用于多型号盾构机刀筒的抱环按压夹具及其使用方法

本发明涉及盾构机刀筒安装的，特别是涉及一种用于多型号盾构机刀筒的抱环按压夹具及其使用方法。

背景技术：

1、刀筒是盾构机刀盘上的重要部件；刀筒端部安装切削用的滚刀。现有的滚刀是通过滚刀两侧的脱落块与刀筒进行连接；该脱落块为凹形，卡住滚刀的辊端部，通过螺栓与刀筒进行连接。授权公告号为cn218376459u的实用新型专利就公开了类似的滚刀和刀筒。现有的刀筒与滚刀的组装过程为：首先，使用叉车抬高刀筒；此时，刀筒安装滚刀的端部在上；刀筒连接刀盘的端部在下；接着，使用起重设备将滚刀吊运到刀筒上方；将滚刀对准刀筒上的滚刀安装位置；再缓慢落下滚刀，直至滚刀进入滚刀安装位置；最后，工人钻入刀筒内部使用螺栓连接脱落块，将滚刀和刀筒连接在一起；脱落块的修正只能在刀筒外部进行，且需要将刀筒整体落地；脱落块的安装只能在刀筒内使用螺栓安装，且需要将刀筒抬起；为保证脱落块的安装孔位与刀筒的安装孔位对准，需要工人反复进行抬高刀筒、工人进入刀筒内验证孔位是否对准、工人钻出刀筒、刀筒落地、对脱落块进行调整；这大大降低了工作效率；并且在反复钻进钻出刀筒的过程中，很容易与刀筒产生磕碰，并且存在刀筒失稳，砸伤工人的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种用于多型号盾构机刀筒的抱环按压夹具及其使用方法。

2、本发明的技术方案是：一种用于多型号盾构机刀筒的抱环按压夹具包括抱环组件和按压组件；抱环组件用于抱环按压夹具相对刀筒对中；按压组件用于按压脱落块，使脱落块被锁死在刀筒上；

3、抱环组件包括环体、对中机构、内齿圈、抱环电机；环体包括三个以上的吊耳、同轴的内环体和外环体；吊耳在环体上对称设置，提供吊点使抱环按压夹具能够平稳吊起套装在刀筒外，也能使抱环按压夹具与刀筒脱离接触；对中机构绕环体圆周分布，包括相互啮合的径向齿条、同步齿轮；径向齿条与内环体、外环体径向滑动配合，为径向齿条的移动提供导向；内齿圈设置在外环体内壁，与同步齿轮啮合，与外环体转动连接；抱环电机与一个同步齿轮驱动连接；抱环电机输出扭矩，驱使该同步齿轮转动；该同步齿轮的转动通过内齿圈驱使所有的同步齿轮同步转动；同步转动的同步齿轮作用于径向齿条，使径向齿条同步径向移动，能用于抱环按压夹具相对刀筒对中，便于按压组件工作，也能用于套装不同粗细的刀筒；

4、按压组件对称安装在环体上方，包括底座、操作柄、连接杆、悬臂；底座安装在环体上，顶部设有铰接点甲、铰接点乙；悬臂外端与铰接点甲铰接，内端设有与悬臂垂直的压杆；操作柄下端与铰接点乙铰接；连接杆两端分别与悬臂、操作柄铰接；操作柄固接有与铰接点乙同轴的棘轮；底座转动连接有与棘轮配合的棘爪；操作柄绕着铰接点乙摆动；摆动的操作柄通过连接杆作用于悬臂，使悬臂绕着铰接点甲竖向摆动；摆动的悬臂可向内摆动，将压杆抵在刀筒上的脱落块，使脱落块不会从刀筒脱落，也可向外摆动，以便于刀筒顺利地穿入内环体内；悬臂摆动到任一角度，棘轮、棘爪均能进行配合，将悬臂锁定在该角度。

5、优选的，底座侧壁设有垂直于底座侧壁的短轴；操作柄侧面设有圆弧槽口；该短轴穿过圆弧槽口；短轴与圆弧槽口相配合，能对操作柄的摆动幅度进行控制，进而控制悬臂的摆动幅度。

