本發明涉及盾構技術領域，具體來說涉及用于盾構的刀盤周邊滾刀更換裝置。

背景技術：

近年來，國內過江過海公路建設以及城市核心區域建設地下快速路的需求越來越多，盾構法施工技術因其機械化程度高、隧道質量高、對周邊環境影響小等優點，現已成為我國城市軌道交通建設中的重要施工技術。

過江過海及城市地下快速路的建設往往需求隧道直徑較大，對于直徑大于11m的盾構，刀盤可以進行單獨設計，即刀盤輻條內部設計成空腔，施工人員可以在常壓下進入該空腔內檢查和更換刀具，從而避免了施工人員帶壓進入開挖艙檢查及更換刀具。

現有的盾構法常壓刀具更換方法中，僅對盾構刀盤正面的刀具設計了更換裝置和方法，刀盤周邊的大直徑滾刀拆除、安裝時，由于滾刀刀桶與刀盤輻條內壁存在較大的夾角，更換困難，時間較長，如何提高更換效率，相關方法或技術尚處于空白階段。

值得注意的是，雖有在先申請中國專利CN201410025178.1已公開了一種滾刀常壓換刀裝置，其通過保壓裝置、保壓裝置上的設置的潤滑裝置和高低壓隔離裝置，刀座的尾部設置的卸壓裝置，以及與刀座連接的刀座拆卸裝置之間的密切配合，實現了盾構在保壓條件常壓環境進行滾刀的更換，有效的解決了穿江越海隧道施工過程中高壓水條件下更換刀具的風險。

然而，前述專利提出的滾刀常壓更換方法需要安裝刀座拆卸裝置，安裝、拆卸時間長；此外，滾刀拆卸、安裝過程中人員勞動強度大，且容易發生滾刀刀桶與刀盤殼體不居中，精確度不夠高，導致發生滾刀更換后無法安裝的情況；再者，前述專利的刀座拆卸裝置在多次使用后可能會發生變形，導致滾刀無法更換。

是以，前述專利無法避免每次滾刀更換時刀座拆卸裝置的安裝、拆除等操作，從而仍存在勞動強度增加、更換效率降低的技術問題，有待進一步改進。

技術實現要素：

鑒于上述情況，本發明提供一種刀盤周邊滾刀更換裝置，以解決盾構的刀盤周邊大直徑滾刀在常壓下更換困難的技術問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是提供一種刀盤周邊滾刀更換裝置，所述刀盤具有相對的內側及外側，且所述刀盤上設有多個滾刀安裝口；其特征在于，所述更換裝置包括：固定底座，安裝于所述刀盤內側的壁面上；伸縮油缸，可伸縮地與所述固定底座連接；滾刀固定裝置，安裝于所述刀盤的滾刀安裝口內，所述滾刀固定裝置內部成形有一容置空間，且具有朝向所述刀盤內側的第一開口以及朝向所述刀盤外側的第二開口，所述容置空間與所述第一開口及第二開口貫通；閘門，設于所述滾刀固定裝置的第一開口處，以開啟或關閉所述第一開口；刀桶，安裝于所述滾刀固定裝置的容置空間內，所述刀桶的一端與所述伸縮油缸可拆卸地連接，另一端裝設有滾刀；所述刀桶隨所述伸縮油缸伸縮，在所述閘門開啟時外伸至所述滾刀伸出所述滾刀固定裝置的第二開口外，或者，在所述閘門關閉時內縮至所述刀桶退離所述滾刀固定裝置。

本發明刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的進一步改進在于，所述固定底座與伸縮油缸之間具有連接支架可拆卸地連接。

本發明刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的更進一步改進在于，所述固定底座包括安裝于所述刀盤內側的壁面上的座部，以及與所述座部連接的支桿，所述固定底座的支桿末端端面上凸設有一連接軸，所述連接軸在相對兩側凸設有二卡扣耳部；所述伸縮油缸包括依序組接的缸體及伸縮油管，所述缸體的端部在相對兩側凸設有二卡扣耳部；所述連接支架成形有一第一旋扣槽及一第二旋扣槽；令所述固定底座通過其卡扣耳部設置旋入所述第一旋扣槽以和所述連接支架可拆卸地連接；所述伸縮油缸通過其卡扣耳部設置旋入所述第二旋扣槽以和所述連接支架可拆卸地連接。

