大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，包括徑向固定安裝在盾構機土倉側壁上的至少一套土體主動攪拌裝置及布置方法，土體主動攪拌裝置控制端連接盾構機控制系統(tǒng)，所述土體主動攪拌裝置包括變頻電機、減速器、聯(lián)軸器、傳動軸和安裝在傳動軸末端的攪拌翼，所述變頻電機傳遞動力給減速器，減速器末端通過聯(lián)軸器連接傳動軸；通過與現有盾構機土倉配套安裝土體主動攪拌裝置并選用適宜的布置方法，在盾構機工作中能夠對土倉中土體流場進行主動控制，可以有效地使土倉內土體改良均勻，不易形成泥餅，確保大型土壓平衡盾構機施工的順利進行。
【專利說明】
大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及大型盾構機輔助裝置技術領域，尤其涉及一種大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隧道掘進機施工是在我國城市地鐵隧道、過江河公路隧道、過江輸水或輸氣管道施工的主要方法，盾構機土倉中渣土改良的好壞直接影響著盾構機是否處于正常運行狀態(tài)，土倉不僅是放渣土的地方，而且還進行著土體攪拌保證土體改良，如果土體攪拌裝置不能使土體具有良好的流塑性和不透水性或者不能將渣土與土體添加劑充分攪拌，將會造成大型土壓平衡盾構機土倉壁中心的土體堆積，容易出現泥餅，形成泥餅后，盾構機的刀盤扭矩和推進阻力均迅速增大，螺旋輸送機無法順利出土，盾構機掘進速度降低。泥餅的存在導致泥土倉內溫度升高，使刀盤主軸承的使用壽命縮短，加速主軸承的損壞，甚至會出現主軸承的燒結、抱死等嚴重后果，即使在隧道內及時更換或維修，也將延長施工工期、增加施工成本和工程風險。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，通過與現有盾構機土倉配套安裝土體主動攪拌裝置并選用合適的布置方法，在盾構機機工作中能夠對土倉中土體流場進行主動控制，可以有效地使土倉內土體改良均勻，不易形成泥餅，確保大型土壓平衡盾構機施工的順利進行。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是:大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，包括徑向固定安裝在盾構機土倉側壁上的至少一套土體主動攪拌裝置，土體主動攪拌裝置控制端連接盾構機控制系統(tǒng)，所述土體主動攪拌裝置包括變頻電機、減速器、聯(lián)軸器、傳動軸和安裝在傳動軸末端的攪拌翼，所述變頻電機傳遞動力給減速器，減速器末端通過聯(lián)軸器連接傳動軸，所述聯(lián)軸器外側設置用于保護聯(lián)軸器的箱體，所述箱體一端與減速器殼體末端法蘭連接，所述箱體另外一端固定連接用于支撐傳動軸的連接架，所述傳動軸兩端借助于自動調心滾子軸承安裝在連接架內側，所述攪拌翼與傳動軸末端鍵連接、且借助于擋蓋和軸肩軸向固定;所述布置方法根據盾構機刀盤大小和結構情況進行布置。
[0005]所述連接架為中部設有通孔的圓柱狀結構，其兩端固定設置法蘭盤、且其圓周上均布軸向筋板，所述通孔為二級階梯孔，所述通孔兩端分別借助于螺釘安裝左端蓋和右端蓋，所述傳動軸穿過左端蓋和右端蓋的內孔，左端蓋和右端蓋的內孔與傳動軸之間安裝密封圈。
[0006]所述攪拌翼包括軸套、翼板和攪拌葉，所述軸套套裝在傳動軸末端、且與其鍵連接，翼板徑向均布固定安裝在軸套外側，每塊翼板上固定安裝攪拌葉，攪拌葉沿翼板長度方向均布、且攪拌葉的長度方向與傳動軸的軸線方向平行。
[0007]所述攪拌翼至少設置兩組。
[0008]所述攪拌翼外側設置堆焊層。
[0009]所述箱體外壁上設置視孔，并與視孔配套安裝視孔蓋。
