一种顶管机纠偏油缸连接装置及顶管机的制作方法

本实用新型涉及一种连接装置，尤其涉及一种顶管机纠偏油缸连接装置及应用所述顶管机纠偏油缸连接装置的顶管机。

背景技术：

随着我国城市建设向高层次发展，对文明施工的要求提出了更高的要求，地表随便开挖在许多城市也受到法律和规范的制约。目前，在管线施工中常采用的顶管机在掘进过程中，由于土质不均等因素使顶管机不可能按设计方向推进。目前常采用纠偏油缸顶推前筒进行纠偏，由于角度的偏转，纠偏油缸吊环与底座和连接销之间存在干涉，在大载荷的工作条件下，极易损坏连接装置，因此需要一种自由度更大的连接装置加以改进。

图1所示，现有顶管机的机械结构主要由后筒1、纠偏油缸2、前筒3、刀盘4以及驱动装置构成。前筒3与后筒1之间采用浮动连接，连接处加以密封圈密封。刀盘4旋转通过排泥浆装置将泥土排出，后筒1在千斤顶的顶推下，使顶管机向前运动，前筒3与后筒1之间还通过均布的纠偏用的多个油缸2连接。顶管机在掘进过程中需对掘进路线和方向进行控制即所谓纠偏，一般遵循勤纠、微纠的原则。合格的顶管机需保证有合适的纠偏角度。

油缸2采用十字形45度布置，分为左上、左下、右上、右下四组，每组两个油缸2，如图2所示。油缸2编组工作，相邻两组油缸2运动。右纠偏：左上、左下油缸2推出，右上、右下两个油缸2不动，实现向右纠偏。下纠偏：左上、右上油缸2推出，左下、右下油缸2不动，实现向下纠偏。在不考虑简体的重量、工作面阻力、密封结构阻力等因素时，纠偏角度的大小取决于顶管机的设计结构。

请一并参阅图3、图4及图5，由于顶管机前筒3在纠偏过程中会与后筒1产生角度偏差，从而使油缸2与前筒3的连接处产生角度A方向的偏转(如图4所示)，或者角度B方向的偏转(如图5所示)。角度B方向的偏转，使油缸2的吊环4与连接销5和底座6之间产生干涉，如图5所示。长时间在偏载条件下工作，会对油缸2产生严重损坏，诱发生产事故，降低生产效率。

技术实现要素：

本实用新型是为了避免上述现有技术的不足之处，提供一种顶管机纠偏油缸连接装置及应用所述顶管机纠偏油缸连接装置的顶管机，所述顶管机纠偏油缸连接装置能使与其连接的顶管机的前筒产生三个不同自由度的旋转，避免顶管机的前筒和纠偏油缸之间产生干涉的问题，本实用新型可万向承载，即可承受压力、拔力和任意方向的剪力，因而可万向转动，以释放任意方向的弯距。

本实用新型的解决方案是：一种顶管机纠偏油缸连接装置，其包括底座、连接杆和直径大于连接杆直径的球形结构；所述底座包括上底座和下底座，下底座固定在顶管机的前筒上，上底座固定在下底座上；所述底座内具有球形凹槽，球形凹槽的一部分空间在上底座内，球形凹槽的剩余空间在下底座内，上底座的一侧开设与球形凹槽相通且直径小于球形凹槽直径的通孔；球形结构收容在球形凹槽内，连接杆的一端固定在球形结构上，连接杆的相对另一端穿出通孔后固定在顶管机的纠偏油缸的活塞连杆的端部上；通孔的直径小于球形结构的直径。

作为上述方案的进一步改进，上底座和下底座通过若干螺栓固定。

作为上述方案的进一步改进，球形凹槽与球形结构之间填充润滑剂。

作为上述方案的进一步改进，连接杆和球形结构一体成型。

本实用新型还提供一种顶管机，其包括前筒、多个纠偏油缸、与多个纠偏油缸相对应的多个顶管机纠偏油缸连接装置；每个顶管机纠偏油缸连接装置包括底座、连接杆和直径大于连接杆直径的球形结构；所述底座包括上底座和下底座，下底座固定在顶管机的前筒上，上底座固定在下底座上；所述底座内具有球形凹槽，球形凹槽的一部分空间在上底座内，球形凹槽的剩余空间在下底座内，上底座的一侧开设与球形凹槽相通且直径小于球形凹槽直径的通孔；球形结构收容在球形凹槽内，连接杆的一端固定在球形结构上，连接杆的相对另一端穿出通孔后固定在顶管机的纠偏油缸的活塞连杆的端部上；通孔的直径小于球形结构的直径。

