CN105089676B - 边滚刀超挖装置及长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掘进机刀盘结构。一种边滚刀超挖装置及长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘，包括固定设置在刀盘本体边缘的刀箱固定板，所述的刀箱固定板两侧均布开设有定位孔，刀箱固定板的一端向下凹陷呈台阶状的超挖槽，所述的超挖槽内匹配设置有呈L型的导向固定板和条形的超挖垫块，导向固定板和超挖垫块上均开设有与刀箱固定板的超挖槽内对应的定位孔。本发明结构设计合理，通过设计刀盘超挖结构，使得其通过合理的调节边滚刀位移量，以及合理布置正滚刀和中心刀，达到分散应力的目的，从而大大提高了刀盘的掘进效率和刀盘的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种掘进机刀盘结构，具体涉及一种边滚刀超挖装置及长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘。
背景技术
目前，国内外大直径长距离隧道的施工开始逐步使用硬岩隧道掘进机（TBM）。采用隧道掘进机掘进面临着大量的地质风险。包括软弱破碎围岩、高石英含量、高地应力等因素，从而造成掘进机刀盘被卡、过早断裂、破岩效率低下等问题。
而对于如何应对掘进机在开挖掘进过程中存在的卡机、裂纹、破岩效率低等问题，没有很好的解决方案；在应用硬岩隧道掘进机时，如何提高刀盘的使用寿命和掘进效率是本申请所要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种能够进行超挖调节，有效提高掘进机掘进效率、延长刀盘使用寿命的边滚刀超挖装置及长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种边滚刀超挖装置，包括固定设置在刀盘本体边缘的刀箱固定板，所述的刀箱固定板两侧均布开设有定位孔，刀箱固定板的一端向下凹陷呈台阶状的超挖槽，所述的超挖槽内匹配设置有呈L型的导向固定板和条形的超挖垫块，导向固定板和超挖垫块上均开设有与刀箱固定板的超挖槽内对应的定位孔；正常开挖时，所述的导向固定板匹配设置在超挖槽内，所述的边滚刀通过边滚刀刀箱固定安装在刀箱固定板和导向固定板的底边上并由导向固定板的侧边定位；进行超挖时，所述的超挖垫块匹配设置在超挖槽内，所述的边滚刀刀箱向外侧发生位移并固定安装在刀箱固定板和超挖垫块上。
所述的边滚刀与刀箱固定板之间设有边滚刀轴承支座、过渡块和边滚刀刀箱，所述的边滚刀轴承支座与过渡块之间匹配贴合面为锥面并与边滚刀刀箱之间通过螺栓固定连接，刀箱固定板与边滚刀刀箱之间通过设置在定位孔内的螺栓固定连接。
所述的刀盘本体边缘还设置有超挖预留刀箱，在进行超挖时，超挖预留刀箱内匹配安装有边滚刀。
一种长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘，包括呈中方五分式的钢结构刀盘本体、在所述钢结构刀盘本体中部设置的中心刀、呈双螺旋分布设置在刀盘本体正端面的正滚刀和设置在钢结构刀盘本体边缘的边滚刀，在刀盘本体端面上的滚刀之间设置有高压水喷孔和泡沫孔，刀盘本体的周边位置设置有刮渣板和检修人孔，所述的中心刀呈一字型布置，刀盘本体上开设有一字型条形刀座，中心刀上设有用于支撑中心刀的中心刀轴承支座，所述的中心刀轴承支座底部两侧为向中部倾斜的锥面结构，在中心刀轴承支座和条形刀座之间垫设有与轴承支座锥面匹配的过渡块，中心刀轴承支座、过渡块、条形刀座之间通过螺栓拉紧固定连接，一字型布置的中心刀两端部的中心刀轴承支座与条形刀座之间设有楔块，楔块通过螺栓与条形刀座拉紧固定连接；所述的正滚刀与刀盘本体之间设置有支撑正滚刀的正滚刀轴承支座、过渡块和开设在刀盘本体上的正滚刀刀座，正滚刀轴承支座和过渡块之间的匹配面为锥面并通过螺栓与正滚刀刀座固定连接；所述的刀盘本体边缘固定设置有刀箱固定板，所述的刀箱固定板两侧均布开设有定位孔，刀箱固定板的一端向下凹陷呈台阶状的超挖槽，所述的超挖槽内匹配设置有呈L型的导向固定板和条形的超挖垫块，导向固定板和超挖垫块上均开设有与刀箱固定板的超挖槽内对应的定位孔；正常开挖时，所述的导向固定板匹配设置在超挖槽内，所述的边滚刀通过边滚刀刀箱固定安装在刀箱固定板和导向固定板的底边上并由导向固定板的侧边定位；进行超挖时，所述的超挖垫块匹配设置在超挖槽内，所述的边滚刀刀箱向外侧发生位移并固定安装在刀箱固定板和超挖垫块上。