6、进一步的，棘爪通过该短轴与底座转动连接，使得结构更加紧凑。

7、优选的，环体还包括环形底板；环形底板连接内环体下端、外环体下端，将内环体、外环体连成一体，保证内环体、外环体对径向齿条的导向稳定性。

8、优选的，内环体、外环体分别设有与径向齿条匹配的嵌入槽甲、嵌入槽乙；径向齿条水平安装在嵌入槽甲、嵌入槽乙内，以得到径向约束；嵌入槽甲、嵌入槽乙分别设有径向设置的t形的滑轨甲、滑轨乙；径向齿条设有与滑轨甲、滑轨乙滑动配合的滑槽甲；滑轨甲、滑轨乙分别与滑槽甲配合，对径向齿条进行竖向限位，保证径向齿条径向移动的稳定性。

9、进一步的，径向齿条背齿面下边沿伸出凸条；嵌入槽甲边沿设有压块甲；嵌入槽乙边沿设有压块乙；压块甲、压块乙分别通过螺钉安装在内环体、外环体上；压块甲边沿、压块乙边沿扣在凸条上；压块甲、压块乙一方面加强径向齿条的竖向限位，另一方面能够便于径向齿条的安装。

10、优选的，按压组件还包括抬高座；底座安装在抬高座顶部；抬高座底部与环体固接；抬高座能够扩大抱环组件、按压组件之间的高度差；当按压组件将脱落块限制在刀筒上的时候，抱环组件所作用的对象是刀筒中部，保障抱环组件相对刀筒的对中效果。

11、优选的，不同型号的刀筒上，脱落块在刀筒上的安装位置也存在区别；为了适应该安装位置不同，按压组件还包括设置在悬臂内端的径向调节机构和下压机构；悬臂内端为框形结构，为径向调节机构和下压机构的设置留出足够空间；径向调节机构能够调整压杆在刀筒上方的径向位置，从而适配脱落块在刀筒上的径向距离；下压机构能够调整压杆下端部的高度，以适配脱落块的高度；

12、径向调节机构包括移动座、沿悬臂纵向设置的调节齿条；调节齿条对称固定在悬臂两侧；移动座设置在悬臂下方，包括底部安装板、齿轮安装架；齿轮安装架对称设置在底部安装板两侧，扣在调节齿条上下；齿轮安装架前后设有供调节齿条通过的卡槽；移动座得以悬吊在悬臂下方；齿轮安装架内部转动连接有水平齿轮；水平齿轮与调节齿条啮合；水平齿轮作用于调节齿条，使移动座能够沿着悬臂移动；一侧的齿轮安装架上设有输出轴与该侧水平齿轮同轴固接的调节电机；调节电机输出扭矩，使该侧的水平齿轮能够转动；另一侧的水平齿轮进行随动转动；下压机构安装在悬臂的框形结构内，使压杆与悬臂内端的中性面重合，便于压杆平稳抵在脱落块上；该下压机构包括安装架甲、安装架乙、升降板、竖向的丝杠、丝杠电机、丝杠螺母、滑块甲、竖向滑轨；安装架甲用于安装丝杠、丝杠电机；安装架乙用于安装竖向滑轨；安装架甲底部、安装架乙底部均与底部安装板相接，使下压机构安装在底部安装板上；丝杠电机安装在安装架甲顶部；丝杠转动连接在安装架甲内；丝杠电机的输出轴同轴固接丝杠；丝杠电机输出扭矩，驱使丝杠转动；竖向滑轨安装在安装架乙内；升降板安装有与丝杠螺纹配合的丝杠螺母、与竖向滑轨滑动配合的滑块甲；转动的丝杠作用于丝杠螺母，使得升降板能够竖向升降；滑块甲与竖向滑轨的配合，为升降板的升降提供导向；升降板底部中心与压杆固接；升降板作用于压杆使压杆下端竖向升降，能够适应不同规格刀筒上的脱落块高度，确保压杆下端稳定按压脱落块。

13、进一步的，悬臂内端侧面设有与悬臂同向的滑槽乙；滑槽乙设置在调节齿条上下位置；齿轮安装架内端面设有与滑槽乙滑动配合的滑块乙；滑槽乙、滑块乙相配合，为移动座的移动提供导向。

