本發明涉及隧道掘進機技術領域，具體涉及一種盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝及方法。

背景技術：

隨著地下空間的開發，越來越多的過江、跨海隧道逐漸施工，泥水盾構作為該隧道施工的專用大型工程機械，地層開挖過程中，泥水艙壓力可高達10bar以上，在泥水盾構刀盤上設計了一種常用換刀裝置，實現人工在刀盤臂梁內通過常壓換刀裝置常壓更換地層開挖磨損和損壞的刀具，常壓換刀裝置的密封性能極其重要，要求在設計制造過程中多次進行測試實驗。

我公司開發的所述常壓換刀裝置，包括換刀支撐筒和閘門板，所述閘門板垂直穿插密封設置于換刀支撐筒的上部，所述換刀支撐筒通過緊固件固定設置于盾構機刀臂梁的焊接座上，所述換刀支撐筒底部通過螺栓固定刀筒。能夠完美解決上述帶壓換刀的各種弊端，但是常壓換刀裝置由于使用的原因經常會出現密封性能衰退的現象，需要定期將常壓換刀裝置拆下來進行更換或者維護。

目前在高水壓地層施工過程中當盾構機常壓換刀裝置密封失效時難以修復更換，嚴重影響施工進度，并且拆卸成本高，拆卸人員人身安全風險高，因此，設計一種能夠快速方便安全地更換常壓換刀裝置密封更換工裝及方法成為隧道施工行業亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于克服背景技術中所描述的缺陷，從而實現一種能夠在盾構機刀臂梁內對常壓換刀裝置密封進行安全、快捷更換的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝及方法。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：一種盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝，包括支撐油缸、密封圓筒和支撐座，所述密封圓筒包括圓筒前蓋和圓筒后支撐，所述圓筒前蓋和圓筒后支撐通過螺栓連接在一起；所述圓筒前蓋外圓周為錐形結構，且盾構機刀臂梁的焊接座上豎直設置有與圓筒前蓋匹配的內錐孔，圓筒前蓋和焊接座通過錐角機械配合限位安裝，圓筒后支撐套接于常壓換刀裝置的換刀支撐筒內部，所述換刀支撐筒內側壁上設置有o型密封圈；所述圓筒前蓋的下端中心處豎直設置支撐油缸，所述支撐油缸和圓筒前蓋通過支撐油缸端頭固定設置的可旋轉撐靴卡塊固定連接；所述支撐座為兩塊半圓拼接的環形支撐結構，所述支撐座底部通過螺栓與焊接座固定連接，所述支撐座頂部通過螺栓與密封圓筒的圓通前蓋底部固定連接，從而用支撐座將圓筒前蓋托起固定，起到臨時支撐的作用。

作為本發明的優選技術方案，所述支撐油缸為多級液壓油缸。

作為本發明的優選技術方案，圓筒前蓋的圓周外表面設置有兩道o型密封圈，所述o型密封圈位于圓筒前蓋和盾構機刀臂梁的焊接座之間，增加圓筒前蓋和焊接座之間的密封性能。

一種盾構機常壓換刀裝置密封更換方法，包括以下步驟：

步驟一：準備一套如權利要求1所述的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝，首先將安裝刀具的刀筒從換刀支撐筒內向外抽出，當抽至閘門板后側時，將常壓換刀裝置的閘門板關閉，然后將刀筒從換刀支撐筒底部拆卸下來。

步驟二：在常壓換刀裝置的換刀支撐筒下方中心處設置支撐油缸，支撐油缸頂端和圓筒前蓋通過撐靴卡塊固定連接，防止連接部位松動，借助支撐油缸將密封圓筒推入換刀支撐筒內，推到接近閘門板下方位置后，打開常壓換刀裝置的閘門板，借助支撐油缸繼續將密封圓筒的圓筒前蓋推入焊接座內，直至推入到位。

步驟三：將密封圓筒的圓筒后支撐拆卸下來，圍繞支撐油缸后退，然后將常壓換刀裝置與焊接座連接的緊固件拆除，將常壓換刀裝置從盾構機刀臂梁的焊接座上拆下，關閉閘門板，將常壓換刀裝置圍繞支撐油缸后退。

步驟四：將半圓拼接的支撐座分別安裝于焊接座內，支撐座底部通過螺栓與焊接座底部固定連接，支撐座的頂部通過螺栓與密封圓筒的圓筒前蓋底部固定連接，使支撐座固定支撐住圓筒前蓋。

步驟五：將拆卸下來的常壓換刀裝置整體圍繞支撐油缸前移一段距離，然后將閘門板向外適當打開，接著將支撐油缸頂端包括撐靴卡塊從圓筒前蓋上拆除，并將支撐油缸和圓筒后支撐從盾構機刀臂梁內移除，將常壓換刀裝置的閘門板關閉，將常壓換刀裝置整體吊出盾構機刀臂梁至地面進行密封拆解和更換。

步驟六：待常壓換刀裝置密封更換及測試合格后，整體吊至盾構機刀臂梁內，按照上述步驟的相反順序在常壓環境下安裝常壓換刀裝置。

本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝及方法的有益效果：

1.本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝及方法，解決了在高水壓地層施工過程中當常壓換刀裝置密封失效時需進行更換的難題，保證了在施工過程中，常壓換刀裝置的正常運行，從而保證了盾構在高水壓地層施工常壓換刀的安全性。

