盾构机皮带刮泥器的制作方法

本发明属于盾构机械技术领域，更具体地说，是涉及一种盾构机皮带刮泥器。

背景技术：

在土压平衡盾构机推进过程中，渣土经皮带输送机输送到停在轨道上的渣土车上。渣土输送过程中，易粘结在皮带上，随着皮带的运转，渣土飞溅掉落严重，在拖车连接处有大量渣土堆积，突然掉落会影响施工安全，渣土掉落也影响工人施工，隧道卫生条件变差，也会对各种设备，尤其是电器元件造成极大的损害，降低寿命。渣土清理相对比较麻烦，影响施工进度，且会浪费大量的编织袋，提高施工成本等。

在一些地层成分主要是黏质粉土、粉砂、细砂等的隧道掘进过程中，不可避免的出现渣土粘结皮带现象，在这种情况下，必须采用刮泥板对皮带进行清理。在土压平衡盾构机上常采用的皮带刮泥板是从动轮处下层皮带内侧三角刮泥板及主动轮处自带的尼龙刮泥板，不能起到很好的刮泥效果，从而致使下层皮带外层粘泥现象严重，导致渣土在隧道中掉落严重，且皮带滚轮粘结严重，形成较厚的泥膜，在皮带转动过程中产生较大的摩擦阻力，致使皮带驱动电机扭矩增大，易引起皮带电机过载，从而导致变频器过载报警，断路器频繁跳闸，引起不必要的电气故障。另外，刮泥板与盾构机一般通过螺栓连接，安装好后刮泥板与皮带的距离无法调节，使用起来多有不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种盾构机皮带刮泥器，旨在解决现有刮泥板刮泥效果不好且刮泥板与皮带的距离无法调节的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种盾构机皮带刮泥器，包括：固定座，设置在盾构机的皮带固定架上，且所述固定座内设置有开口向上的空腔；

刮泥板，插设在所述空腔内；

升降装置，顶部与所述刮泥板连接，底部设置在所述皮带固定架或所述固定座上，用于带动所述刮泥板上下移动，且所述升降装置与控制系统电连接。

进一步地，所述刮泥板的侧壁上设置有用于防止所述刮泥板上下移动时发生左右偏移的限位块，所述固定座的侧壁上设置有用于容纳所述限位块且供所述限位块上下滑动的滑动定位槽，所述限位块穿过所述滑动定位槽且延伸在所述固定座外。

进一步地，所述升降装置通过设置在所述刮泥板上的安装座与所述刮泥板连接。

进一步地，所述固定座包括主体和对称设置在所述主体两侧的安装板，所述安装板与所述皮带固定架固定连接，所述主体为开口朝上的u型槽，所述u型槽为所述空腔，所述升降装置设置在所述安装板上。

进一步地，所述限位块为与所述刮泥板螺纹连接的螺栓，所述升降装置为液压缸，所述液压缸为两个，且分别设置在所述刮泥板的两端，所述液压缸顶部与所述刮泥板连接，底部设置在所述皮带固定架或所述固定座上，且所述液压缸与所述控制系统电连接。

进一步地，所述控制系统包括相互连通的主供油管路和同步油路，所述主供油管路的一端通过减压阀与油箱连通，所述主供油管路的另一端通过液控单向阀与所述同步油路的一端连通，所述同步油路与两个所述液压缸的无杆腔分别连通，两个所述液压缸的有杆腔分别通过三位四通电磁换向阀与所述油箱连通，所述三位四通电磁换向阀与电控系统电连接。

进一步地，所述同步油路包括与两个所述液压缸的无杆腔分别连通的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路分别通过同步阀与所述液控单向阀连通。

进一步地，所述主供油管路包括相互并联的第一供油管路、第二供油管路和第三供油管路，所述第一供油管路上设置有插装阀，所述插装阀的进油口通过所述减压阀与所述油箱连通，所述插装阀的出油口与所述液控单向阀的进油口连通，所述插装阀的控制口与所述同步阀连通；所述第二供油管路上设置有手动液控阀，所述手动液控阀的进油口通过所述减压阀与所述油箱连通，所述手动液控阀的出油口通过单向阀与所述液控单向阀的进油口连通；所述第三供油管路为依次串联连通所述减压阀、所述三位四通电磁换向阀和所述液控单向阀的供油管路。

进一步地，所述电控系统包括第一开关、第一继电器、第二开关和第二继电器，所述第一继电器的线圈、所述三位四通电磁换向阀的第一电磁铁、所述第一继电器的常开触点和所述第一开关依次串联并形成用于控制所述三位四通电磁换向阀的第一阀体导通或闭合的第一供电回路，所述第二继电器的线圈、所述三位四通电磁换向阀的第二电磁铁、所述第二继电器的常开触点和所述第二开关依次串联并形成用于控制所述三位四通电磁换向阀的第二阀体导通或闭合的第二供电回路，所述第一供电回路和所述第二供电回路还分别通过微断开关与电源电连接。