本發明刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的更進一步改進在于，所述連接支架包括心軸部以及對稱設于所述心軸部相對兩側的定位部，所述心軸部具有相對的第一連接面及第二連接面，各所述定位部成形有與所述第一連接面鄰接的第一卡扣槽以及與所述第二連接面鄰接的第二卡扣槽，且所述定位部于所述第一卡扣槽與所述第二卡扣槽之間具有連結部與所述心軸部的周緣固定連接；所述第一旋扣槽由所述二定位部的第一卡扣槽槽口相對地與所述心軸部的第一連接面共同形成；所述第一旋扣槽通過所述第一卡扣槽在第一連接面的相對兩側形成第一閃避口；所述第二旋扣槽由所述二定位部的第二卡扣槽開口相對地與所述心軸部的第二連接面共同形成；所述第二旋扣槽通過所述第二卡扣槽在第二連接面的相對兩側形成第二閃避口；令所述固定底座的卡扣耳部通過所述第一閃避口置于所述第一連接面上，以旋入所述第一卡扣槽內；所述伸縮油缸的卡扣耳部通過所述第二閃避口置于所述第二連接面上，以旋入所述第二卡扣槽內。

本發明刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的更進一步改進在于，所述伸縮油缸包括依序組接的缸體及伸縮油管，所述伸縮油缸通過所述缸體端部與所述固定底座連接，并通過所述伸縮油管末端與所述刀桶可拆卸地連接。

本發明刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的更進一步改進在于，所述伸縮油缸包括缸體及設于所述缸體內部的伸縮油管，所述伸縮油管的末端在相對兩側凸設有二卡扣耳部；所述刀桶內部設有二定位塊，所述二定位塊分別凹設形成卡扣槽，所述刀桶內部在所述二定位塊的相對兩側形成閃避空間；令所述伸縮油管的卡扣耳部通過所述刀桶的閃避空間穿入所述刀桶內部，以對應所述二定位塊并將所述二卡扣耳部旋入所述卡扣槽內，使所述伸縮油管與所述刀桶可拆卸地組接定位。。

本發明刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的進一步改進在于，所述閘門包括閘座以及門板，所述閘座包括位于中間的閘口以及設于所述閘口相對兩側的導軌；所述門板包括板部以及設于所述板部相對兩側的導桿，所述板部通過一轉接部與所述二導桿連接；令所述門板可相對移動地插置于所述閘座內，所述門板通過其導桿與所述閘座的的導軌可滑移組接，所述門板在插入所述閘座時關閉所述閘口，所述門板在抽出所述閘座時開啟所述閘口。

此外，本發明另提出一種根據前述的刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的滾刀常壓更換方法，其步驟包括：

將所述固定底座預先安裝在刀盤的內側的壁面上；

使盾構的刀臂空腔內部形成常壓狀態；

將所述伸縮油缸與所述固定底座固定連接；

使所述伸縮油缸伸長與所述刀桶連接；

收縮所述伸縮油缸以將所述刀桶從安裝在刀盤上的所述滾刀固定裝置內部移除，且在移除過程中，啟動所述閘門關閉，以封閉常壓刀臂與盾構前方土體間的壓力聯系；

拆除所述伸縮油缸后，對所述刀桶內部的滾刀進行更換作業；

將所述伸縮油缸再次與刀桶連接，以將所述刀桶復位安裝于所述滾刀固定裝置內部，完成滾刀的更換。

較佳地，所述固定底座是在盾構組裝期間測量后，根據所述刀桶和所述刀盤內側的輻條的夾角安裝在所述刀盤的內側的壁面上。

較佳地，所述伸縮油缸與所述固定底座的固定連接步驟更包括：

將伸縮油缸居中對準所述固定底座與所述刀桶；

將連接支架放置于所述固定底座與所述伸縮油缸之間，并通過螺栓固定。

本發明由于采用了以上技術方案，使其具有以下有益效果：

(1)通過在盾構安裝期間安裝抗變形能力強的固定底座，令固定底座始終安裝在刀盤空腔內壁上，使得刀盤周邊滾刀更換過程中，只需安裝伸縮油缸，無需安裝、拆除底座，即可拆除、安裝滾刀，實現提高更換效率及底座不易變形等有益技術效果。

