CN104005770B - 一种辐条式盾构刀盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种辐条式盾构刀盘，包括刀盘主体以及多个设在刀盘主体外围并彼此隔开以形成多个第一通槽的刀盘辐板，刀盘主体和各刀盘辐板固定连接形成圆盘状的刀盘，刀盘主体上设有四条在刀盘主体的中心位置相互交叉并互成45°夹角的刀具安装肋，刀具安装肋包括三条装有若干滚刀的第一安装肋和一条装有若干切刀的第二安装肋，刀盘主体上在第二安装肋的两侧开设第二通槽，刀盘辐板包括装有若干滚刀的第一辐板和装有若干切刀的第二辐板，第一辐板和第二辐板在刀盘主体四周交替设置。本发明通过上述设计在刀盘主体以及刀盘辐板上合理布置切刀和滚刀，在保证土砂流动顺畅的基础上，改善施工破土能力，降低在隧道复合地层中施工时的施工阻力。

Description

一种辐条式盾构刀盘
技术领域
本发明用于隧道施工领域，特别是涉及一种辐条式盾构刀盘。
背景技术
随着中国高速的城市化进程，城市轨道交通及相关的产业在中国快速发展，盾构法施工在全国各地得到了广泛的应用，因中国国土资源辽阔，各地的地质水文差异大；为完成全国各地的盾构施工工程，盾构设计者设计了各种不同形式的盾构刀盘。现有的盾构刀盘包括辐条式刀盘和面板式刀盘，其中面板式刀盘在中途换刀时安全可靠，但开挖土体进入土仓时易粘结易堵塞，在刀盘上易形成泥饼。辐条式刀盘仅有几根辐条，辐条后设有搅拌叶片，土砂流动顺畅，不易堵塞。但不能安装滚刀，在复合地层中施工时施工阻力很大，且中途换刀安全性差，需加固土体，费用高。
此外，现有的盾构刀盘在隧道复合地层中施工中，经常出现边刮刀异常脱落、搅拌棒倾斜甚至掉落、盾构刀盘背后磨损严重的情况，这使得盾构机无法正常推进，严重的影响了工程进度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种土砂流动顺畅、不易堵塞，施工破土能力强的辐条式盾构刀盘。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种辐条式盾构刀盘，包括刀盘主体以及多个设在所述刀盘主体外围并彼此隔开以形成多个第一通槽的刀盘辐板，所述刀盘主体和各刀盘辐板固定连接形成圆盘状的刀盘，所述刀盘的外圆面设有连接各刀盘辐板的环形板，所述刀盘主体上设有四条在刀盘主体的中心位置相互交叉并互成45°夹角的刀具安装肋，所述刀具安装肋包括三条装有若干滚刀的第一安装肋和一条装有若干切刀的第二安装肋，所述刀盘主体上在所述第二安装肋的两侧开设第二通槽，所述刀盘辐板包括装有若干滚刀的第一辐板和装有若干切刀的第二辐板，所述第一辐板和第二辐板在所述刀盘主体四周交替设置。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述第二辐板的左、右两侧端面设有若干沿径向分布且用于安装所述切刀的切刀刀座，所述第二辐板的左、右两侧端面在靠近所述刀盘外圆面的位置设置安装有边刮刀的刮刀座，所述刮刀座上设有两块由刀盘的外圆面上外伸出的楔形快，两所述楔形块间留有隔缝。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述第一辐板在刀盘的外圆面设有至少一个边滚刀。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述刀盘主体上的滚刀包括位于刀盘主体中心位置的双刃滚刀和位于所述双刃滚刀外侧的单刃滚刀。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述刀盘主体的背面设有若干中间支撑梁，所述刀盘辐板的背面设有若干搅拌棒，各所述搅拌棒与刀盘辐板间设有加强筋，各所述搅拌棒与刀盘外圆面的径向距离均大于所述切刀或双刃滚刀或单刃滚刀或边滚刀或边刮刀的最大外形尺寸。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述环形板在刀盘的背面焊接有耐磨板。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述刀盘主体上设有若干探入所述第二通槽内的导流肋，所述第一辐板的左、右两侧端面设有探入所述第一通槽内的导流肋，使得土砂流动顺畅、有序，避免堵塞。
进一步作为本发明技术方案的改进，穿过所述第一通槽设有连接各所述刀盘辐板的连接肋，以提高多个刀盘辐板的整体结构强度。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述刀盘辐板包括8条第一辐板和8条第二辐板，所述刀盘的开口率为23%。
本发明的有益效果：本辐条式盾构刀盘中，两相邻刀盘辐板间形成第一通槽，刀盘主体上开设第二通槽，使用时，刀盘转动，刀盘辐板和刀盘主体上的滚刀和切刀共同切削土体，散落的土体穿过第一通槽和第二通槽后被运出，土砂流动顺畅、不易堵塞。此外，本发明在刀盘主体以及刀盘辐板上合理布置切刀和滚刀，并以此来改善施工破土能力，降低在隧道复合地层中施工时的施工阻力。使得盾构机能够正常推进，避免影响工程进度。
本发明中，在刮刀座上设有两块由刀盘的外圆面上外伸出的楔形块，以此来减小刀盘制动时土体对于边刮刀的直接冲击，避免边刮刀的异常脱落，而且在两楔形块间隔缝作用下，完成土体在刀盘上的疏导优化。
此外，本发明通过在刀盘辐板间设置加强筋，而且各所述搅拌棒与刀盘外圆面的径向距离均大于所述切刀或双刃滚刀或单刃滚刀或边滚刀或边刮刀的最大外形尺寸，来避免刀盘旋转时搅拌棒受到掉落的刀具的挤压冲击而导致倾斜损坏，实现了搅拌棒搅拌功能的持久性。