进一步地，所述第一供电回路和所述第二供电回路还分别通过急停开关与所述微断开关电连接。

本发明提供的盾构机皮带刮泥器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明盾构机皮带刮泥器对现有盾构机上下皮带的刮泥装置进行了改进，将其设置为了固定座、刮泥板和升降装置相组合的形式。其中，升降装置的设置实现了刮泥板距离盾构机下皮带间距的可调性，使得刮泥板顶部发生磨损后控制系统或用户可根据具体情况快速对刮泥板与下皮带之间的间接进行调整，确保了盾构机皮带刮泥器的刮泥效果始终保持较好的状态且平稳性优良。升降装置设置为两个则确保了刮泥板两端受力的稳定性，同时确保了下皮带不同区域的刮泥效果一致。固定座的设置使得刮泥板在使用时不会发生前后摆动或只能在很小的区间内(即空腔的宽度范围内)摆动，有效避免了下皮带粘泥较多时刮泥板随之发生大幅度偏移影响刮泥效果的现象发生，进而确保了刮泥板良好的刮泥效果，同时降低了使用过程中升降装置发生损坏的风险。

经试验，采用本发明所提供的盾构机皮带刮泥器，在盾构机推进过程中，皮带上基本不掉落渣土，对皮带也无损伤，提高了施工效率，保证人员施工安全，而且大大降低了一些设备的故障率，使施工可以顺利进行。综上所述，通过本发明所提供的盾构机皮带刮泥器，能够有效的消除盾构机下皮带渣土，保证了施工人员的正常施工，隧道清洁，且盾构机上的各部件不受损害，提高了施工效率。本设备尤其适用于粘质粉土、粉砂和细砂地层，有很大的推广空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的盾构机皮带刮泥器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的盾构机皮带刮泥器安装后的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的盾构机皮带刮泥器安装后的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的盾构机皮带刮泥器的控制系统液压原理示意图；

图5为本发明实施例提供的电控系统的电路原理示意图。

图中：1、固定座；11、主体；12、安装板；2、控制系统；21、主供油管路；211、第一供油管路；212、第二供油管路；213、第三供油管路；22、同步油路；221、第一支路；222、第二支路；223、同步阀；23、液控单向阀；24、三位四通电磁换向阀；25、油箱；26、插装阀；27、手动液控阀；28、单向阀；29、减压阀；3、空腔；4、刮泥板；5、电控系统；51、第一供电回路；52、第二供电回路；6、限位块；7、滑动定位槽；8、升降装置；9、安装座；10、皮带固定架；13、下皮带。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明实施例提供的盾构机皮带刮泥器进行说明。所述盾构机皮带刮泥器，包括固定座1，设置在盾构机的皮带固定架10上，且固定座1内设置有开口向上的空腔3；刮泥板4，插设在空腔3内；升降装置8，顶部与刮泥板4连接，底部设置在皮带固定架10或固定座1上，用于带动刮泥板4上下移动，且升降装置8与控制系统2电连接。

使用时，将固定座1安装在皮带固定架10上，将刮泥板4插设在固定座1的空腔3内，并将升降装置8固定在皮带固定架10或固定座1上，安装好位置后，通过控制系统2控制升降装置8的高度，使得刮泥板4顶部与盾构机的下皮带13抵接，之后随之皮带的转动，刮泥板4对下皮带13进行刮泥操作。当刮泥板4顶部发生磨损时，进一步调整升降装置8的高度，使得刮泥板4再次与下皮带13抵接。当刮泥板4需要更换时则将升降装置8高度降低，将刮泥板4拆下进行更换。

本发明提供的盾构机皮带刮泥器，与现有技术相比，本发明对现有盾构机上下皮带13的刮泥装置进行了改进，将其设置为了固定座1、刮泥板4和升降装置8相组合的形式。其中，升降装置8的设置实现了刮泥板4距离盾构机下皮带13间距的可调性，使得刮泥板4顶部发生磨损后控制系统2或用户可根据具体情况快速对刮泥板4与下皮带13之间的间接进行调整，确保了盾构机皮带刮泥器的刮泥效果始终保持较好的状态且平稳性优良。固定座1的设置使得刮泥板4在使用时不会发生前后摆动或只能在很小的区间内(即空腔3的宽度范围内)摆动，有效避免了下皮带13粘泥较多时刮泥板4随之发生大幅度偏移影响刮泥效果的现象发生，进而确保了刮泥板4良好的刮泥效果，同时降低了使用过程中升降装置8发生损坏的风险。

