一种矩形顶管机用超挖铲刀

摘要

本发明公开了一种矩形顶管机用超挖铲刀，包括刀座和刀身，所述刀身安装在刀座上，所述刀身设置成三棱锥形，所述刀身包括顶面、两侧面和切入边，所述刀身的最顶端上设置有第一合金刀，所述两侧面上分别设置有第二合金刀，所述切入边上安装有第三合金刀；所述刀座包括正面和背面，所述刀座背面设置有限位销，所述刀座正面包括正压面和斜压面所述正压面上设置有第四合金刀，所述斜压面上设置有第五合金刀，所述斜压面的前端设置有第六合金刀。本发明的超挖铲刀设置有三棱锥形的刀身，可以快速切入土体，同时设置有六种合金刀，可实现对盲区超挖、减少渣土的粘结、提高施工效率，并且其结构合理、安装方便。

权利要求

1.一种矩形顶管机用超挖铲刀，包括刀座和刀身，所述刀身安装在刀座上，其特征在于：所述刀身设置成三棱锥形，所述刀身包括顶面、两侧面和切入边，所述刀身的最顶端上设置有第一合金刀，所述两侧面上分别设置有第二合金刀，所述第二合金刀设置成半圆柱形，所述第二合金刀分别垂直于刀身的顶面，所述第二合金刀的长度自前向后逐渐减少，所述切入边为两侧面的相交边，所述切入边上安装有第三合金刀；所述刀座包括正面和背面，所述刀座背面设置有限位销，所述刀座正面包括正压面和斜压面，所述正压面和斜压面的夹角为150度，所述正压面上设置有第四合金刀，所述正压面上还开设有多个用于固定刀座的螺孔，所述第四合金刀设置成三棱柱形，所述斜压面上设置有第五合金刀，所述第五合金刀设置成半圆柱形，所述斜压面的前端设置有第六合金刀，所述第六合金刀设置成椭圆柱形，所述第六合金刀的短轴长度与第五合金刀的直径长度相同。

2.根据权利要求1所述的一种矩形顶管机用超挖铲刀，其特征在于：所述切入边的底端设置有用于正面切入土壤的正切边，所述正切边和切入边的夹角为162度。

3.根据权利要求1所述的一种矩形顶管机用超挖铲刀，其特征在于：所述第二合金刀的数量为8根，以4根为一组，两组分别安装在所述两侧面上。

4.根据权利要求1所述的一种矩形顶管机用超挖铲刀，其特征在于:所述第四合金刀和第五合金刀的数量均为2根。

5.根据权利要求4所述的一种矩形顶管机用超挖铲刀，其特征在于:所述第四合金刀分成两组，两组分别安装在刀身两侧的正压面上；所述第五合金刀分成两组，两组分别安装在刀身两侧的斜压面上。

说明书

一种矩形顶管机用超挖铲刀

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道工程施工设备领域，具体设计一种矩形顶管机用超挖铲刀。

背景技术

[0002] 随着城市的快速发展，通信、电力、给排水等管路管线的立体布置被提上 日程，城市管网顶管机是目前管线开挖必不可少的选择方案。目前应用最多的是 矩形顶管机，多数情况下顶管机施工都是曲线施工需要转弯和纠偏，这就使用到 超挖铲刀，对土体进行径向超挖。

[0003] 但是现有的矩形顶管机在施工过程中，由于开挖掌子面为矩形，开挖刀盘不 能完全实现对掌子面的开挖，遗留的开挖盲区对矩形顶管机推进造成了很大的困 难。采用普通铲刀只能用于铲刮刀盘开挖后遗留的较薄土层，对于形状不规则的 较大的开挖盲区，只能通过增大推进力来实现盲区土体的铲销，刀具受土体摩擦 力大，易粘结泥饼，从而影响刀具寿命，影响掘进速度和施工安全。发明内容：

[0004] 针对现有技术不足，本发明提供了一种矩形顶管机用超挖铲刀，可实现对盲 区超挖，减少渣土的粘结，提高施工效率，并且其结构合理、安装方便。

[0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

[0006] 一种矩形顶管机用超挖铲刀，包括刀座和刀身，所述刀身安装在刀座上，所 述刀身设置成三棱锥形，所述刀身包括顶面、两侧面和切入边，所述刀身的最顶 端上设置有第一合金刀，所述两侧面上分别设置有第二合金刀，所述第二合金刀 设置成半圆柱形，所述第二合金刀分别垂直于刀身的顶面，所述第二合金刀的长 度自前向后逐渐减少，所述切入边为两侧面的相交边，所述切入边上安装有第三 合金刀；所述刀座包括正面和背面，所述刀座背面设置有限位销，所述刀座正面 包括正压面和斜压面，所述正压面和斜压面的夹角为150度，所述正压面上设置 有第四合金刀，所述第四合金刀设置成三棱柱形，所述斜压面上设置有第五合金 刀，所述第五合金刀设置成半圆柱形，所述斜压面的前端设置有第六合金刀，所 述第六合金刀设置成椭圆柱形。