(2)采用伸縮油缸進行拆除、安裝帶滾刀的刀桶，使滾刀拆除、安裝過程中實現了機械化，提高了安裝精度，降低了勞動強度和提高了人員的安全等有益技術效果。

(3)所述固定底座的強度、剛度能夠滿足多次更換的需求。

附圖說明

圖1是本發明刀盤周邊滾刀常壓更換裝置的整體結構示意圖。

圖2是本發明裝置的固定底座、連接支架及伸縮油缸分解結構示意圖。

圖3是本發明圖2的局部放大示意圖。

圖4是本發明刀桶與伸縮油缸的結合結構示意圖。

圖5是本發明閘門開啟狀態的結構示意圖。

圖6是本發明安裝固定底座和伸縮油缸后的使用狀態示意圖。

圖7是本發明伸縮油缸伸長與刀桶連接時的使用狀態示意圖。

圖8是本發明伸縮油缸將刀桶從滾刀固定裝置移除的使用狀態示意圖。

圖9是本發明刀桶與伸縮油缸分離的使用狀態示意圖。

附圖標記與部件的對應關系如下：

固定底座10；座部11；支桿12；吊耳13；連接支架20；第一旋扣槽201；第二旋扣槽202；心軸部21；第一連接面211；第二連接面212；周緣213；定位部22；第一卡扣槽221；第二卡扣槽222；連結部223；外表面224；第一閃避口23；第二閃避口24；外套管件25；伸縮油缸30；第一端31；第二端32；缸體33；組接部331；伸縮油管34；第一油管341；第二油管342；卡扣耳部343；滾刀固定裝置40；第一開口41；第二開口42；閘門50；閘座51；閘口511；導軌512；門板52；板部521；導桿522；轉接部523；刀桶60；滾刀61；定位塊62；卡扣槽63；閃避空間64；刀盤70；內側71；外側72；滾刀安裝口73；壁面74。

具體實施方式

為利于對本發明的了解，以下結合附圖1至圖9及實施例進行說明。

請參閱圖1至圖3，本發明提供一種刀盤周邊滾刀常壓更換裝置，用以設置盾構的刀盤70上，在常壓下進行滾刀61的更換作業。如圖1所示，所述刀盤70具有相對的內側71及外側72，且所述刀盤70上設有多個滾刀安裝口73。本發明滾刀常壓更換裝置包括固定底座10、連接支架20、伸縮油缸30、滾刀固定裝置40、閘門50及刀桶60。其中：

所述固定底座10包括有安裝于所述刀盤70內側71的壁面74上的座部11，以及與所述座部11連接的支桿12。所述固定底座10用于調整所述伸縮油缸30的延伸方向及固定所述伸縮油缸30。

所述伸縮油缸30可伸縮地與所述固定底座10連接，用于將滾刀刀桶拆除和重新安裝。具體地，所述伸縮油缸30具有相對的第一端31及第二端32，所述伸縮油缸30自所述第一端31至第二端32包括依序組接的缸體33及伸縮油管34，所述伸縮油缸30通過所述缸體33端部與所述固定底座10連接，并通過所述伸縮油管34末端與所述刀桶60可拆卸地連接。

