CN105240026A - 刀盘开口率主动可变的方法和开口率主动可变刀盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刀盘开口率主动可变的方法，该方法包括两个步骤：步骤一：使用开口可变闸门，所述开口可变闸门由闸门体，伸缩油缸及支撑架组成，通过所述伸缩油缸的往复运动实现所述闸门体的开闭。步骤二：在所述伸缩油缸内设置行程传感器，通过PLC程序计算在所述伸缩油缸伸缩后的刀盘的开口率，再通过控制所述伸缩油缸的伸缩长度控制所述闸门体的开口大小，从而达到刀盘开口率的主动可变。本发明实施例还提供了开口率主动可变刀盘，由刀盘本体和开口可变闸门以及连接固定部件构成，所述开口可变闸门由闸门体、伸缩油缸及支撑架组成，所述伸缩油缸内设置形成传感器。通过本发明实施例提供的技术方案，能够保障进仓人员安全，能有效的控制塌陷问题。

Description

刀盘开口率主动可变的方法和开口率主动可变刀盘

技术领域

本发明涉及隧道掘进机领域，尤其是一种盾构机的刀盘开口率控制，特别是涉及到一种刀盘开口率主动可变的方法和一种开口率主动可变刀盘。

背景技术

刀盘是掘进机核心部件之一，也是盾构最前端部件，直接与岩土地质界面接触。刀盘开口率一般指刀盘开口区域面积与刀盘总面积的比值。这个值的选型关系到刀盘与地层的适应性，还影响在掘进过程中带压换刀。刀盘开口模式及开口率大小直接影响渣土流动性、刀盘刀具发热、磨损、切削效率和可靠性，以及开仓作业时进仓人员的安全。

已知盾构机刀盘结构存在以下缺点：

1、如果需要开仓作业，进仓人员不能得到安全保障；

2、不能适用多种地质情况；

3、不能有效的控制挖掘前方塌陷。

发明内容

本发明实施例提供了刀盘开口率主动可变的方法及开口率主动可变刀盘，解决已知盾构机由于刀盘开口导致进仓人员不能得到安全保障、不能适应多种地层、不能有效的控制塌陷的问题。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种刀盘开口率主动可变的方法，包括两个步骤：

步骤一：使用开口可变闸门，即在刀盘上本体上开口后方设置闸门，其特征在于闸门的开口可以控制，所述开口可变闸门由闸门体，伸缩油缸及支撑架组成，通过所述伸缩油缸的往复运动实现所述闸门体的开闭。

步骤二：在所述伸缩油缸内设置行程传感器，通过PLC程序计算在所述伸缩油缸伸缩后的刀盘的开口率，再通过控制所述伸缩油缸的伸缩长度控制所述闸门体的开口大小，从而达到刀盘开口率的主动可变。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种开口率主动可变刀盘，包括：

包括：刀盘本体和开口可变闸门以及连接固定部件，其中：

所述开口可变闸门设置在所述刀盘本体上开口的后方；

所述开口可变闸门由闸门体，伸缩油缸及支撑架组成；

所述连接固定部件包括但不限于：连接螺栓，固定板，固定销，连接座，垫圈；

所述伸缩油缸内设置了行程传感器；

所述闸门体的一端通过所述连接座与所述刀盘本体相连，另一端与所述伸缩油缸的一端相连；

所述伸缩油缸的一端与所述闸门体相连，另一端通过所述支撑架与所述刀盘本体相连。

综上，本发明实施例提供了新的刀盘开口率主动可变的方法及开口率主动可变刀盘，通过本发明实施例提供的技术方案实现了在掘进过程中伸缩可以改变刀盘的开口率，在挖掘到不同地层时使用不同的开口大小，这样可以是刀盘适应很多地质条件，大大增加了掘进效率；在停止作业需要开仓进人操作时，可以将闸门完全闭合，这样掌子面的砂石等物体会被阻挡在刀盘以外，保障了进仓人员的安全；在挖掘时前方出现塌陷情况时，可以将闸门完全闭合，这样可以有效的控制塌陷情况，待后方处理完毕后将闸门打开进行作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种开口率主动可变刀盘结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的一种开口率主动可变刀盘的局部放大图。

附图标注：

1-闸门体；2-连接螺栓；3-固定板；4-固定销；5-伸缩油缸；6-固定销；7-连接螺栓；8-固定板；9-支撑架；10-连接座；11-固定板；12-连接螺栓；13-固定销；14连接螺栓；15-垫圈；16-刀盘本体。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在对本发明实施例具体描述前，对本发明实施例会用到的两个名词进行定义：