经现场试验，采用本发明所提供的盾构机皮带刮泥器，在盾构机推进过程中，皮带上基本不掉落渣土，对皮带也无损伤，提高了施工效率，保证人员施工安全，而且大大降低了一些设备的故障率，使施工可以顺利进行。综上所述，通过本发明所提供的盾构机皮带刮泥器，能够有效的消除盾构机下皮带渣土，保证了施工人员的正常施工，隧道清洁，且盾构机上的各部件不受损害，提高了施工效率。本设备尤其适用于粘质粉土、粉砂和细砂地层，有很大的推广空间。

本实施例中升降装置8可以为液压缸、电缸、气缸等市场现有的且可以通过控制系统2自动控制升降的升降装置。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，刮泥板4的侧壁上设置有用于防止刮泥板4上下移动时发生左右偏移的限位块6，固定座1的侧壁上设置有用于容纳限位块6且供限位块6上下滑动的滑动定位槽7，限位块6穿过滑动定位槽7且延伸在固定座1外。

限位块6和滑动定位槽7的设置使得刮泥板4在升降装置8的带动下进行上下移动时不会发生左右偏移，进而确保了刮泥板4与下皮带13的接触面积固定不变，确保了刮泥板4刮泥效果的稳定性，同时确保了升降装置8受力的稳定性，保证了其较长的使用寿命。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，升降装置8通过设置在刮泥板4上的安装座9与刮泥板4连接。

安装座9的设置使得升降装置8与刮泥板4可稳定连接，且不会受到刮泥板4本身宽度的限制，安装起来更加方便快捷。

本实施例中安装座9与刮泥板4和升降装置8分别可拆卸连接，这样设置有效提高了刮泥板4或升降装置8安装或更换时操作的便捷性。本实施例中刮泥板4长度大于固定座1长度，安装座9设置在固定座1外侧。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，固定座1包括主体11和对称设置在主体11两侧的安装板12，安装板12与皮带固定架10固定连接，主体11为开口朝上的u型槽，u型槽为空腔3，升降装置8设置在安装板12上。升降装置8安装在固定座1上，便于生产商在工厂将设备组装好进行整体销售或搬运，这一设置有效提高了设备运输和搬运的便捷性，同时降低了零部件遗矢的风险。

本实施例中安装板12通过螺栓与皮带固定架10可拆卸固定连接。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，限位块6为与刮泥板4螺纹连接的螺栓，升降装置8为液压缸，液压缸为两个，且分别设置在刮泥板4的两端，液压缸顶部与刮泥板4连接，底部设置在皮带固定架10或固定座1上，且液压缸与控制系统2电连接。

限位块6采用螺栓，实现了限位块6与刮泥板4的可拆卸连接，便于用户根据需要将刮泥板4由固定座1中取出或装上。同时限位块6采用螺栓，还增加了限位块6的多功能性。当设备正常使用时，螺栓可以不拧紧，仅仅充当可随刮泥板4上下移动的限位块6使用；当升降装置8发生故障需要更换时，可将螺栓拧紧，使得刮泥板4固定在固定座1上，这时螺栓可作为刮泥板4与固定座1的固定件使用，这一设置有效增加了升降装置8安装及拆卸时操作的便捷性和安全性。

升降装置8采用液压缸，取材方便，且对刮泥板4的顶推力足够大，可保证刮泥板4较好的刮泥效果。升降装置8设置为两个则确保了刮泥板4两端受力的稳定性，同时确保了下皮带13不同区域的刮泥效果一致。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，参阅图4，控制系统2包括相互连通的主供油管路21和同步油路22，主供油管路21的一端通过减压阀29与油箱25连通，主供油管路21的另一端通过液控单向阀23与同步油路22的一端连通，同步油路22与两个液压缸的无杆腔分别连通，两个液压缸的有杆腔分别通过三位四通电磁换向阀24与油箱25连通，三位四通电磁换向阀24与电控系统5电连接。

当刮泥板4需要升高时，电控系统5控制三位四通电磁换向阀24右侧导通，主供油管路21导通，将油箱25内的液压油经液控单向阀23供给同步油路22，同步油路22将油路进行分流后分别向两个液压缸的无杆腔同步供油，控制两个液压缸同步上升，液压缸中有杆腔内的液压油则经三位四通电磁换向阀24回流至油箱25内。当刮泥板4工作时，电控系统5控制三位四通电磁换向阀24中位工作，将液压系统的油路封堵，保持液压缸高度稳定。当刮泥板4需要更换时，电控系统5控制三位四通电磁换向阀24左侧导通，系统开始向液压缸有杆腔供油，液压缸无杆腔的液压油则依次通过液控单向阀23、三位四通电磁换向阀24向油箱25内回流。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，参阅图4，同步油路22包括与两个液压缸的无杆腔分别连通的第一支路221和第二支路222，第一支路221和第二支路222分别通过同步阀223与液控单向阀23连通。本发明通过同步油路22的设置实现了两个液压缸的同步控制，确保了刮泥板4两端受力的一致性。

