CN103437776A - 一种隧道掘进机的机头和装有该机头的隧道掘进机 - Google Patents

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甘忠荣
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Abstract

本发明提供了一种隧道掘进机的机头，涉及专用工程机械领域，所述机头包括切割刀盘，所述切割刀盘设置有多个切割刀片，所述切割刀片通过弹性伸缩部件连接于所述切割刀盘，所述机头还包括至少一个冲击装置，所述切割刀盘配合设置有冲击孔，所述冲击装置穿过所述冲击孔对外冲顶。在此基础上，本发明还包括一种装有该机头的隧道掘进机。本发明提供的隧道掘进机的机头和装有该机头的隧道掘进机，在单一岩土层存在不同土质（硬质岩土、软质岩土）时，不需要停机更换刀具即可进行隧道挖掘，有效提高了掘进效率，同时节约大量人力物力资源。

Description

一种隧道掘进机的机头和装有该机头的隧道掘进机
技术领域
本发明涉及专用工程机械领域，具体而言，涉及一种隧道掘进机的机头和装有该机头的隧道掘进机。
背景技术
隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械。隧道掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程，较传统施工方法具有效率高、一体施工、减少手续等优点。隧道掘进机的关键就是机头，但是目前现有的隧道掘进机的机头上的切割刀盘大多采用一体设计，切割刀盘上的切割刀片种类单一，只能设置为仅切割硬质岩土或仅切割软质岩土的刀片，面对复杂岩土层的挖掘，需要经常停机更换刀片，延缓进度，增加施工成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道掘进机的机头，以解决上述的问题。
在本发明提供了一种隧道掘进机的机头，所述机头包括切割刀盘，所述切割刀盘设置有多个切割刀片，所述切割刀片通过弹性伸缩部件连接于所述切割刀盘，所述机头还包括至少一个冲击装置，所述切割刀盘配合设置有冲击孔，所述冲击装置穿过所述冲击孔对外冲顶。
进一步地，所述机头还包括收料腔以及连接所述收料腔的输料通道，所述切割刀盘设有与所述收料腔相通的收料口。收料口直接与收料仓相通，可以增加排出碎料的效率，实现切削运渣的同步进行，增加掘进效率。
进一步地，所述切割刀盘的边缘处设置有将挖掘出的碎料导入所述收料口的收料刀。收料刀可以将挤压到边缘的碎料收集引导至收料腔，增加掘进效率。
进一步地，所述冲击装置的轴线与所述切割刀盘的端面的垂线成5～30°角。具有一定角度的冲击装置可以防止冲击装置卡在土里。
进一步地，所述机头还包括多个冲击装置，多个冲击装置关于所述切割刀盘的端面的中心点对称，所述冲击装置在所述切割刀盘上的投影的方向与所述冲击装置的切线速度的方向成90～270°角。冲击产生的反作用力的分量可以促进切割刀盘旋转。
进一步地，靠近所述切割刀盘边缘的冲击装置对外冲顶到最大位置时，其顶端向外超出所述切割刀盘边缘。通过冲击装置冲击更大挖掘面积，进而减少切割刀盘挖掘的阻力。
进一步地，所述弹性伸缩部件为液压减震器或者弹簧。采用液压减震器时，其耐用性强。采用弹簧价格便宜，结构简单，但容易损坏。
进一步地，所述切割刀盘包括多组切割刀片，每组切割刀片关于切割刀盘的端面的中心点对称，每组切割刀片的各切割刀片逐渐向下一个收料口偏斜并靠近。这样设置的刀具可以加快对土层的切削，同时对碎料也有一定的引导作用。
本发明的另一目的在于提供一种隧道掘进机，包括机体，机头以及行走装置，所述隧道掘进机采用上述机头，所述机头活动连接于所述机体上。
进一步地，所述隧道掘进机还包括驱动切割刀盘旋转的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置为液压发动机。液压马达较传统马达，能提供更平稳，更持久的稳定动力。
本发明提供一种隧道掘进机的机头和相应的隧道掘进机。通过切割刀盘和冲击装置进行挖掘，切割刀片通过弹性伸缩部件连接于切割刀盘，实现切割硬质岩土和软质岩土的自动转换。当遇到较硬的岩土层，切割刀片通过弹性伸缩部件回缩，通过冲击装置进行挖掘，同时也保护了切割刀片。在单一岩土层存在不同土质（硬质岩土、软质岩土）时，不需要停机更换刀具即可进行隧道挖掘，有效提高了掘进效率，同时节约大量人力物力资源。
附图说明
图1为本发明实施例提供的隧道掘进机的机头主视图；
图2为本发明实施例提供的隧道掘进机的机头侧面剖视图；
图3为本发明实施例提供的隧道掘进机的机头A部局部放大图；
图4为本发明实施例提供的隧道掘进机的机头切割刀片与切割刀盘连接部局部放大图；
图5为本发明实施例提供的隧道掘进机的示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
