CN1007636B - 防护式隧道掘进机 - Google Patents

Abstract

防护式隧道机由一管状防护体、一安装在防护体内的隔离壁饭、一由隔离壁板支承沿防护体轴向安装的可转动的转轴、一安装在转轴前端的截割头和一通过转轴转动截割头的机构组成。机器亦包括一使第一和第二截割器相对的后直线移动的机构。机器使第一截割器超前于第二截割器。用第一截割器掘进如泥层样软地质层的工作面；机器使第二截割器超前于第一截割器，用第二截割器掘进如岩层样硬地质层的工作面。

Description

本发明与掘进隧道用的防护式隧道掘进机有关。较详细说，与用装备了两种刀具的铲刀头掘进工作面的防护式隧道掘进机有关。

一般来说，利用压力泥浆水或压力清水排出土石同时又防止隧道工作面倒塌的防护式隧道掘进机，在其铲刀头上安装的或是用来掘进粘土之类软层的若干铲刀齿组，或是用来掘进岩石类硬层的若干盘形滚刀组。

然而，当机器装备铲刀齿组掘进硬层时，隧道工作面会使铲刀齿组受到损坏;当机器装备盘形滚刀组掘进软层时，隧道掘进机的工作效率就要降低。因此，只装备着一种类型的刀具的一般机器，依据安装在其铲刀头上的刀具类型，只能掘进软层或掘进硬层。

我们知道有些掘进机的铲刀头同时装备有若干铲刀齿组和若干盘形滚刀组，可是在这种众所周知的机器上，铲刀齿组和盘形滚刀组都是固定在铲刀头上，在掘进软层时结果泥土泥浆等附着在盘形滚刀上，因而盘形滚刀妨碍了掘进工作，在掘进硬层时则铲刀齿受到损坏。

本发明的目的是提供一种既适用于软层又适用于硬层的防护式隧道掘进机。在这种掘进机上尽管带有铲刀齿组和盘形滚刀组，但在掘进软层时，盘形滚刀不阻碍掘进工作，而且在掘进硬层时，铲刀齿也不会损坏。

根据这一发明，防护式隧道机包括一管状的防护体，防护体内装有隔离壁板，一转轴沿着防护体轴线安装，支承在隔离壁板上并可转 动。铲刀头装在转轴的前端，铲刀头装备有包括若干铲刀齿组的第一铲刀和若干盘形滚刀组的第二铲刀，一套通过转轴转动铲刀头的机构，和一套使第一铲刀与第二铲刀作前后相对直线移动的机构。

根据本发明，铲刀齿组和盘形滚刀组分别安装在第一和第二铲刀上，一机构使第一和第二铲刀作相对前伸和后缩的直线移动。这样，为了掘进隧道，根据工作面的地质条件，可伸出铲刀齿组和盘形滚刀组二者之一，而另一个后缩。因此，这种防护式隧道机既能适用于软层也能适用于硬层，同样也能适用于软硬层交替的隧道层。进而言之，在掘进软层时，盘形滚刀不会阻碍掘进工作，在掘进硬质时铲刀齿也不会损坏。

本发明目的和性能，参照本发明最佳实施例的附图说明如下。

图1为本发明的防护式隧道机具体结构的轴向剖视图;

图2为图1所示机器的左视图;

图3为本发明的防护式隧道机另一种具体结构的轴向剖视图。

图1和图2所示的防护式隧道机10包括壁板14和隔离壁板16，分别垂直安装在管状防护体12中，从隔离壁板16至壁板14的隔开空间作为渣土室18，由壁板14和隔离壁板16支承的空心转轴20穿过防护体12的中心部位并可转动。

装有第一铲刀24和第二铲刀26的铲刀头22安置在转轴20的前端上。

第一铲刀24包括用螺钉（图未示）固定在转轴20前端的轮毂28和在轮毂28前端的圆形面板30。

在面板30前面的中央部位安装有若干个中间铲刀齿组32。面板30装有从中央部位径向扩展到外缘的若干条槽口34（图示 二条）。每个槽口34相对应的两边都固定着若干个铲刀齿组36。面板30的背面安装有若干刮泥板组（图中4块），能铲刮随面板30的转动通过槽口34收集在面板30与隔离壁板16之间的渣土。面板30上两槽口34之间的径向直线方向布置有若干个窗口组，各窗口与盘形滚刀44的窗孔48有关，这将在下面说明。

第二铲刀26包括安装在转轴20前端上、並维持沿滑键（图未示）前后移动的轮毂40，和从轮毂40径向向外的若干辐条组42（图示二条），辐条42排列在面板30的后面。可转动的盘形滚刀44支承在托架座46内，托架46安装在辐条42上。这样，盘形滚刀在面板30的窗孔48中可作前伸或后缩。

通过安装在转轴20后端的旋转机构50来转动铲刀头22。旋转机构50包括一台可逆转的马达52、与马达输出轴相连接的齿轮减速器54、齿轮减速器54输出轴上的齿轮56以及与齿轮56啮合的大齿轮58。马达52和齿轮减速器54安装在齿轮箱60上，此齿轮箱由螺钉（图未示）固定在壁板14上，大齿轮58安装在转轴20的后端部。

机器10还包括使铲刀头22的第二铲刀26相对第一铲刀24作前伸和后缩直线移动的直线移动机构62。机构62包括两个装在齿轮箱60上的液动或汽动缸64、一个用于横向联接两缸64活塞杆66的连接臂68、一根穿过空心轴20轴心孔20a的滑动轴70、一套沿轴向穿进铲刀24的轴毂28的若干条绞接杆72和一个与各绞接杆72前端相互绞接的绞接件74。各绞接杆72的尾部与第二铲刀26和轮毂40相联。滑动轴70尾部通过多付止推轴承76可转动的安装在连接臂68中，滑动轴70前端与绞接件74相 联接。