14、进一步的，悬臂内端侧面设有与悬臂同向的横线槽；横线槽设置在调节齿条上方位置；齿轮安装架设有z字形的挂板；挂板一端与齿轮安装架相接，另一端插入横线槽内；挂板与横线槽滑动配合；挂板与横线槽配合，将移动座挂在悬臂下方，同时也能适应移动座的径向移动。

15、一种上述的用于多型号盾构机刀筒的抱环按压夹具的使用方法，包括以下步骤：

16、①将刀筒竖起

17、使用起重设备将刀筒竖起；刀筒上，与滚刀安装的端部朝上，与刀盘连接的端部朝下；

18、②安装抱环按压夹具

19、使用起重设备连接吊耳，将抱环按压夹具水平吊起；将抱环按压夹具吊运到刀筒上方；下降抱环按压夹具适合高度；内环体套装在刀筒外，适合按压组件的高度；

20、启动抱环电机，使其中一个同步齿轮转动，齿圈也随之转动；转动的齿圈驱使其他同步齿轮转动；所有同步齿轮同步转动作用于径向齿条，使径向齿条均径向内移；当第一个径向齿条抵在刀筒外壁时，起重设备配合移动；直至所有的径向齿条均抵在刀筒外壁，撤去起重设备与吊耳的连接，停止抱环电机运转；抱环按压夹具对中夹紧刀筒；

21、③安装滚刀

22、使用起重设备吊起滚刀；滚刀的辊端已安装脱落块；将滚刀吊运到刀筒上方，对准刀筒的滚刀安装位置下落滚刀；

23、④按压脱落块

24、向内扳动操作柄；操作柄通过连接杆驱使悬臂向内摆动；压杆按压在脱落块上；使棘爪扣在棘轮上，使压杆保持被锁死在按压脱落块的状态；

25、⑤连接滚刀与刀筒

26、通过起重设备将刀筒水平放置；可以使用吊带捆绑刀筒中部，再使用吊带与起重设备相连；起重设备通过吊带吊起刀筒和抱环按压夹具；也可以借助刀筒上自带的吊环与起重设备相连，将刀筒和抱环按压夹具吊起；最终保证滚刀因为按压组件对滚刀上脱落块的按压而不会从刀筒上脱落；

27、工人从刀筒端口观察脱落块的安装孔是否对准；拨开对应的棘爪，使棘轮处于能够自由转动的状态；向外扳动操作柄，悬臂通过连接杆跟着操作柄向外摆动；调整脱落块的位置，直至工人观察到的脱落块安装孔对准；重新操作操作柄，使压杆重新锁死脱落块；等所有的脱落块安装孔均对准后，工人伸臂到刀筒内部，使用螺栓连接刀筒、脱落块；

28、⑥拆除抱环按压夹具

29、通过起重设备将刀筒竖向放置；反向启动抱环电机，使所有同步齿轮逆向转动；所有同步齿轮同步转动作用于径向齿条，使径向齿条均径向外移，直至所有的径向齿条均脱离与刀筒外壁的接触；使用起重设备连接吊耳，将抱环按压夹具水平吊起后再吊运到其他位置落下；撤去起重设备与吊耳的连接。

30、本发明的有益效果是：本发明的用于多型号盾构机刀筒的抱环按压夹具具有以下优点：

31、（1）本发明通过抱环组件对中夹紧刀筒，通过按压组件按压刀筒上的脱落块；抱环组件安装吊环，提供将刀筒和抱环按压夹具吊起的吊点，使带有脱落块的刀筒能够水平放置，且脱落块不会从刀筒上脱落；工人能够从刀筒端口观察脱落块的安装孔位是否对准，再在刀筒外部调整脱落块，伸臂到刀筒内部进行安装；调整脱落块需要解除相应的棘轮与棘爪的配合；本发明能够减少刀筒的抬高和落地过程，提升工作效率；同时，水平放置的刀筒相对被吊起的刀筒更加安全；

32、（2）本发明的对中机构、径向调节机构和下压机构使得本发明能够适用于多种型号的刀筒、滚刀的组装；

33、抱环按压夹具的使用方法能够省略多次的刀筒抬高和落地，提升工作效率，并且降低脱落块的空位对准难度，提高刀筒与滚刀组装过程的安全性。