所述的边滚刀与刀箱固定板之间设有边滚刀轴承支座、过渡块和边滚刀刀箱，所述的边滚刀轴承支座与过渡块之间匹配贴合面为锥面并与边滚刀刀箱之间通过螺栓固定连接，刀箱固定板与边滚刀刀箱之间通过设置在定位孔内的螺栓固定连接。
所述的刀盘本体端面上，以刀盘中心为圆心向外发散设置有多道刀盘耐磨条。
所述的呈一字型布置的中心刀，其各个中心刀的轴承支座均有四个螺栓固定连接。
所述的刀盘本体边缘还设置有超挖预留刀箱，在进行超挖时，超挖预留刀箱内匹配安装有边滚刀。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
本发明结构设计合理，针对现有的掘进设备在对软弱破碎围岩、高石英含量和高地应力地层等地质进行开挖掘进过程中出现的卡机、裂纹、破岩能力差等问题，通过设计刀盘超挖结构，使得其通过合理的调节边滚刀位移量，以及合理布置正滚刀和中心刀，达到分散应力的目的，在进行超挖时，在超挖预留刀箱内增设边滚刀，有效避免出现过大刀间距，影响破岩效率，从而有效的实现刀盘超挖，从而大大提高了刀盘的掘进效率和刀盘的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为中心刀的结构示意图。
图3为图2中A-A向结构示意图。
图4为正滚刀的结构示意图。
图5为超挖刀偏移的结构示意图。
图6为刀箱固定板的结构示意图。
图中序号：1为刀盘本体、2为边滚刀超挖装置、3为刀箱固定板、4为定位孔、5为超挖槽、6为导向固定板、7为超挖垫块、8为边滚刀、9为边滚刀轴承支座、10为过渡块、11为边滚刀刀箱、12为螺栓、13为中心刀、14为正滚刀、15为高压水喷孔、16为泡沫孔、17为刮渣板、18为检修人孔、19为条形刀座、20为中心刀轴承支座、21楔块、22为正滚刀轴承支座、23为正滚刀刀座、24为刀盘耐磨条、25为超挖预留刀箱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
实施例一：参见图1、图5、图6，本发明一种边滚刀超挖装置，所述的边滚刀超挖装置2包括在钢结构刀盘本体1边缘设有刀箱固定板3，在刀箱固定板3两侧均布开设有定位孔4，刀箱固定板3的一端向下凹陷呈台阶状的超挖槽5，所述的超挖槽5内匹配设置有呈L型的导向固定板6和条形的超挖垫块7，导向固定板6和超挖垫块7上均开设有与刀箱固定板3的超挖槽5对应的定位孔4；在正常开挖时，所述的L型的导向固定板6一边匹配设置在超挖槽5内，导向固定板6的另一边起到竖向导向定位作用，所述的边滚刀8通过边滚刀刀箱11固定安装在刀箱固定板3和导向固定板6的底边上，所述的边滚刀8与刀箱固定板3之间依次设有边滚刀轴承支座9、过渡块10和边滚刀刀箱11，所述的边滚刀轴承支座9与过渡块10之间匹配贴合面为锥面并与边滚刀刀箱11之间通过螺栓12固定连接，刀箱固定板3与边滚刀刀箱11之间通过设置的对应的定位孔4内的螺栓12固定连接，并由导向固定板6的侧边定位；当进行超挖时，所述的超挖垫块7匹配设置在超挖槽5内，所述的边滚刀8向外侧发生位移并固定安装在刀箱固定板3和超挖垫块7上，此时边滚刀8的切割外圆向外扩展△X，形成超挖。
所述的刀盘本体1边缘还设置有超挖预留刀箱25，在进行超挖时，超挖预留刀箱25内匹配安装有边滚刀8，有效避免出现过大刀间距，影响破岩效率，从而有效的实现刀盘超挖，从而大大提高了刀盘的掘进效率和刀盘的使用寿命。
实施例二：参见图1-图6，本发明一种长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘，包括呈中方五分式的钢结构刀盘本体1、在所述钢结构刀盘本体1中部设置的中心刀12、呈双螺旋分布设置在刀盘本体1正端面的正滚刀14和设置在刀盘本体1边缘处的边滚刀8，在刀盘本体1端面上的滚刀之间设置有高压水喷孔15和泡沫孔16，刀盘本体1的周边位置设置有刮渣板17和检修人孔18，所述的刀盘本体1端面上，以刀盘中心为圆心向外发散设置有多道刀盘耐磨条24。
