一种用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置的制作方法

本技术涉及一种用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，属于盾构机。

背景技术：

1、泥水平衡盾构机是将一定浓度的泥浆、泵入泥水盾构的泥水仓中，刀盘切削下来的渣土不断落入泥水仓中，泥水仓中泥浆的浓度和压力逐渐增大，最终在开挖面上形成泥膜，当泥膜的抵抗力远大于正面土压时，达到泥水平衡状态，开挖面保持相对稳定。泥水式平衡盾构机排出渣土采用泥水管道输送，这就导致盾构机在掘进过程中遇到尺寸较大的孤石时难以通过泥水输送管道排出；现有泥水盾构机处理孤石时通常使用挤压式破碎机处理，但当孤石尺寸过大时，难以被有效破碎。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能够有效破碎土仓内孤石的岩石破碎装置，先钻孔后劈裂，可有效将孤石尺寸减小，以方便盾构机螺旋输送机将其排除。

2、为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，包括二级液压推杆装置、液压劈裂装置和钻孔装置，所述二级液压推杆装置包括主液压推杆、推杆支座、旋转电机、辅助液压油缸安装座和辅助液压油缸，所述主液压推杆一端固定在推杆支座上，其主输出末端设有旋转电机，旋转电机输出轴与辅助液压油缸安装座连接，辅助液压油缸安装座两侧圆筒内各布置一个辅助液压油缸；所述钻孔装置和液压劈裂装置分别通过安装在辅助液压油缸安装座中的辅助液压油缸连接；所述二级液压推杆装置通过推杆支座固定于土仓后壁上。

3、所述液压劈裂装置包括液压劈裂头、液压劈裂装置外筒和液压推杆，液压劈裂头包括高强度合金膨胀楔块、高强度合金中间可伸缩楔块、带滑槽轨道和弹簧回位装置，液压推杆设置在液压劈裂装置外筒内部，液压推杆与高强度合金中间可伸缩楔块相连。

4、所述高强度合金膨胀楔块对称分布在装置前端，两块高强度合金膨胀楔块中间存在呈一夹角的间隙，底部设有规则凸起，所述高强度合金中间可伸缩楔块横截面为底边比顶边大的梯形、位于两块高强度合金膨胀楔块中间，其底部与液压推杆相连。

5、所述高强度合金膨胀楔块外形为“7”字型，高强度合金膨胀楔块未开合前外径略小于钻头钻孔直径，其底部设有充当滑块的规则凸起，上下两端各保留一个弹簧回位装置，弹簧回位装置安装在安装槽中。

6、所述钻孔装置包括高强度合金钻头、钻孔装置外筒和钻孔装置电机，钻孔装置外筒内设有钻孔装置电机，钻孔装置外筒底部固定于辅助液压油缸安装座中的辅助液压油缸上；所述高强度合金钻头钻孔直径略大于液压劈裂头外径。

7、所述高强度合金钻头由硬质合金制成。

8、有益效果：本实用新型中，通过在盾构机土仓后壁安装岩石破碎装置，对泥水平衡盾构机土仓中尺寸较大的孤石进行多次钻孔、液压劈裂，减小孤石尺寸，降低孤石的排除难度，以此减少盾构机的非正常停机时间。

技术特征：

1.一种用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，其特征在于：包括二级液压推杆装置(1)、液压劈裂装置(2)和钻孔装置(3)，所述二级液压推杆装置(1)包括主液压推杆(11)、推杆支座(12)、旋转电机(13)、辅助液压油缸安装座(14)和辅助液压油缸(15)，所述主液压推杆(11)一端固定在推杆支座(12)上，其主输出末端设有旋转电机(13)，旋转电机(13)输出轴与辅助液压油缸安装座(14)连接，辅助液压油缸安装座(14)两侧圆筒内各布置一个辅助液压油缸(15)，用来满足钻孔装置(3)或液压劈裂装置(2)的二级伸缩功能；所述钻孔装置(3)和液压劈裂装置(2)分别通过安装在辅助液压油缸安装座(14)中的辅助液压油缸(15)连接，完成伸出动作；所述二级液压推杆装置(1)通过推杆支座(12)固定于土仓后壁上，旋转电机(13)带动辅助液压油缸安装座(14)旋转，可分别将钻孔装置(3)或液压劈裂装置(2)对准土仓开孔，钻孔装置(3)和液压劈裂装置(2)分别实现钻孔或破裂作业。