刀盘开口率，是指刀盘开口区域面积与刀盘总面积的比值；

刀盘开口率主动可变，是指通过外部控制手段对刀盘开口率的大小进行控制和改变。

参见图1及图2，本发明实施例提供了一种刀盘开口率主动可变的方法，包括以下两个步骤：

步骤一：使用开口可变闸门，即在刀盘上本体上开口后方设置闸门，其特征在于闸门的开口可以控制，所述开口可变闸门由闸门体1，伸缩油缸5及支撑架9组成，通过所述伸缩油缸5的往复运动实现所述闸门体1的开闭。

步骤二：在所述伸缩油缸5内设置行程传感器，通过PLC程序计算在所述伸缩油缸伸缩后的刀盘的开口率，再通过控制所述伸缩油缸的伸缩长度控制所述闸门体1的开口大小，从而达到刀盘开口率的主动可变。

所述闸门体1是可以用于控制刀盘本体开口大小的结构件，可选地，所述闸门体1可以是钢制的，也可以是其他材质的；可以是整体的，也可以是通过多个部件组装在一起的；本发明实施例不做具体限制。

所述伸缩油缸5的作用在于实现伸缩往复运动，进而带到所述闸门体转动，可选地，所述伸缩油缸可以是单缸的，也可以是双缸的或多缸的，本发明实施例不做具体限制。

参考图2，所述闸门体1的一端通过连接螺栓2，固定板3，固定销4与伸缩油缸5的一端连接在一起，固定销4与闸门体1焊接成整体，伸缩油缸5可以绕固定销4转动，这样伸缩油缸5的往复运动即可带动闸门体1绕固定销13旋转，可选地，所述闸门体1还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、或其他连接方式与所述伸缩油缸5相连。

继续参考图2，所述闸门体1的另一端通过连接螺栓12，固定板11，固定销13和连接座10连接，所述连接座10与通过连接螺栓14，垫圈15与刀盘本体16相连，所述闸门体1的与所述连接座10相连的这一端可以在所述伸缩油缸5的往复运动作用下绕固定销13转动，可选地，所述闸门体1还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、或其他连接方式与所述连接座10相连，还可以不通过所述连接座10而直接与所述刀盘体相连；所述连接座10还可以通过其他方式与所述刀盘本体16固定在一起，在此不一一赘述。

继续参考图2，所述伸缩油缸5的一端通过连接螺栓2，固定板3，固定销4和所述述闸门体1的一端相连，并且所述伸缩油缸5可绕固定销4转动，可选地，所述伸缩油缸5还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉等其他固定方式与所述阀门体1相连。

继续参考图2，所述伸缩油缸5的另一端通过连接螺栓7，固定板8，固定销6和支撑架9连接，所述支撑架9是焊接在所述刀盘总体16上的，这样所述伸缩油缸5的与所述支撑架连接的这一端可围绕所述固定销6转动，可选地，所述伸缩油缸5还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉等其他固定方式与所述刀盘本体16相连；进一步地，通过控制所述伸缩油缸5的往复运动带动所述闸门体1转动，从而实现所述闸门体1的开闭。

可选地，所述闸门体1的开闭还可以通过气缸或其他能够实现往复运动的机构实现。

参考图1和图2，本发明实施例提供了一种开口率主动可变刀盘，包括以下内容。

所述开口率主动可变刀盘，包括：刀盘本体16和开口可变闸门以及连接固定部件，其中：

所述开口可变闸门设置在所述刀盘本体16上开口的后方；

所述开口可变闸门由闸门体1，伸缩油缸5及支撑架9组成；

所述连接固定部件包括但不限于：连接螺栓（2，7，12，14），固定板（3，8，11），固定销（4，6，13），连接座10，垫圈15；

所述伸缩油缸5内设置了行程传感器；

所述闸门体1的一端通过所述连接座10与所述刀盘本体16相连，另一端与所述伸缩油缸5的一端相连；

所述伸缩油缸5的一端与所述闸门体1相连，另一端通过所述支撑架9与所述刀盘本体16相连。

参考图2，所述闸门体1的一端通过连接螺栓2，固定板3，固定销4与伸缩油缸5的一端连接在一起，固定销4与闸门体1焊接成整体，伸缩油缸5可以绕固定销4转动，这样伸缩油缸5的往复运动即可带动闸门体1绕固定销13旋转，可选地，所述闸门体1还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、或其他连接方式与所述伸缩油缸5相连。

