1.28)把各個扇形盤(1.21)連接成一體。
5.根據權利要求4所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述的扇形盤(1.21)和主動軸(1.9 )之間設有鋼梁(1.29 )。
6.根據權利要求1所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述的土艙隔板(1.4)上開設有用於連接注漿管(1.6)的注漿孔(1.30)和用於接通螺旋出土器(1.7)連接的出口孔(1.31)。
7.根據權利要求1所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述的土艙隔板(1.4)的面向刀盤的端面開設有壓力盒槽(1.32)，所述壓力盒槽(1.32)內安裝有壓力盒，所述壓力盒槽(1.32)的尺寸大於壓力盒的尺寸，所述的土艙隔板(1.4)的面向刀盤的端面還開設有用於減少壓力盒數據線對渣土進出的影響的出線管。
8.根據權利要求1、6、7中的任一權利要求所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述的土艙隔板(1.4)的材料為透明的玻璃樹脂。
9.根據權利要求6所述的雙模式複合盾構試驗機，其特徵在於:所述盾殼(1.1)的底部開設的出土口(1.8)下端放置有盛土器。
專利摘要本實用新型公開了一種雙模式複合盾構試驗機，它包括盾構試驗機，所述的盾構試驗機包括盾殼，盾殼的前端安裝有刀盤，盾殼內設有由土艙隔板隔開的土艙，土艙內沿徑向設有攪拌棒；土艙隔板的背面連接有注漿管和螺旋出土器，螺旋出土器與土艙接通。本實用新型中的注漿管可做為泡沫等渣土改良劑管道，在泥水平衡模式下注漿管可做為泥漿進出管道，即可輕鬆實現盾構試驗機工作模式的轉換。
文檔編號G09B25/02GK203013115SQ20132001404
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者焦齊柱, 武軍, 肖明清, 廖少明, 孫文昊, 張迪 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司