2.根据权利要求1所述的用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，其特征在于：所述液压劈裂装置(2)包括液压劈裂头(21)、液压劈裂装置外筒(22)和液压推杆(23)，液压劈裂头(21)包括高强度合金膨胀楔块(211)、高强度合金中间可伸缩楔块(212)、带滑槽轨道(213)和弹簧回位装置(214)，液压推杆(23)设置在液压劈裂装置外筒(22)内部，液压推杆(23)与高强度合金中间可伸缩楔块(212)相连；液压推杆(23)伸出带动高强度合金中间可伸缩楔块(212)前伸，高强度合金膨胀楔块(211)在高强度合金中间可伸缩楔块(212)的推动下在带滑槽轨道(213)内向两侧滑动，起到膨胀破裂岩石的作用，破裂完成后液压推杆(23)收回，带动高强度合金中间可伸缩楔块(212)回缩，在两侧弹簧回位装置(214)的推动下高强度合金膨胀楔块(211)回位，此时主液压推杆(11)回缩带动液压劈裂装置(2)回缩，同时安装在辅助液压油缸安装座(14)中的辅助液压油缸(15)回缩，回到初始位置，完成破裂作业。

3.根据权利要求2所述的用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，其特征在于：所述高强度合金膨胀楔块(211)对称分布在装置前端，两块高强度合金膨胀楔块(211)中间存在呈一夹角的间隙，底部设有规则凸起，所述高强度合金中间可伸缩楔块(212)横截面为底边比顶边大的梯形、位于两块高强度合金膨胀楔块(211)中间，其底部与液压推杆(23)相连。

4.根据权利要求2所述的用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，其特征在于：所述高强度合金膨胀楔块(211)外形为“7”字型，高强度合金膨胀楔块(211)未开合前外径略小于钻头钻孔直径，其底部设有充当滑块的规则凸起，上下两端各保留一个弹簧回位装置(214)，弹簧回位装置(214)安装在安装槽中。

5.根据权利要求1所述的用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，其特征在于：所述钻孔装置(3)包括高强度合金钻头(31)、钻孔装置外筒(32)和钻孔装置电机(33)，钻孔装置外筒(32)内设有钻孔装置电机(33)，钻孔装置外筒(32)底部固定于辅助液压油缸安装座(14)中的辅助液压油缸(15)上；所述高强度合金钻头(31)钻孔直径略大于液压劈裂头(21)外径。

6.根据权利要求5所述的用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，其特征在于：所述高强度合金钻头(31)由硬制合金制成。

技术总结本技术公开了一种用于泥水平衡盾构机的土仓岩石破碎装置，包括二级液压推杆装置、液压劈裂装置和钻孔装置，所述二级液压推杆装置包括主液压推杆、推杆支座、旋转电机、辅助液压油缸安装座和辅助液压油缸，主液压推杆一端固定在推杆支座上，其主输出末端设有旋转电机，旋转电机输出轴与辅助液压油缸安装座连接，辅助液压油缸安装座两侧圆筒内各布置一个辅助液压油缸；钻孔装置和液压劈裂装置分别通过辅助液压油缸连接；二级液压推杆装置通过推杆支座固定于土仓后壁上，旋转电机带动辅助液压油缸安装座旋转。本技术对较大的孤石多次钻孔、劈裂，减小孤石尺寸，降低孤石的排除难度，减少了盾构机的非正常停机时间。技术研发人员：邱健,杜国正,李伟,甘信伟,于汝,刘吉宝受保护的技术使用者：济南重工集团有限公司技术研发日：20231127技术公布日：2024/6/20