所述連接支架20用以固定連接所述固定底座10與所述伸縮油缸30。具體地，如圖2所示；所述連接支架20包括心軸部21以及對稱設于所述心軸部21相對兩側的定位部22，所述心軸部21具有相對的第一連接面211及一第二連接面212，各所述定位部22成形有與所述第一連接面211鄰接的一第一卡扣槽221以及與所述第二連接面212鄰接的一第二卡扣槽222，且所述定位部22于所述第一卡扣槽221與所述第二卡扣槽222之間具有連結部223與所述心軸部21的周緣213固定連接；其中，所述二定位部22的第一卡扣槽221開口相對并與所述心軸部21的第一連接面211共同形成連接支架20的第一旋扣槽201，所述二定位部22的第二卡扣槽222開口相對并與所述心軸部21的第二連接面212共同形成連接支架20的第二旋扣槽202；所述第一旋扣槽201通過所述第一卡扣槽221在第一連接面211的相對兩側形成第一閃避口23，所述第二旋扣槽202通過所述第二卡扣槽222在第二連接面212的相對兩側形成第二閃避口24。

所述固定底座10的支桿12末端端面上凸設有一連接軸13，所述連接軸13在相對兩側凸設有二卡扣耳部131，所述伸縮油缸30的缸體33端部(第一端31)在相對兩側凸設有二卡扣耳部331。藉此，所述固定底座10通過其連接軸13的卡扣耳部131先置入所述連接支架20的第一閃避口23后，再旋入所述第一卡扣槽221內，使固定底座10的支桿12與連接支架20的第一旋扣槽201可拆卸地組接定位。所述伸縮油缸30則同樣通過其缸體33端部的卡扣耳部331先置入所述連接支架20的第二閃避口24后，再旋入所述第二卡扣槽222內，使伸縮油缸30的第一端31與所述連接支架20的第二旋扣槽202可拆卸地組接定位。。應被理解的是，所述連接支架20的具體結構并不限于前述，以能夠起到穩定結合所述固定底座10與伸縮油缸30的作用者為準。

較佳的，如圖1所示，所述連接支架20更包括一外套管件25，用以套置連接支架20外部以對連接支架20與固定底座10及伸縮油缸30的組接結構起到保護防塵等作用及有益效果。進一步地，所述外套管件25可以通過抱箍緊固于定位部22的外表面224達到結合定位作用；所述外套管件25也可以通過使所述固定底座10的支桿12端部外徑及所述伸縮油缸30的第一端31外徑小于外套管件25的兩端口以起到相互套置緊固定位的作用。再者，所述外套管件25的徑向截面形狀可依固定底座10及伸縮油缸30的具體截面形狀進行調整，以符合實際使用需求。

于本發明中，所述固定底座10的支桿12在靠近所述座部11之處可設置一吊耳(圖未示)，所述吊耳用以配合設在刀臂空腔內的行車進行吊裝以及在刀盤70壁面74的安裝作業。較佳地，所述伸縮油缸30也可以在其缸體33表面適當位置設置吊耳，以配合所述行車進行吊裝。

所述滾刀固定裝置40安裝于所述刀盤70的滾刀安裝口73內，便于刀桶60的拆除和安裝，并保證在刀桶60在拆除時能夠封閉盾構前方土體，使刀臂處于常壓狀態下。具體地，如圖1、圖2所示，所述滾刀固定裝置40內部成形有一容置空間(圖未示)，且具有朝向所述刀盤70內側71的第一開口41以及朝向所述刀盤70外側72的第二開口42，所述容置空間與所述第一開口41及第二開口42貫通。所述第一開口41處設有所述閘門50，用以開啟或關閉所述第一開口41；更具體地，所述閘門50在裝有滾刀61的刀桶60縮回過程中進行關閉，以封閉常壓狀態的刀臂空腔與盾構前方土體之間的壓力聯系。

請以圖1、圖2配合參閱圖4、圖5，所述刀桶60安裝于所述滾刀固定裝置40的容置空間(圖未示)內，所述刀桶60的一端與所述伸縮油缸30可拆卸地連接，另一端裝設有滾刀61；所述滾刀61安裝在刀桶60內，便于滾刀61的更換。其中，所述刀桶60內部設有二定位塊62，所述二定位塊62分別凹設形成卡扣槽63，且所述刀桶60內部在所述二定位塊62的相對兩側形成閃避空間64；所述伸縮油缸30的伸縮油管34末端(第二油管342末端)在相對兩側凸設有二卡扣耳部343；藉此，所述伸縮油管34通過其卡扣耳部343先置入所述刀桶60的閃避空間64后，再對應所述二定位塊62位置，將所述二卡扣耳部343旋入所述卡扣槽63內，使伸縮油管34與刀桶60可拆卸地組接定位；達到所述刀桶60隨所述伸縮油缸30伸縮，在所述閘門50開啟時外伸至所述滾刀61伸出所述滾刀固定裝置40的第二開口42外，或者，在所述閘門50關閉時內縮至所述刀桶60退離所述滾刀固定裝置40。