[0007] 作为本发明的一种优化，所述正压面上还开设有多个用于固定刀座的螺孔。

[0008] 作为本发明的一种优化，所述第六合金刀的短轴长度与第五合金刀的直径长 度相同。

[0009] 作为本发明的一种优化，所述切入边的底端设置有用于正面切入土壤的正切 边，所述正切边和切入边的夹角为162度。由于正切边是率先接触到土体，故刀 头采用尖锐形的话，可以快速插入土体，但是这样容易导致刀头容易损坏，本发 明采用正切边切入土体，对挖铲土体的效率不会起到太大影响，且可以保护刀头， 增长超挖铲刀的寿命。

[0010] 作为本发明的一种优化，所述第二合金刀的数量为8根，以4根为一组，两 组分别安装在所述两侧面上。保证刀身两侧面都可以充分切削土壤，避免土壤粘 结在刀身上。

[0011] 作为本发明的一种优化，所述第四合金刀和第五合金刀的数量均为2根。

[0012] 作为本发明的一种优化，所述第四合金刀分成两组，两组分别安装在刀身两 侧的正压面上；所述第五合金刀分成两组，两组分别安装在刀身两侧的斜压面上。

[0013] 本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀，其具有如下益效果：

[0014] 1、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有安装有第三合金刀和第 六合金刀，所述第三合金刀和第六合金刀先对土壤进行切入，避免了超挖铲刀开 挖时直接大面积接触土壤，可以完全实现对掌子面的开挖，防止开挖盲区阻碍顶 管机掘进。

[0015] 2、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀的刀身设置成三棱锥形，刀身 结构前小后大，可对切削后的土体进行疏导增强土体流动性，提高了挖铲的效率， 并且刀座前端设置的第六合金还可用于铲削较薄土层，避免较薄土层无法挖铲而 妨碍顶管掘进。

[0016] 3、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有第一合金刀，可以对高 层土体进行切削，并且面对高层土体时可以优先切入土体，使整体超挖铲刀的阻 力变小，加快切削的效率。

[0017] 4、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有第二合金刀、第四合金 刀和第五合金刀，第二合金刀、第四合金刀和第五合金刀可以很好的将刀身和刀 座粘结的土壤进行切削，同时第二合金刀垂直于刀身顶面，且设置成三棱柱形， 可以对刀身两侧面的土壤进行最高效最全面的切割，避免产生盲区，并且将土壤 挤压出刀身，避免土壤粘结在刀身上。

[0018] 5、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有正压面和斜压面，斜压 面和正压面成150度角，这样切削土体的时候，土体经斜压面和第五合金刀的高 速切削时，土壤会朝外滑出刀座，而正压面则不会受到土壤的直接冲击，这样不 仅提高了掘进效率，同时保护了刀座，减少刀座受到的冲击力，也减少了顶管机 超挖掘进时受到的阻力。

附图说明

[0019] 图1为本发明超挖铲刀的结构示意图；

[0020] 图2为本发明超挖铲刀的正视示意图；

[0021] 图3为本发明超挖铲刀的俯视示意图；

[0022] 图4为本发明超挖铲刀的侧视示意图。

[0023] 附图标记：1、刀座；2、刀身；3、顶面；4、两侧面；5、切入边；6、第一合金 刀；7、第二合金刀；8、第三合金刀；9、第四合金刀；10、第五合金刀；11、 第六合金刀；12、限位销；13、正压面；14、斜压面；15、螺孔；16、正切边。

具体实施方式

[0024] 下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

[0025] 如图1、图2、图3和图4所示，一种矩形顶管机用超挖铲刀，包括刀座1 和刀身2，所述刀身2安装在刀座1上，所述刀身2设置成三棱锥形，所述刀身 2包括顶面3、两侧面4和切入边5，所述刀身2的最顶端上设置有第一合金刀6， 所述两侧面4上分别设置有第二合金刀7，所述第二合金刀7设置成半圆柱形， 所述第二合金刀7分别垂直于刀身2的顶面3，所述第二合金刀7的长度自前向 后逐渐减少，所述切入边5为两侧面4的相交边，所述切入边5上安装有第三合 金刀8；所述刀座1包括正面和背面，所述刀座1背面设置有限位销12，所述刀 座1正面包括正压面13和斜压面14，所述正压面13和斜压面14的夹角为150 度，所述正压面
13上设置有第四合金刀9，所述第四合金刀9设置成三棱柱形， 所述斜压面14上设置有第五合金刀10，所述第五合金刀10设置成半圆柱形，所 述斜压面14的前端设置有第六合金刀
11，所述第六合金刀11设置成椭圆柱形。