[0010]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:通過與一臺盾構機配套安裝一套或多套土體主動攪拌裝置，將土體與土體改良材料攪拌均勻，保持土壓平衡并改良土體，土體主動攪拌裝置可以安裝在盾構機土倉壁的左側、右側和上側，將土倉中心土體攪拌均勻，防止產生泥餅，土體主動攪拌裝置的攪拌翼安裝在從土倉壁上伸出的減速機輸出軸上，土體主動攪拌裝置的電機選用變頻電機，變頻電機的轉速可以根據需要實現主動控制，土體主動攪拌裝置連接架兩端安裝的密封圈防止土倉中的渣土和水穿過土倉壁進入攪拌裝置內部，從而確保內部結構的安裝精度，土體主動攪拌裝置的連接架部分直接連接在土倉壁上，連接簡單容易，結構安全可靠。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明結構示意圖；
圖2是本發(fā)明局部剖視圖；
圖3是本發(fā)明第一種使用狀態(tài)示意圖；
圖4是本發(fā)明第二種使用狀態(tài)不意圖；
圖5是本發(fā)明第二種使用狀態(tài)不意圖；
在附圖中:1、變頻電機;2、減速器;3、箱體;4、聯(lián)軸器;5、密封圈;6、右端蓋;7、自動調心滾子軸承;8、連接架;9、傳動軸;12、左端蓋;13、鍵;14、擋蓋;15、攪拌翼。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0013]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0014]如圖1-2所示，本發(fā)明公開了一種大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，包括徑向固定安裝在盾構機土倉側壁上的至少一套土體主動攪拌裝置，土體主動攪拌裝置控制端連接盾構機控制系統(tǒng)，所述土體主動攪拌裝置包括變頻電機1、減速器2、聯(lián)軸器4、傳動軸9和安裝在傳動軸9末端的攪拌翼15，所述變頻電機I傳遞動力給減速器2，減速器2末端通過聯(lián)軸器4連接傳動軸9，所述聯(lián)軸器4外側設置用于保護聯(lián)軸器4的箱體3，所述箱體3—端與減速器2殼體末端法蘭連接，所述箱體3另外一端固定連接用于支撐傳動軸9的連接架8，所述傳動軸9兩端借助于自動調心滾子軸承7安裝在連接架8內側，所述攪拌翼15與傳動軸9末端鍵連接、且借助于擋蓋14和軸肩軸向固定;所述布置方法根據盾構機刀盤大小和結構情況進行布置。
[0015]所述連接架8為中部設有通孔的圓柱狀結構，其兩端固定設置法蘭盤、且其圓周上均布軸向筋板，所述通孔為二級階梯孔，所述通孔兩端分別借助于螺釘安裝左端蓋12和右端蓋6，所述傳動軸9穿過左端蓋12和右端蓋6的內孔，左端蓋12和右端蓋6的內孔與傳動軸9之間安裝密封圈5。
[0016]所述攪拌翼15包括軸套、翼板和攪拌葉，所述軸套套裝在傳動軸9末端、且與其鍵連接，翼板徑向均布固定安裝在軸套外側，每塊翼板上固定安裝攪拌葉，攪拌葉沿翼板長度方向均布、且攪拌葉的長度方向與傳動軸9的軸線方向平行。
[0017]如圖3-4所示，所述攪拌翼可以由兩組、三組或多組翼板和攪拌葉組成，其形式多樣以滿足土體攪拌要求。
[0018]所述攪拌翼15外側設置堆焊層，堆焊層能夠有效延長攪拌翼使用壽命。
[0019]所述箱體3外壁上設置視孔，并與視孔配套安裝視孔蓋。
[0020]所述土體主動攪拌裝置可布置在圓形、矩形等各種形狀的盾構機中，其布置數量和形式應滿足土體流場的要求。
[0021]如圖5所示，所述布置方法在大直徑盾構機土倉中安裝的土體主動攪拌裝置的攪拌翼可為一個小直徑盾構機刀盤，以改善土體流塑性。