在隔离壁板16的上部有开口78，口78上安装有与隔离壁16绞接的盖板80，通过杆件86把安装在壁板14上的汽动或液动缸82的活塞杆84与盖板80绞接联接，通常借助缸82关闭口78。一旦当收集在隔离壁16与铲刀头22之间的碎土石压力超过缸82调定压力值时，盖板80转向壁板14，克服缸82的推力，打开口78，碎土石流进渣石室18。

渣石室中装有由转子88和定子90组成的破碎机，将进入渣石室18中的较大废石破碎。转子88装在转轴20上，在转子88下面的定子90装在隔离壁板16上。高压水通过供水管道92送入渣石室18，供给的水与渣石室中的碎土石一起从渣石室18通过排泄管道94排到防护体12后部。

多缸式千斤顶98利用环体96作为反作用体推进防护体12。防护体前进后形成的防护体12与环体96间的空隙要加入新的环体。

掘进时，机器10的旋转机构50的马达52转动，通过齿轮减速器54、齿轮56和大齿轮58传动给转轴20，再由转轴20传动给第一铲刀和第二铲刀24、26的轮毂28、40来带动铲刀头22转动，这样可用铲刀齿组36或盘形滚刀组44掘进工作面，渣土顺着面板30上的槽口34进入隔离壁板16前的隔腔，再通过隔离壁板16的口78流入渣土室18，然后与水一起从渣土室18通过排泄管道94排走。

机器10工作期间，当直线移动机构62的缸64中的活塞杆66伸出时，滑动轴70相对转轴20向右移动（见图1），则辐条 42也跟着右移，从面板30的后面离开一定的间隙，结果盘形滚刀组44后缩到面板30的后部，即落后于铲刀齿组36;与上述相反，当活塞杆66回缩到缸64中，滑动轴70相对转轴20左移（见图1），则辐条42也跟着左移到靠近面板30，结果盘形滚刀组44穿过面板30上的窗孔48伸出，即超前于固定在面板30上的铲刀齿组36。

因而，机器10通过盘形滚刀组44伸出超前于铲刀齿组36掘进岩层，能够避免铲刀齿组36接触岩层而受到损耗;反之，由于盘形滚刀组能够后缩到落后于铲刀齿组36，在掘进软层时，可避免盘形滚刀44上附着泥土;故机器10能够适用于软层和硬层的掘进。机器10仅通过第二铲刀26相对第一铲刀24伸出或后缩，就可适应各地层界面上地质的变化，该机特别适用于软层和硬层交替的地质层。该机与铲刀齿组和盘形滚刀组固定在一面板上的防护式隧道机相比，掘进工作效率有显著的提高。

图3所示为防护式隧道机10a，与图1和图2所示的机器10基本相似，仅有下述不同之处。装有铲刀齿组（图未示）的第一铲刀22的轮毂28a能前后移动的支承在转轴20前端上，面板30与滑动轴70前端直接相连;安装有盘形滚刀组44的第二铲刀26的轮毂40a用螺钉98固定在转轴20上，机器10a上的直线移动机构62a装有两个安装在齿轮箱60上的汽动或液动缸64，一个连接臂68，连接两缸64的活塞杆66和连接安放在转轴20中心孔20a中的滑动轴70;滑动轴70的尾部通过一对止推轴承76可转动地与连接臂68联接，其前部与面板30相联接。

机器10a工作中，当直线移动机构的缸64活塞杆66伸出 时，铲刀齿组36后缩到落后于盘形滚刀组44;相反，当缸64的活塞杆66缩回时，铲刀齿组36伸出超前于盘形滚刀组44。这样，由于第一铲刀24相对第二铲刀26伸出或后缩，机器10a能利用相对于盘形滚刀组44伸出和后缩的铲刀齿组分别掘进岩层和泥层，因此，该机器与图1和图2所示的相似，能适用于软层和硬层的掘进。

Claims (6)

1、防护式隧道掘进机，包括：

管状防护体；

安装在防护体内的隔离壁板；

由隔离壁板支承的、可转动的和沿防护体轴线安装的转轴；

安装在转轴前端的铲刀头，包括第一铲刀和第二铲刀；

通过转轴转动所述铲刀头的机构；

使所述第一铲刀和第二铲刀之一作直线移动的机构，

其特征在于：

所述第一铲刀具有若干用于掘进软层的铲刀齿，所述第二铲刀具有若干用于掘进硬层的盘形滚刀，所述直线运动机构使所述第一和第二铲刀一个相对于另一个前后运动，使它们交替地处于一个比另一个更向前突出的第一位置，和一个比另一个更向后缩的第二位置。

2、如权利要求1所述的隧道掘进机，其特征是第一铲刀的组成为：安装在转轴前端的轮毂，安装在轮毂前端并带有径向延伸的若干条槽口的面板，以及安装在面板上槽口附近的铲刀齿组。

3、如权利要求1所述的防护式隧道掘进机，其特征在于第二铲刀由安装在转轴前端的轮毂从轮毂径向向外延伸的辐条组、以及在各辐条上安装盘形滚刀组组成。

4、如权利要求1所述的防护式隧道掘进机，其特征在于，直线移动机构由一安放在空心的转轴中在轴向延伸的滑动轴和一使滑动轴相对转轴前后滑动的装置组成。

5、如权利要求1所述的防护式隧道掘进机，其特征在于，第一铲刀安装在转轴前端，与直线移动机构相连接的第二铲刀可前后移动地支承在转轴上。

6、如权利要求1所述的防护式隧道掘进机，其特征在于，与直线移动机构相连的第一铲刀可前后移动地支承在转轴上，第二铲刀安装在转轴上。

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