[0026] 如图3所示，所述正压面13上还开设有多个用于固定刀座1的螺孔15。用 于配合螺栓固定刀座1，保证超挖铲刀的安全可靠性。

[0027] 如图4所示，所述第六合金刀11的短轴长度与第五合金刀10的直径长度相 同；两个长度相同可以保证均匀切割土壤。所述切入边5的底端设置有用于正面 切入土壤的正切边16，所述正切边16和切入边5的夹角为162度，所述正切边 16与竖直线的夹角为90度；由于正切边16是率先接触到土体，故刀头采用尖锐 形的话，可以快速插入土体，但是这样容易导致刀头容易损坏，本发明采用正切 边16先切入土体，再让切入边5逐渐深入土体，且保持162度角，可以提高切 入效率，使正切边16相对尖锐刀头，不会降低挖铲土体的效率，又可以保护刀 头，增长超挖铲刀的寿命。

[0028] 如图4所示，所述第二合金刀7的数量为8根，以4根为一组，两组分别安 装在所述两侧面4上。保证刀身2两侧面4都可以充分切削土壤，避免土壤粘结 在刀身2上。

[0029] 如图3所示，所述第四合金刀9和第五合金刀10的数量均为2根；所述第 四合金刀9分成两组，两组分别安装在刀身2两侧的正压面13上；所述第五合 金刀10分成两组，两组分别安装在刀身2两侧的斜压面14上。充分切割土壤同 时避免土壤粘结在超挖铲刀上。

[0030] 在实际使用过程中，将刀座1背面的限位销12焊接在顶管机上，同时通过 螺栓将刀座1固定稳便可以开始使用。第六合金刀11和正切边16的第三合金刀 8先行插入土体进行切削，随后顶管机继续掘进，土体沿刀身2向后，刀身2上 的第二合金刀7对土体再次切削，并将经切削过的土壤挤出刀身2，而刀座1上 土体的先经过斜压面14上第五合金刀10切削后飞出刀座1，而没有飞出的则经 正压面13的第四合金刀9切削和阻挡而离开刀座1，最终完成超挖掘进，并尽量 保证超挖铲刀的洁净。

[0031] 本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀，其具有如下益效果：

[0032] 1、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有安装有第三合金刀8和 第六合金刀11，所述第三合金刀8和第六合金刀11先对土壤进行切入，避免了 超挖铲刀开挖时直接大面积接触土壤，可以完全实现对掌子面的开挖，防止开挖 盲区阻碍顶管机掘进。

[0033] 2、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀的刀身2设置成三棱锥形，刀 身2结构前小后大，可对切削后的土体进行疏导增强土体流动性，提高了挖铲的 效率，并且刀座1前端设置的第六合金还可用于铲削较薄土层，避免较薄土层无 法挖铲而妨碍顶管掘进。

[0034] 3、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有第一合金刀6，可以对高 层土体进行切削，并且面对高层土体时可以优先切入土体，使整体超挖铲刀的阻 力变小，加快切削的效率。

[0035] 4、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有第二合金刀7、第四合金 刀9和第五合金刀10，第二合金刀7、第四合金刀9和第五合金刀10可以很好 的将刀身2和刀座1粘结的土壤进行切削，同时第二合金刀7垂直于刀身2顶面 3，且设置成三棱柱形，可以对刀身2两侧面4的土壤进行最高效最全面的切割， 避免产生盲区，并且将土壤挤压出刀身2，避免土壤粘结在刀身2上。

[0036] 5、本发明提供的一种矩形顶管机用超挖铲刀设置有正压面13和斜压面14， 斜压面14和正压面13成150度角，这样切削土体的时候，土体经斜压面14和 第五合金刀10的高速切削时，土壤会朝外滑出刀座1，而正压面13则不会受到 土壤的直接冲击，这样不仅提高了掘进效率，同时保护了刀座1，减少刀座1受 到的冲击力，也减少了顶管机超挖掘进时受到的阻力。

[0037] 对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它 各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要 求的保护范围之内。