一种适用于螺旋线隧洞施工装置的制作方法

本发明涉及隧洞施工，具体为一种适用于螺旋线隧洞施工装置。

背景技术：

1、目前的隧洞施工技术主要采用隧道掘进机，隧道掘进机作为大型设备，采用旋转的刀盘对土层切削完成隧道掘进工作，一般的隧洞为直线或斜线，对于隧道掘进机的转弯要求低，然而对于一些特殊的工程、特殊的地质条件，设计出来的隧洞就是连续转弯的螺旋线向下掘进，此时一般的隧道掘进机由于转弯结构的局限就不再适合；

2、在掘进螺旋线向下的隧洞的过程也容易使操作人员所在的操作台部位左右倾斜，影响操作人员的正常工作，且现有技术掘进时采用撑靴油缸撑紧隧洞内壁保持护盾的稳定，掘进一小段距离后需要缩回撑靴油缸，等待隧道掘进机前进一段距离然后再次伸出撑靴油缸撑紧隧洞内壁，隧道掘进机的掘进过程需要间歇进行，影响隧洞施工的持续性和施工效率。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种适用于螺旋线隧洞施工装置，刀盘转向的自由度高，适应于螺旋线隧洞的掘进工作，在螺旋线隧洞的掘进中，如果护盾左右倾斜带动其附属的部件倾斜，则可以采用护盾旋动控制机构和护盾旋动执行机构可以带动护盾转动来调整，避免影响操作人员的正常工作，撑靴推进机构中的推进油缸和撑靴油缸设置有上下两套，交替使用，可以确保在隧洞内稳定持续的掘进施工，利于提高隧洞施工的效率，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于螺旋线隧洞施工装置，包括：

3、护盾，为圆筒状结构；

4、刀盘传动机构，包含有安装架一、轴套、动力轴、万向节组件、受控轴、延长轴和刀盘安装座，护盾内左侧通过两个安装架一固定连接有轴套，轴套与护盾同圆心设置，所述轴套内转动连接有动力轴，所述动力轴的左端通过万向节组件连接受控轴的右端，所述受控轴的中部连接有刀盘朝向控制机构，所述受控轴的左端通过延长轴固定连接刀盘安装座的右端，所述刀盘安装座的左端固定连接刀盘，所述刀盘位于护盾的左端端口处；

5、撑靴推进机构，安装在护盾的中部前后侧，且撑靴推进机构连接安装架一；

6、护盾旋动控制机构，安装在护盾的右端内部，且护盾旋动控制机构上安装有护盾旋动执行机构。

7、护盾内安装有动力机构，动力机构带动动力轴相对于安装架一和轴套转动，动力轴通过万向节组件带动受控轴转动，受控轴通过延长轴和刀盘安装座带动刀盘转动，刀盘在隧洞中转动，对土层进行切斜，让土进入到护盾内底部，然后通过土输送机向右输送，刀盘朝向控制机构可以带动受控轴左右上下改变朝向，从而改变刀盘安装座上刀盘的朝向，利于通过刀盘掘进出螺旋线隧洞，万向节组件可以在受控轴改变朝向时仍能向受控轴传输扭矩，撑靴推进机构可以将护盾撑紧在隧洞内，同时将护盾向左推动，让刀盘持续对隧洞内端施加压力，实现稳固持续的掘进工作，护盾旋动控制机构可以让护盾旋动执行机构伸出护盾，借助护盾旋动执行机构让护盾以自身中心为轴旋转，尽可能调整护盾，让护盾以及附属部件不再左右倾斜，利于操作人员的正常工作。

8、进一步的，所述刀盘朝向控制机构包含有安装架二、承托环、活动座、朝向控制液压缸、控制环和万向球头，所述受控轴的中部转动连接有控制环，所述控制环的外周侧环形阵列设置有四个万向球头，四个万向球头分别位于控制环的上下两侧和前后两侧，每个万向球头的球体分别连接朝向控制液压缸的一端，每个朝向控制液压缸的另一端分别通过活动轴一活动连接有活动座，四个活动座环形阵列固定在承托环的左侧，承托环位于控制环的右侧方，且承托环位于轴套的左侧方，且承托环与轴套同圆心设置，承托环的前后侧分别通过安装架二固定连接护盾的内壁。安装架二和承托环用于安装固定四个活动座，从而安装朝向控制液压缸、控制环和万向球头，万向球头的设置让控制环更加自由的调整，上侧的朝向控制液压缸伸长而下侧的朝向控制液压缸缩短，则刀盘安装座上的刀盘向下倾斜，则刀盘推进会形成向下的隧洞，反之，上侧的朝向控制液压缸缩短而下侧的朝向控制液压缸伸长，则刀盘推进会形成向上的隧洞，而左侧的朝向控制液压缸缩短右侧的朝向控制液压缸伸长，则刀盘推进会形成向左的隧洞，反之亦然，通过对四个朝向控制液压缸的控制，可以自由的改变掘进方向，从而也能很好的适应螺旋线隧洞的施工。