請復以圖1配合參閱圖5，本發明閘門50包括閘座51以及門板52，所述閘座51包括位于中間的閘口511以及設于所述閘口511相對兩側的導軌512；所述門板52包括板部521以及設于所述板部521相對兩側的導桿522，所述板部521通過一轉接部523與所述二導桿522連接；令所述門板52可相對移動地插置于所述閘座51內，所述門板52通過其導桿522與所述閘座51的導軌512可滑移組接，以在門板52插入閘座51時關閉閘門50的閘口511，并在門板52抽出閘座51時開啟閘門50的閘口511。于本發明中，所述閘門50包括了對稱設置的二門板52，但應被理解的是，所述閘門50的門板52形態、數量并不限于前述實施例，以能夠達到確實開啟或封閉所述滾刀固定裝置40的第一開口41者為準，皆屬于本發明的保護范疇。

是以，本發明通過前述刀盤周邊滾刀常壓更換裝置，在預設固定底座10后，使人員可在常壓狀態下進入刀臂空腔內部，實現在常壓狀態下快速更換滾刀。

以下請以圖1配合參閱圖6至圖9，說明本發明刀盤周邊滾刀常壓更換的方法步驟。

本發明方法是在盾構組裝期間將所述固定底座10安裝在刀盤70的內側71的壁面74上；接著，在需要進行滾刀更換時，先將盾構的刀臂空腔內部壓力調節形成常壓狀態；以利人員進入刀臂空腔內作業。

如圖6，在刀臂空腔內部吊裝所述伸縮油缸30與所述固定底座10連接固定；連通所述伸縮油缸30的油管后，如圖7，使所述伸縮油管34伸出所述缸體33，以將所述伸縮油缸30與所述刀桶60固定連接。

如圖8，通過使所述伸縮油管34縮回至所述缸體33內，將所述刀桶60從安裝在刀盤70上的所述滾刀固定裝置40內部移除，且在移除過程中啟動所述閘門50關閉所述滾刀固定裝置40的第一開口41，以封閉常壓刀臂與盾構前方土體間的壓力聯系。

如圖9，拆除所述伸縮油缸30后，對所述刀桶60內部的滾刀61進行更換作業；最后，再通過所述伸縮油缸30將所述刀桶60復位安裝于所述滾刀固定裝置40內部。

于本發明中，所述固定底座10是在盾構組裝期間測量后，根據所述刀桶60和所述刀盤70內側71的輻條的夾角安裝在所述刀盤70的內側71的壁面74上。

此外，所述伸縮油缸30與所述固定底座10的固定連接步驟更包括：將伸縮油缸30居中對準所述固定底座10與所述刀桶60；將連接支架20放置于所述固定底座10與所述伸縮油缸30之間，并通過螺栓固定。

據上，本發明通過前述技術方案，預先將固定底座10安裝于刀盤70的內側71壁面74上，在需要更換滾刀61時，只要將伸縮油缸30對準位在固定底座10與刀桶60之間并組裝于固定底座10上，即可通過伸縮油缸30的伸縮功能將刀桶60從滾刀固定裝置40中移出進行滾刀61的更換作業，在所述閘門50開啟時外伸至所述滾刀61伸出所述滾刀固定裝置40的第二開口42外，或者，在所述閘門50關閉時內縮至所述刀桶60退離所述滾刀固定裝置40，解決了解決盾構的刀盤周邊大直徑滾刀在常壓下更換困難的技術問題，達到實現在常壓狀態下快速更換滾刀的技術效果

以上結合附圖及實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本發明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發明的保護范圍。