作为上述方案的进一步改进，连接杆与相应的活塞连杆同轴固定。

作为上述方案的进一步改进，多个纠偏油缸以前筒的中心轴为中心均匀环形布局。

作为上述方案的进一步改进，上底座和下底座通过若干螺栓固定。

作为上述方案的进一步改进，球形凹槽与球形结构之间填充润滑剂。

作为上述方案的进一步改进，连接杆和球形结构一体成型。

本实用新型顶管机纠偏油缸连接装置的设计，使下底座与顶管机的前筒直接连接，从而可以使前筒产生三个不同自由度的旋转，避免前筒和纠偏油缸的干涉问题。此方案可万向承载，即可承受压力、拔力和任意方向的剪力，因而可万向转动，以释放任意方向的弯距。当顶管机向下偏离预设路线时，下侧两组纠偏油缸向前顶推s距离，上测两组纠偏油缸保持不动，纠偏油缸的位移差迫使前向上发生一定角度的偏转，从而使顶管机完成向上纠偏。此过程中，由于改进了纠偏油缸与前筒的连接方式，从而避免了纠偏过程中传统纠偏油缸吊环与底座和连接销之间的干涉，大大提高了顶管机的偏转角度限制，使顶管机可以更加高效灵活的运行。

附图说明

图1是现有顶管机机械结构示意图。

图2是图1中顶管机的所有纠偏油缸的分布示意图。

图3是图1中顶管机的纠偏油缸的固定方式示意图。

图4是图3中纠偏油缸在纠偏过程中可能会出现的角度A方向上的偏转示意图。

图5是图3中纠偏油缸在纠偏过程中可能会出现的角度B方向上的偏转示意图。

图6是本实用新型的顶管机纠偏油缸连接装置的结构示意图。

图7是图6中顶管机纠偏油缸连接装置在纠偏过程中的结构示意图。

图8是本实用新型的顶管机在纠偏油缸处的偏转效果图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图6、图7及图8，本实用新型的顶管机纠偏油缸连接装置主要应用在顶管机上，顶管机包括前筒12、多个纠偏油缸、与多个纠偏油缸相对应的多个顶管机纠偏油缸连接装置，多个纠偏油缸尽量以前筒12的中心轴为中心均匀环形布局。

每个顶管机纠偏油缸连接装置在结构上，主要包括底座、连接杆10和直径大于连接杆10直径的球形结构11。

底座包括上底座8和下底座9，下底座9固定在顶管机的前筒12上，上底座8固定在下底座9上。上底座8和下底座9可通过若干螺栓15、螺钉等紧固件固定，下底座9也可以通过螺栓、螺钉等紧固件固定在前筒12上，当然下底座9也可以通过螺栓15与上底座8一起固定在顶管机的前筒12上。

所述底座内具有球形凹槽13，球形凹槽13的一部分空间在上底座8内，球形凹槽13的剩余空间在下底座9内。上底座8的一侧开设与球形凹槽13相通且直径小于球形凹槽13直径的通孔14，通孔14的直径小于球形结构11的直径。

球形结构11收容在球形凹槽13内，连接杆10的一端固定在球形结构11上，连接杆10的相对另一端穿出通孔14后固定在顶管机的纠偏油缸的活塞连杆7的端部上。为提高本装置的结构强度，连接杆10和球形结构11最好为一体成型结构。为了减少阻力，连接杆10与相应的活塞连杆7尽量同轴固定。

综上所述，本实用新型将传统连接方式改进为球铰连接，纠偏油缸的活塞连杆7的头部采用球形结构11，上底座8与下底座9通过螺栓15连接将球形结构11卡在球形凹槽13内，球形凹槽13与球形结构11之间的间隙内可填充润滑剂进行润滑。下底座9与顶管机的前筒12进行连接，从而可以使其产生三个不同自由度的旋转，避免干涉的问题。此方案可万向承载，即可承受压力、拔力和任意方向的剪力。可万向转动，以释放任意方向的弯距。

请再次参阅图8，当顶管机向下偏离预设路线时，下侧两组纠偏油缸向前顶推s距离，上测两组纠偏油缸保持不动，纠偏油缸的位移差迫使前筒12向上发生一定角度的偏转，从而使顶管机完成向上纠偏。此过程中，由于改进了纠偏油缸与前筒12的连接方式，从而避免了纠偏过程中传统纠偏油缸吊环与底座和连接销之间的干涉，大大提高了顶管机的偏转角度限制，使顶管机可以更加高效灵活的运行。

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