开挖土体时对刀盘背后结构磨损非常严重，特别是刀盘外沿的环形板，本发明通过在环形板的背面焊接耐磨板，以增加刀盘的耐磨性，取得良好的经济效益，节约了百万元以上的费用，并且避免延误施工进度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例整体结构示意图；
图2是本发明实施例搅拌棒结构示意图；
图3是本发明实施例楔形块结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明提供了一种辐条式盾构刀盘，包括刀盘主体1以及16个设在所述刀盘主体1外围并彼此隔开以形成16个第一通槽2的刀盘辐板，所述刀盘主体1和各刀盘辐板固定连接形成圆盘状的刀盘4，穿过所述第一通槽2设有连接各所述刀盘辐板的连接肋31。所述刀盘4的外圆面设有连接各刀盘辐板3的环形板32，所述环形板32在刀盘4的背面焊接有耐磨板33。所述刀盘主体1整体呈正方形，且设有四条在刀盘主体1的中心位置相互交叉并互成45°夹角的刀具安装肋，所述刀具安装肋包括三条均装有若干滚刀的第一安装肋和一条装有若干切刀51的第二安装肋，所述刀盘主体1上的滚刀包括位于刀盘主体1中心位置的6把双刃滚刀52和位于所述双刃滚刀52外侧的24把单刃滚刀53。所述刀盘主体1上在所述第二安装肋的两侧开设第二通槽11，第一通槽2和第二通槽11的设置使得所述刀盘4的开口率为23%。
所述刀盘辐板包括装有若干单刃滚刀53的第一辐板34和装有若干切刀51的第二辐板35，所述第一辐板34和第二辐板35各设有8条，且在所述刀盘主体1四周交替设置。各所述第一辐板34在刀盘4的外圆面设有至少一个边滚刀54。
所述第二辐板35的左、右两侧端面设有若干沿径向分布且用于安装切刀51的切刀刀座，所述第二辐板35的左、右两侧端面在靠近所述刀盘4外圆面的位置设置安装有边刮刀55的刮刀座，所述刮刀座上设有两块由刀盘4的外圆面上外伸出的楔形快6，两所述楔形块6间留有隔缝61。
所述刀盘主体1的背面设有若干中间支撑梁12，用于连接传动机构。所述刀盘辐板的背面设有若干搅拌棒7，各所述搅拌棒7与刀盘辐板间设有加强筋71，各所述搅拌棒7与刀盘4外圆面的径向距离均大于所述切刀51或双刃滚刀52或单刃滚刀53或边滚刀54或边刮刀55的最大外形尺寸。
为了使得土砂流动顺畅、有序，避免堵塞，在所述刀盘主体1上设置若干探入所述第二通槽11内的导流肋13，所述第一辐板34的左、右两侧端面设有探入所述第一通槽2内的导流肋36。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种辐条式盾构刀盘，其特征在于：包括刀盘主体以及多个设在所述刀盘主体外围并彼此隔开以形成多个第一通槽的刀盘辐板，所述刀盘主体和各刀盘辐板固定连接形成圆盘状的刀盘，所述刀盘的外圆面设有连接各刀盘辐板的环形板，所述刀盘主体上设有四条在刀盘主体的中心位置相互交叉并互成45°夹角的刀具安装肋，所述刀具安装肋包括三条装有若干滚刀的第一安装肋和一条装有若干切刀的第二安装肋，所述刀盘主体上在所述第二安装肋的两侧开设第二通槽，所述刀盘辐板包括装有若干滚刀的第一辐板和装有若干切刀的第二辐板，所述第一辐板和第二辐板在所述刀盘主体四周交替设置。
2.根据权利要求1所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述第二辐板的左、右两侧端面设有若干沿径向分布且用于安装所述切刀的切刀刀座，所述第二辐板的左、右两侧端面在靠近所述刀盘外圆面的位置设置安装有边刮刀的刮刀座，所述刮刀座上设有两块由刀盘的外圆面上外伸出的楔形块，两所述楔形块间留有隔缝。
3.根据权利要求2所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：各所述第一辐板在刀盘的外圆面设有至少一个边滚刀。
4.根据权利要求3所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述刀盘主体上的滚刀包括位于刀盘主体中心位置的双刃滚刀和位于所述双刃滚刀外侧的单刃滚刀。
5.根据权利要求4所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述刀盘主体的背面设有若干中间支撑梁，所述刀盘辐板的背面设有若干搅拌棒，各所述搅拌棒与刀盘辐板间设有加强筋，各所述搅拌棒与刀盘外圆面的径向距离均大于所述切刀或双刃滚刀或单刃滚刀或边滚刀或边刮刀的最大外形尺寸。
6.根据权利要求1～5任一项所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述环形板在刀盘的背面焊接有耐磨板。
7.根据权利要求1～5任一项所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述刀盘主体上设有若干探入所述第二通槽内的导流肋，所述第一辐板的左、右两侧端面设有探入所述第一通槽内的导流肋。
8.根据权利要求1～5任一项所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：穿过所述第一通槽设有连接各所述刀盘辐板的连接肋。
9.根据权利要求1～5任一项所述的辐条式盾构刀盘，其特征在于：所述刀盘辐板包括8条第一辐板和8条第二辐板，所述刀盘的开口率为23%。
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