结合图1-4所示，本发明实施例提供的隧道掘进机的机头，所述机头包括切割刀盘1，所述切割刀盘1设置有多个切割刀片6，所述切割刀片6通过弹性伸缩部件7连接于所述切割刀盘1，所述机头还包括至少一个冲击装置2，所述切割刀盘1配合设置有冲击孔，所述冲击装置2穿过所述冲击孔对外冲顶。切割刀片6通过弹性伸缩部件7可以实现自由伸缩。所述弹性伸缩部件为液压减震器或者弹簧。根据切割刀片6的耐磨度，硬度和岩土的性质，调节适当的弹力，保证切割刀片6在掘进遇到较硬岩土时自动向切割刀盘1内缩回一定距离，从而主要依靠冲击装置2破碎挖掘。
所述机头还包括收料腔4以及连接所述收料腔4的输料通道8，所述切割刀盘1设有与所述收料腔4相通的收料口5。所述切割刀盘1的边缘处设置有将挖掘出的碎料导入所述收料口5的收料刀3。收料口5直接与收料腔4相通，可实现切削运渣的同步进行，增加掘进效率。收料刀3可以将挤压到边缘的碎料收集引导至收料腔4，增加碎料排出的效率。
多个相同冲击装置2设置在所述机头上。冲击装置2的轴线与切割刀盘1的端面的垂线成5～30°角，使冲击装置2具有一定斜度，不是垂直于切割刀盘1，避免冲击装置2在边冲击边随切割刀盘1转动的时候卡在土中，折断冲击装置2。
同时，所述冲击装置在所述切割刀盘上的投影的方向与所述冲击装置的切线速度的方向成90～270°角。即将冲击装置2的冲击方向在切割刀盘1上进行投影，这个投影的方向与冲击装置2所在位置的切线速度的方向成90～270°角，这样设置，使得每2个对称的冲击装置2受到的反作用力的分量组成一个力偶矩，所述力偶矩可以促进切割刀盘1旋转。
靠近切割刀盘1边缘的所述冲击装置2的顶端冲击最远时，所述顶端向外超出所述切割刀盘1边缘。冲击装置2在冲击时所冲出的边缘略微大于切割刀盘1的外径，减少了机头与隧道之间的摩擦，进一步提高掘进效率。冲击装置2所到达的最远点与切割刀盘1的距离为30mm。这个距离的限定，保证了冲击装置2足够的冲击深度，也有效避免冲击装置2卡死在土层中。
切割刀盘1包括多组切割刀片6，每组切割刀片6关于切割刀盘1的端面的中心点对称，每组切割刀片6的各切割刀片6逐渐向下一个收料口5偏斜并靠近。这里指的下一个切料口是指沿切割刀盘1的旋转方向，紧邻所述切割刀片6的收料口5。这样设置的切割刀片6可以更加有效的加快碎料的切削和排出。
结合图5所示，本发明实施例提供的装有上述机头的隧道掘进机，包括机体11，主轴10，机头以及行走装置，所述机头连接在主轴10上，主轴10活动连接于所述机体上，可以实现机头与主轴10的前后、左右、上下移动。使机头可以在掘进中更好的调节掘进的方向。隧道掘进机还包括驱动切割刀盘1旋转的旋转驱动装置9，所述旋转驱动装置9为液压发动机。液压发动机相比普通发动机能够连续长时间的提供平稳的动力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道掘进机的机头，其特征在于，所述机头包括切割刀盘，所述切割刀盘设置有多个切割刀片，所述切割刀片通过弹性伸缩部件连接于所述切割刀盘，所述机头还包括至少一个冲击装置，所述切割刀盘配合设置有冲击孔，所述冲击装置穿过所述冲击孔对外冲顶。
2.根据权利要求1所述的隧道掘进机的机头，其特征在于，所述机头还包括收料腔以及连接所述收料腔的输料通道，所述切割刀盘设有与所述收料腔相通的收料口。
3.根据权利要求2所述的隧道掘进机的机头，其特征在于，所述切割刀盘的边缘处设置有将挖掘出的碎料导入所述收料口的收料刀。
4.根据权利要求1所述的隧道掘进机的机头，其特征在于，所述冲击装置的轴线与所述切割刀盘的端面的垂线成5～30°角。
5.根据权利要求1所述的隧道掘进机的机头，其特征在于，所述机头还包括多个冲击装置，多个冲击装置关于所述切割刀盘的端面的中心点对称，所述冲击装置在所述切割刀盘上的投影的方向与所述冲击装置的切线速度的方向成90～270°角。
6.根据权利要求1所述的隧道掘进机的机头，其特征在于，靠近所述切割刀盘边缘的冲击装置对外冲顶到最大位置时，其顶端向外超出所述切割刀盘的边缘。
7.根据权利要求1所述的隧道掘进机的机头，其特征在于，所述弹性伸缩部件为液压减震器或者弹簧。
8.根据权利要求1所述的隧道掘进机的机头，其特征在于，所述切割刀盘包括多组切割刀片，每组切割刀片关于切割刀盘的端面的中心点对称，每组切割刀片的各切割刀片逐渐向下一个收料口偏斜并靠近。
9.一种隧道掘进机，包括机体、机头以及行走装置，其特征在于，所述隧道掘进机采用权利要求1-8中任一项所述的机头，所述机头活动连接于所述机体上。
10.根据权利要求10所述的隧道掘进机，其特征在于，所述隧道掘进机还包括驱动切割刀盘旋转的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置为液压发动机。
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