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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108825252A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201811053574.X(22)申请日2018.09.11(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人杨双锁杨欢欢牛少卿鲍飞翔糜瑞杰赵智辉庞星(74)专利代理机构太原科卫专利事务所(普通合伙)14100代理人朱源武建云(51)Int.Cl.E21D9/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称盾构机三刀座旋转自动换刀装置及方法(57)摘要本发明公开了一种盾构机刀盘自动换刀装置及方法,装置包括由正三棱柱构成的刀箱、三组刀具以及辅助装置橡胶密封条和高压喷嘴,橡胶密封条设置于刀箱工作面两侧与刀盘接触处,高压喷嘴对称设置于两侧刀盘轴线处。限位齿轮与三棱柱刀箱中心通过旋转传动轴相连,第一限位千斤顶、第二限位千斤顶左右设置在限位齿轮两侧,动力传动齿轮与限位齿轮相啮合传动。当三刀座刀箱上工作面的刀具损坏后,高压喷嘴对旧刀具进行冲洗去除表面泥土砂石,随后第一限位千斤顶和第二限位千斤顶油缸卸荷,其活塞杆缩短行程,同时动力传动齿轮带动限位齿轮旋转120°。该装置结构简单、可靠性好,能自动切换盾构机刀盘刀具,方便快捷,解决了人工换刀难度大、风险高、成本高等问题。CN108825252ACN108825252A权利要求书1/1页1.一种盾构机三刀座旋转自动换刀装置,其特征在于:包括安装于盾构机刀盘(1)上的三刀座刀箱(2),所述三刀座刀箱(2)的形状为正三棱柱状,所述三刀座刀箱(2)的三个侧面分别安装有刀具,所述三刀座刀箱(2)的轴向中心安装有旋转传动轴(7),所述旋转传动轴(7)轴端部固定安装有限位齿轮(8),所述限位齿轮(8)与动力传动齿轮(12)啮合传动,所述动力传动齿轮(12)安装于动力传动轴(11)上,所述限位齿轮(8)的两侧设置有第一限位千斤顶(9)和第二限位千斤顶(10),所述第一限位千斤顶(9)和第二限位千斤顶(10)的伸缩杆伸出后能够抵于限位齿轮(8)的齿间;所述三刀座刀箱(2)旋转后其某一侧面位于刀盘(1)表面时作为工作面,该工作面与刀盘(1)表面的两侧接触处之间设有橡胶密封条(5)。2.根据权利要求1所述的盾构机三刀座旋转自动换刀装置,其特征在于:所述刀盘(1)表面上位于每个橡胶密封条(5)旁边设有高压喷嘴(6)。3.根据权利要求1所述的盾构机三刀座旋转自动换刀装置,其特征在于:所述第一限位千斤顶(9)和第二限位千斤顶(10)之间夹角为120°。4.根据权利要求1所述的盾构机三刀座旋转自动换刀装置,其特征在于:所述三刀座刀箱(2)的三个侧面分别安装有滚刀(3)、切刀(13)和齿刀(14)。5.根据权利要求1所述的盾构机三刀座旋转自动换刀装置,其特征在于:所述三刀座刀箱(2)的每个侧面均安装有三个刀具,其中,中间安装滚刀(3),位于滚刀的两边对称安装贝壳刀(15)。6.一种盾构机三刀座旋转自动换刀方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)、盾构机掘进时,刀盘(1)的公转利用其上刀具掘削前方岩体或土体;(2)、当三刀座刀箱(2)上工作面的刀具损坏后,高压喷嘴(6)对旧刀具进行冲洗去除表面泥土砂石,随后第一限位千斤顶(9)和第二限位千斤顶(10)油缸卸荷,其活塞杆缩短行程,同时动力传动齿轮(12)带动限位齿轮(8)旋转120°;(3)、随后第一限位千斤顶(9)、第二限位千斤顶油缸(10)加载,活塞杆伸长,锁止限位齿轮(8),这时三刀座刀箱(2)在旋转传动轴(7)的带动下也旋转120°,将已损坏旧刀具切换为其第二侧面的新刀具;(4)、盾构机继续掘进,同时橡胶密封条(5)隔绝了盾构机工作时的泥水,使三刀座刀箱(2)处形成封闭空间;(5)、如此往复,当三刀座刀箱(2)的第二侧面刀具损坏后按上述步骤完成其第三侧面的新刀具切换。2CN108825252A说明书1/4页盾构机三刀座旋转自动换刀装置及方法技术领域[0001]本发明属于盾构设备技术领域,具体为一种盾构机三刀座旋转自动换刀装置及方法。背景技术[0002]随着我国城市化进程的加速,城市轨道交通工程成为缓解各大中城市交通压力的必然选择。因盾构机开挖隧道具有自动化程度高、施工速度快、对地层扰动较小等优点,被广泛应用于地下隧道的开挖。[0003]在盾构隧道开挖过程中,由于复杂的地质条件以及长距离盾构施工等因素,导致刀盘上刀具的严重磨损或需更换不同类型刀具情况的出现。现阶段,盾构机换刀需要作业人员经过繁琐的升压-降压过程进入高压力土仓带压换刀,这种方式不仅风险高、难度大,还增加了施工的时间和成本。[0004]因此,有必要研究一种结构简单、安全可靠的盾构机刀盘自动换刀装置,解决现有技