所述的中心刀13呈一字型布置，刀盘本体1上开设有一字型条形刀座19，中心刀13上设有用于支撑中心刀13的中心刀轴承支座20，所述的中心刀轴承支座20底部两侧为向中部倾斜的锥面结构，在中心刀轴承支座20和条形刀座19之间垫设有与中心刀轴承支座20锥面匹配的过渡块10，中心刀轴承支座20、过渡块10、条形刀座19之间通过螺栓12拉紧固定连接，其各个中心刀的轴承支座20均有四个螺栓12固定连接，一字型布置的中心刀端部的两中心刀轴承支座20与条形刀座19之间均设有楔块21，楔块21通过螺栓12与条形刀座19拉紧固定连接；所述的正滚刀14与刀盘本体1之间设置有支撑正滚刀的正滚刀轴承支座22、过渡块10和开设在刀盘本体1上的正滚刀刀座23，正滚刀轴承支座22和过渡块10之间的匹配面为锥面并通过螺栓12与正滚刀刀座23拉紧固定连接。
在钢结构刀盘本体1边缘设置有刀箱固定板3，在刀箱固定板3两侧均布开设有定位孔4，刀箱固定板3的一端向下凹陷呈台阶状的超挖槽5，所述的超挖槽5内匹配设置有呈L型的导向固定板6和条形的超挖垫块7，导向固定板6和超挖垫块7上均开设有与刀箱固定板3的超挖槽5对应的定位孔4；在正常开挖时，所述的L型的导向固定板6一边匹配设置在超挖槽5内，导向固定板6的另一边起到竖向导向定位作用，所述的边滚刀8通过边滚刀刀箱11固定安装在刀箱固定板3和导向固定板6的底边上，所述的边滚刀8与刀箱固定板3之间依次设有边滚刀轴承支座9、过渡块10和边滚刀刀箱11，所述的边滚刀轴承支座9与过渡块10之间匹配贴合面为锥面并与边滚刀刀箱11之间通过螺栓12固定连接，刀箱固定板3与边滚刀刀箱11之间通过设置的对应的定位孔4内的螺栓12固定连接，并由导向固定板6的侧边定位；当进行超挖时，所述的超挖垫块7匹配设置在超挖槽5内，所述的边滚刀8向外侧发生位移并固定安装在刀箱固定板3和超挖垫块7上，此时边滚刀8的切割外圆向外扩展△X，形成超挖。
所述的刀盘本体1边缘还设置有超挖预留刀箱25，在进行超挖时，超挖预留刀箱25内匹配安装有边滚刀8，有效避免出现过大刀间距，影响破岩效率，从而有效的实现刀盘超挖，从而大大提高了刀盘的掘进效率和刀盘的使用寿命。
Claims (4)
1.一种长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘，包括呈中方五分式的钢结构刀盘本体、在所述钢结构刀盘本体中部设置的中心刀、呈双螺旋分布设置在刀盘本体正端面的正滚刀和设置在钢结构刀盘本体边缘的边滚刀，在刀盘本体端面上的滚刀之间设置有高压水喷孔和泡沫孔，刀盘本体的周边位置设置有刮渣板和检修人孔，其特征在于，所述的中心刀呈一字型布置，刀盘本体上开设有一字型条形刀座，中心刀上设有用于支撑中心刀的中心刀轴承支座，所述的中心刀轴承支座底部两侧为向中部倾斜的锥面结构，在中心刀轴承支座和条形刀座之间垫设有与轴承支座锥面匹配的过渡块，中心刀轴承支座、过渡块、条形刀座之间通过螺栓拉紧固定连接，一字型布置的中心刀两端部的中心刀轴承支座与条形刀座之间设有楔块，楔块通过螺栓与条形刀座拉紧固定连接；所述的正滚刀与刀盘本体之间设置有支撑正滚刀的正滚刀轴承支座、过渡块和开设在刀盘本体上的正滚刀刀座，正滚刀轴承支座和过渡块之间的匹配面为锥面并通过螺栓与正滚刀刀座固定连接；所述的刀盘本体边缘固定设置有刀箱固定板，所述的刀箱固定板两侧均布开设有定位孔，刀箱固定板的一端向下凹陷呈台阶状的超挖槽，所述的超挖槽内匹配设置有呈L型的导向固定板和条形的超挖垫块，导向固定板和超挖垫块上均开设有与刀箱固定板的超挖槽内对应的定位孔；正常开挖时，所述的导向固定板匹配设置在超挖槽内，所述的边滚刀通过边滚刀刀箱固定安装在刀箱固定板和导向固定板的底边上并由导向固定板的侧边定位；进行超挖时，所述的超挖垫块匹配设置在超挖槽内，所述的边滚刀刀箱向外侧发生位移并固定安装在刀箱固定板和超挖垫块上；所述的刀盘本体边缘还设置有超挖预留刀箱，在进行超挖时，超挖预留刀箱内匹配安装有边滚刀。
2.根据权利要求1所述的长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘，其特征在于，所述的边滚刀与刀箱固定板之间设有边滚刀轴承支座、过渡块和边滚刀刀箱，所述的边滚刀轴承支座与过渡块之间匹配贴合面为锥面并与边滚刀刀箱之间通过螺栓固定连接，刀箱固定板与边滚刀刀箱之间通过设置在定位孔内的螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘，其特征在于，所述的刀盘本体端面上，以刀盘中心为圆心向外发散设置有多道刀盘耐磨条。
4.根据权利要求1所述的长距离硬岩隧道掘进机超挖刀盘，其特征在于，所述的呈一字型布置的中心刀，其各个中心刀的轴承支座均有四个螺栓固定连接。
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