[0022]由于現有的大型土壓平衡盾構機在作業(yè)時，其土倉內的固定攪拌棒隨刀盤旋轉，當土體粘度較大時，土倉內的土體隨刀盤整體旋轉，使土體改良添加劑與土體不能充分攪拌，只有土倉大直徑范圍的土體旋轉到螺旋輸送機才能排出去，而土倉中心土體越來越結實，此時土倉內土體流場分布不好，容易形成泥餅，導致盾構機的刀盤扭矩和推進阻力均迅速增大，螺旋輸送機無法順利出土，盾構機掘進速度降低。泥餅的存在導致泥土倉內溫度升高，使刀盤主軸承的使用壽命縮短，加速主軸承的損壞，甚至會出現主軸承的燒結、抱死等嚴重后果，即使在隧道內及時更換和維修，也將延長施工工期，增加施工成本和工程風險。
[0023]本發(fā)明所涉及的大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)直接與土倉配套安裝，土體主動攪拌裝置可直接安裝在大型土壓平衡盾構機土倉壁的左、右側及上部。該裝置旋轉軸線固定，其攪拌翼旋轉，首先它起攪拌作用，使土體與土體改良添加劑攪拌均勻，使土體有好的流塑性、不透水性，其次攪拌翼旋轉過程中，把土倉中心土體帶到土倉的大直徑范圍內，在盾構機到盤旋轉過程中，這部分土體能夠順利排出，此時該土體主動攪拌裝置改善了土倉內土體的流場分布，利于土體改良和土倉出土。
【主權項】
1.一種大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，其特征在于:包括徑向固定安裝在盾構機土倉側壁上的至少一套土體主動攪拌裝置，土體主動攪拌裝置控制端連接盾構機控制系統(tǒng)，所述土體主動攪拌裝置包括變頻電機(I )、減速器(2)、聯(lián)軸器(4)、傳動軸(9)和安裝在傳動軸(9)末端的攪拌翼(15)，所述變頻電機(I)傳遞動力給減速器(2)，減速器(2)末端通過聯(lián)軸器(4)連接傳動軸(9)，所述聯(lián)軸器(4)外側設置用于保護聯(lián)軸器(4)的箱體(3)，所述箱體(3)—端與減速器(2)殼體末端法蘭連接，所述箱體(3)另外一端固定連接用于支撐傳動軸(9)的連接架(8)，所述傳動軸(9)兩端借助于自動調心滾子軸承(7)安裝在連接架(8)內側，所述攪拌翼(15)與傳動軸(9)末端鍵連接、且借助于擋蓋(14)和軸肩軸向固定;所述布置方法根據盾構機刀盤大小和結構情況進行布置。2.根據權利要求1所述的大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，其特征在于:所述連接架(8)為中部設有通孔的圓柱狀結構，其兩端固定設置法蘭盤、且其圓周上均布軸向筋板，所述通孔為二級階梯孔，所述通孔兩端分別借助于螺釘安裝左端蓋(12)和右端蓋(6)，所述傳動軸(9)穿過左端蓋(12)和右端蓋(6)的內孔，左端蓋(12)和右端蓋(6)的內孔與傳動軸(9)之間安裝密封圈(5)。3.根據權利要求1所述的大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，其特征在于:所述攪拌翼(15)包括軸套、翼板和攪拌葉，所述軸套套裝在傳動軸(9)末端、且與其鍵連接，翼板徑向均布固定安裝在軸套外側，每塊翼板上固定安裝攪拌葉，攪拌葉沿翼板長度方向均布、且攪拌葉的長度方向與傳動軸(9)的軸線方向平行。4.根據權利要求1所述的大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，其特征在于:所述攪拌翼(15)至少設置兩組。5.根據權利要求1所述的大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，其特征在于:所述攪拌翼(15)外側設置堆焊層。6.根據權利要求1所述的大型盾構機土體主動攪拌系統(tǒng)，其特征在于:所述箱體(3)夕卜壁上設置視孔，并與視孔配套安裝視孔蓋。
【文檔編號】E21D9/06GK105863655SQ201610198586
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】郭京波, 楊紹普, 周罘鑫, 王杜娟, 李 杰, 牛江川, 潘存治, 郭文武, 智小慧, 郝如江
【申請人】石家莊鐵道大學