本实施例中同步阀223可采用市场上现有的双路同步阀或节流阀，只要能使得第一支路221和第二支路222的液压流量及流速一致即可。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，参阅图4，主供油管路21包括相互并联的第一供油管路211、第二供油管路212和第三供油管路213，第一供油管路211上设置有插装阀26，插装阀26的进油口通过减压阀29与油箱25连通，插装阀26的出油口与液控单向阀23的进油口连通，插装阀26的控制口与同步阀223连通；第二供油管路212上设置有手动液控阀27，手动液控阀27的进油口通过减压阀29与油箱25连通，手动液控阀27的出油口通过单向阀28与液控单向阀23的进油口连通；第三供油管路213为依次串联连通减压阀29、三位四通电磁换向阀24和液控单向阀23的供油管路。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，参阅图5，电控系统5包括第一开关、第一继电器、第二开关和第二继电器，第一继电器的线圈、三位四通电磁换向阀24的第一电磁铁、第一继电器的常开触点和第一开关依次串联并形成用于控制三位四通电磁换向阀24的第一阀体导通或闭合的第一供电回路51，第二继电器的线圈、三位四通电磁换向阀24的第二电磁铁、第二继电器的常开触点和第二开关依次串联并形成用于控制三位四通电磁换向阀24的第二阀体导通或闭合的第二供电回路52，第一供电回路51和第二供电回路52还分别通过微断开关与电源电连接。

本发明中设置了三种相互并联的供油管路(即第一供油管路211、第二供油管路212和第三供油管路213)，这三种供油管路代表三种液压缸控制方式，分别为：自动控制、手动控制、电液控制方式。三种控制方式的工作原理如下：

1.自动控制方式

盾构机皮带刮泥器中各部件安装完成后，为实现自动控制，首先调整盾构机中皮带张力，达到理想的出渣效果；其次，根据刮泥板4与下皮带13形成的良好刮泥效果来确定液压缸无杆腔的压力，从而确定减压阀29与插装阀26的压差。当刮泥板4磨损后，与下皮带13形成一定的间隙，此时插装阀26检测到液压缸无杆腔压力下降，此时进油经过减压阀29，使插装阀26打开，油路流向液控单向阀23处，经同步阀223分流后进入两个液压缸的无杆腔，直至无杆腔油压达到设定标准，此时，插装阀26关闭，以此来实现自动控制。这一设置使得控制系统2可实现液压缸压力的自动检测，即刮泥板4是否发生磨损的自动检测，并在刮泥板4磨损后，自动控制升降装置8(液压缸)带动刮泥板4上升，从而实现了盾构机皮带刮泥器与下皮带13间间距的自动检测与调整，提高了设备整体的自动化程度，提高工作效率，保住了设备良好平稳的刮泥效果。

2.手动控制方式

引自辅助液压系统的油路流经减压阀29，到达手动液控阀4处，按下手动液控阀4，油路上下导通，经单向阀28、液控单向阀23、同步阀223后到达液压缸无杆腔，使液压缸带动刮泥板4及其上限位块6沿滑动定位槽7走向竖直上升，直至达到良好的刮泥效果。

3.电液控制方式

引入24v供电电压，微断开关f1合闸，急停开关s1状态正常，按下第一开关sb1按钮，第一继电器k1的线圈得电，第一继电器k1的常开触点闭合，三位四通电磁换向阀24的第一电磁铁y1得电，第一阀体(即右侧阀体)导通，进油经过三位四通电磁换向阀24、液控单向阀23、同步阀223后进入液压缸无杆腔，使液压缸带动刮泥板4及其上限位块6沿滑动定位槽7走向竖直上升，直至达到良好的刮泥效果。当需要更换刮泥板4时，按下第二开关(即下降按钮)，第二继电器k2的线圈得电，第二继电器k2的常开触点闭合，三位四通电磁换向阀24的第二电磁铁y2得电，第二阀体(即左侧阀体)导通，油路流至液压缸有杆腔，同时到达液控单向阀23，并打开液控单向阀13，使其无杆腔形成回油油路，流至油箱13，液压缸带动刮泥板4下降，更换同规格刮泥板4。

其中，微断开关可采用c65n1pc6a型施耐德小型断路器，第一开关和第二开关可采用zb4-bw333型按钮开关，第一继电器和第二继电器可采用34.7024.0010型finder24v继电器。

作为本发明提供的盾构机皮带刮泥器的一种具体实施方式，请参阅图5，第一供电回路51和第二供电回路52还分别通过急停开关与微断开关电连接。

急停开关的设置便于设备发生故障后可以立即停止工作，防止损害或损失扩大。急停开关可采用zb4-bs844型按钮开关。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。