9、进一步的，还包括防沙土机构，所述防沙土机构包含有拆卸安装组件和锥形橡胶罩一，所述控制环和承托环之间设置有锥形橡胶罩一，锥形橡胶罩一的左右两端通过拆卸安装组件连接控制环和承托环。刀盘切削的土会进入到护盾内左端，容易沾染到万向节组件和刀盘朝向控制机构中的部件上影响其工作，借助拆卸安装组件安装锥形橡胶罩一，锥形橡胶罩一对四个朝向控制液压缸进行防护，在保护四个朝向控制液压缸的状态下还不会影响四个朝向控制液压缸的正常工作，由于朝向控制液压缸的伸缩会导致锥形橡胶罩一活动而寿命缩短，使用拆卸安装组件可以更换损坏的锥形橡胶罩一。

10、进一步的，所述防沙土机构还包含有锥形橡胶罩二，所述承托环的右端固定连接锥形橡胶罩二的左端，锥形橡胶罩二的右端固定连接轴套的左端，锥形橡胶罩二将万向节组件的右侧和刀盘朝向控制机构的右侧进行保护，使刀盘朝向控制机构和万向节组件得到全面的保护，避免受到飞溅的土的影响。

11、进一步的，所述撑靴推进机构包含有安装套、竖杆、铰接座一、推进油缸、撑靴块、铰接座二、撑靴油缸和矩形通槽，两个安装架一上分别套接有两个安装套，每个安装套的上下端分别固定连接两个竖杆，每个竖杆远离安装套的一端分别固定连接有铰接座一，每个铰接座一分别通过竖向的活动轴三活动连接推进油缸的一端，每个推进油缸的另一端分别通过竖向的活动轴四活动连接铰接座二的一端，每个铰接座二的另一端分别一体成型连接有撑靴块，上侧的两个撑靴块分别连接纵向的撑靴油缸前后端，下侧的两个撑靴块分别连接另一个纵向的撑靴油缸前后端，所述护盾的前后侧分别开设有与每个推进油缸对应的矩形通槽。

12、上侧的两个推进油缸、两个撑靴块和一个撑靴油缸构成一套撑靴组件，下侧的两个推进油缸、两个撑靴块和一个撑靴油缸构成另一套撑靴组件，该撑靴组件平时收缩在护盾内，使用时，两个推进油缸斜向伸长，两个推进油缸之间的撑靴油缸协同伸长，直到撑靴块伸出矩形通槽抵在隧洞的内壁上，然后撑靴油缸停止，推进油缸继续伸长，会通过安装架一推动护盾和刀盘向左推动，推动整个装置掘进施工，待该处的推进油缸伸长至最大行程后停止工作，该套撑靴组件缩回复位，下侧的一套撑靴组件伸出工作，两套撑靴组件交替工作，保持护盾和刀盘稳步持续推进施工。

13、进一步的，所述撑靴推进机构还包含有楔形防滑齿，每个撑靴块远离撑靴油缸的一侧分别横向等距离的设置有楔形防滑齿。楔形防滑齿插入隧洞内壁，增大撑靴块与隧洞内壁的摩擦力，避免推进过程中撑靴块与隧洞内壁打滑，提升推进的稳定性。