2.本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝及方法，操作實施過程安全可靠，操作相對簡單，保證了常壓換刀裝置密封更換的效率，從而進一步保證了工程的整體施工進度。

附圖說明

圖1是本發明的盾構機常壓換刀裝置在盾構機上的裝配結構示意圖；

圖2是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換方法步驟一的結構示意圖；

圖3是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換方法步驟二的結構示意圖；

圖4是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換方法步驟三結構示意圖之一；

圖5是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換方法步驟三結構示意圖之二；

圖6是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝的分解結構示意圖及密封更換方法步驟四的結構示意圖；

圖7是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換方法步驟五結構示意圖之一；

圖8是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換方法步驟五結構示意圖之二；

圖9是本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換方法步驟五結構示意圖之三。

圖中：1-常壓換刀裝置，101-換刀支撐筒，102-閘門板，2-密封圓筒，201-圓筒前蓋，202-圓筒后支撐，3-支撐油缸，4-支撐座，5-刀臂梁，6-焊接座，7-刀筒，8-撐靴卡塊。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體的實施方式對本發明的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝及方法做更加詳細的描述。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

實施例1：

本發明的一種盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝，包括支撐油缸3、密封圓筒2和支撐座4，所述密封圓筒2包括圓筒前蓋201和圓筒后支撐202，所述圓筒前蓋201和圓筒后支撐202通過螺栓連接在一起；所述圓筒前蓋201外圓周為錐形結構，且盾構機刀臂梁5的焊接座6上豎直設置有與圓筒前蓋201匹配的內錐孔，圓筒前蓋201和焊接座6通過錐角機械配合限位安裝，圓筒后支撐202套接于常壓換刀裝置1的換刀支撐筒101內部，所述換刀支撐筒101內側壁上設置有o型密封圈；所述圓筒前蓋201的下端中心處豎直設置支撐油缸3，所述支撐油缸3和圓筒前蓋201通過支撐油缸3端頭固定設置的可旋轉撐靴卡塊8固定連接；所述支撐座4為兩塊半圓拼接的環形支撐結構，所述支撐座4底部可通過螺栓與焊接座6固定連接，支撐座4的頂部可通過螺栓與密封圓筒2的圓筒前蓋201底部固定連接，從而用支撐座4將圓筒前蓋201托起固定，起到臨時支撐的作用。

所述支撐油缸3為多級液壓油缸；所述圓筒前蓋201的圓周外表面設置有兩道o型密封圈，所述o型密封圈位于圓筒前蓋201和焊接座6之間，增加圓筒前蓋201和焊接座6之間的密封性能。

一種盾構機常壓換刀裝置密封更換方法，包括以下步驟：

步驟一：準備一套如上所述的盾構機常壓換刀裝置密封更換工裝，首先將安裝刀具的刀筒7從換刀支撐筒101內向外抽出，當抽至閘門板102后側時，將常壓換刀裝置1的閘門板102關閉，然后將刀筒7從換刀支撐筒101底部拆卸下來。

步驟二：在常壓換刀裝置1的換刀支撐筒101下方中心處設置支撐油缸3，支撐油缸3頂端和圓筒前蓋201通過撐靴卡塊8固定連接，防止連接部位松動，借助支撐油缸3將密封圓筒2推入換刀支撐筒101內，推到接近閘門板102下方位置后，打開常壓換刀裝置1的閘門板102，借助支撐油缸3進一步將密封圓筒2的圓筒前蓋201推入焊接座6內，直至推入到位，從而起到隔離高水壓環境的作用，實現人工常壓環境下拆卸更換操作。

步驟三：將密封圓筒2的圓筒后支撐202拆卸下來，圍繞支撐油缸3后退，然后將常壓換刀裝置1與焊接座6連接的緊固件拆除，將常壓換刀裝置1從盾構機刀臂梁5的焊接座6上拆下，關閉閘門板102，將常壓換刀裝置1圍繞支撐油缸3后退。

步驟四：將半圓拼接的支撐座4分別安裝于焊接座6內，支撐座底部4通過螺栓與焊接座6底部固定連接，支撐座4的頂部通過螺栓連接與密封圓筒2的圓筒前蓋201底部固定連接，使支撐座4固定支撐住圓筒前蓋201。

步驟五：將拆卸下來的常壓換刀裝置1整體圍繞支撐油缸3前移一段距離，然后將閘門板102向外打開，接著將支撐油缸3頂端包括撐靴卡塊8從圓筒前蓋201上拆除，并將支撐油缸3和圓筒后支撐202從盾構機刀臂梁5內移除，將常壓換刀裝置1的閘門板102關閉，將常壓換刀裝置1整體吊出盾構機刀臂梁5至地面進行密封拆解和更換。

步驟六：待常壓換刀裝置1密封更換及測試合格后，整體吊至盾構機刀臂梁5內，按照上述步驟的相反順序在常壓環境下安裝常壓換刀裝置1。

以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發明的范圍，任何本領域的技術人員在不脫離本發明構思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應屬于本發明保護的范圍。