14、进一步的，所述护盾旋动控制机构包含有伸出槽、滑柱、滑动板和复位弹簧，所述护盾的右端前侧和右端后侧各开设有两个伸出槽，所述护盾的内壁位于每个伸出槽左右两侧的位置分别固定连接有两个滑柱，且滑柱沿护盾的径向分布，位于同一个伸出槽两侧的两个滑柱分别与滑动板两端的滑孔滑动连接，所述滑柱位于护盾内壁和滑动板之间的部分套接有复位弹簧，滑动板对应伸出槽的位置安装有护盾旋动执行机构。滑柱和滑动板的滑动对护盾旋动执行机构的活动方向进行引导，当滑动板被向伸出槽的方向推动，则护盾旋动执行机构从伸出槽伸出，此时护盾旋动执行机构工作可以带动护盾以自身中心为轴旋转，避免护盾左右倾斜影响内部工作人员的工作，此过程中复位弹簧被压缩，当不再对滑动板施加推力，则复位弹簧复位伸长，推动护盾旋动执行机构缩回伸出槽内，护盾旋动执行机构不再工作。

15、进一步的，所述护盾旋动控制机构还包含有弯架、内环、控制套环、圆弧凸起和套环动力组件，护盾的右端内侧通过弯架固定连接有内环，内环与护盾同圆心设置，内环的外周侧转动连接有控制套环，所述控制套环的外周侧对应每个滑动板中部的位置分别一体成型连接有圆弧凸起，每个圆弧凸起的中部分别设置有定位平台，控制套环连接套环动力组件。弯架和内环用于转动安装控制套环，套环动力组件用于带动控制套环转动，使圆弧凸起逐步与对应的滑动板中部摩擦接触，随着圆弧凸起较厚的地方与滑动板摩擦接触，可以推着滑动板沿着滑柱滑动，可以推动护盾旋动执行机构从伸出槽伸出，当定位平台与滑动板摩擦接触，此时套环动力组件停止工作，滑动板的位置会比较稳定，让护盾旋动执行机构从伸出槽内伸出后保持稳定状态，让护盾旋动执行机构能稳定工作。

16、进一步的，所述护盾旋动控制机构还包含有轮架和防磨滚轮，每个滑动板中部靠近控制套环的一侧安装有轮架，轮架内转动连接有防磨滚轮，防磨滚轮与控制套环的外周侧滚动接触。由于控制套环和圆弧凸起与滑动板摩擦接触会造成较大的磨损，采用轮架安装防磨滚轮，防磨滚轮与控制套环和圆弧凸起的滚动接触，降低摩擦力，减少控制套环、圆弧凸起、滑动板工作时的磨损。

17、进一步的，所述护盾旋动执行机构包含有u形架、轮毂电机、执行轮和摩擦凸起，滑动板对应伸出槽的位置通过拆卸螺栓安装有u形架，u形架内安装有轮毂电机，轮毂电机的外侧固定套接有执行轮，所述执行轮的外周侧环形阵列设置有摩擦凸起。当执行轮从伸出槽内伸出，轮毂电机工作带动执行轮顺时针转动，则会带动护盾在隧洞内逆时针转动，反之亦然，设置摩擦凸起可以增大执行轮与隧洞内壁的摩擦力，利于提升对护盾的旋动效果。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本适用于螺旋线隧洞施工装置，具有以下好处：

19、1、上侧的朝向控制液压缸伸长而下侧的朝向控制液压缸缩短，则刀盘安装座上的刀盘向下倾斜，则刀盘推进会形成向下的隧洞，左侧的朝向控制液压缸缩短右侧的朝向控制液压缸伸长，则刀盘推进会形成向左的隧洞，通过对四个朝向控制液压缸的控制，可以自由的改变掘进方向，从而也能很好的适应螺旋线隧洞的施工。

20、2、借助拆卸安装组件安装锥形橡胶罩一，锥形橡胶罩一对四个朝向控制液压缸进行防护，在保护四个朝向控制液压缸的状态下还不会影响四个朝向控制液压缸的正常工作，锥形橡胶罩二将万向节组件的右侧和刀盘朝向控制机构的右侧进行保护，使刀盘朝向控制机构和万向节组件得到全面的保护，避免受到飞溅的土的影响。

21、3、刀盘转向的自由度高，适应于螺旋线隧洞的掘进工作，在螺旋线隧洞的掘进中，如果护盾左右倾斜带动其附属的部件倾斜，则可以采用护盾旋动控制机构和护盾旋动执行机构可以带动护盾转动来调整，避免影响操作人员的正常工作，撑靴推进机构中的推进油缸和撑靴油缸设置有上下两套，交替使用，可以确保在隧洞内稳定持续的掘进施工，利于提高隧洞施工的效率。