继续参考图2，所述闸门体1的另一端通过连接螺栓12，固定板11，固定销13和连接座10连接，所述连接座10与通过连接螺栓14，垫圈15与刀盘本体16相连，所述闸门体1的与所述连接座10相连的这一端可以在所述伸缩油缸5的往复运动作用下绕固定销13转动，可选地，所述闸门体1还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、或其他连接方式与所述连接座10相连，还可以不通过所述连接座10而直接与所述刀盘体相连；所述连接座10还可以通过其他方式与所述刀盘本体16固定在一起，在此不一一赘述。

继续参考图2，所述伸缩油缸5的一端通过连接螺栓2，固定板3，固定销4和所述述闸门体1的一端相连，并且所述伸缩油缸5可绕固定销4转动，可选地，所述伸缩油缸5还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉等其他固定方式与所述阀门体1相连。

继续参考图2，所述伸缩油缸5的另一端通过连接螺栓7，固定板8，固定销6和支撑架9连接，所述支撑架9是焊接在所述刀盘总体16上的，这样所述伸缩油缸5的与所述支撑架连接的这一端可围绕所述固定销6转动，可选地，所述伸缩油缸5还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉等其他固定方式与所述刀盘本体16相连；进一步地，通过控制所述伸缩油缸5的往复运动带动所述闸门体1转动，从而实现所述闸门体1的开闭。

可选地，所述闸门体1的开闭还可以通过气缸或其他能够实现往复运动的机构实现。

可选地，所述开口可变闸门的数量对应于刀盘上开口的位置。

可选地，一个所述闸门体1上配置两个或多个所述伸缩油缸5，两个相邻的所述伸缩油缸5可以共用一个所述支撑架9，也可以使用单独的所述支撑架9,。

可选地，所述闸门体1还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、焊接等其他固定方式直接与所述刀盘本体16相连；所述闸门体1的开闭可以通过气缸或其他能够实现往复运动的机构实现；所述闸门体1还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、焊接等其他方式与所述伸缩油缸相连；所述连接座10还可以直接焊接在所述刀盘本体16上；所述支撑架9还可以通过螺栓、螺钉、双头螺柱、销钉等固定方式与刀盘本体16相连；在此不一一赘述。

应当理解的是，以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种刀盘开口率主动可变的方法，其特征在于通过以下两个步骤实现：

步骤一：使用开口可变闸门，即在刀盘上本体上开口后方设置闸门，其特征在于闸门的开口可以控制，所述开口可变闸门由闸门体，伸缩油缸及支撑架组成，通过所述伸缩油缸的往复运动实现所述闸门体的开闭；

步骤二：在所述伸缩油缸内设置行程传感器，通过PLC程序计算在所述伸缩油缸伸缩后的刀盘的开口率，再通过控制所述伸缩油缸的伸缩长度控制所述闸门体的开口大小，从而达到刀盘开口率的主动可变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述闸门体的一端与伸缩油缸相连，另一端通过固定销和连接座与刀盘本体相连并可绕固定销转动；

所述伸缩油缸与所述闸门体相连一端可绕固定销转动，另一端通过固定销和支撑架与刀盘本体相连并可绕该固定销转动；

进一步地，通过控制所述伸缩油缸的往复运动带动闸门转动，从而实现所述闸门体的开闭。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述闸门体的开闭还可以通过气缸或其他能够实现往复运动的机构实现。

4.一种开口率主动可变刀盘，其特征在于，包括：刀盘本体和开口可变闸门以及连接固定部件，其中：

所述开口可变闸门设置在所述刀盘本体上开口的后方；

所述开口可变闸门由闸门体，伸缩油缸及支撑架组成；

所述连接固定部件包括但不限于：连接螺栓，固定板，固定销，连接座，垫圈；

所述伸缩油缸内设置了行程传感器；

所述闸门体的一端通过所述连接座与所述刀盘本体相连，另一端与所述伸缩油缸的一端相连；

所述伸缩油缸的一端与所述闸门体相连，另一端通过所述支撑架与所述刀盘本体相连。

5.根据权利要求4所述的开口率主动可变刀盘，其特征在于：

所述闸门体的一端通过连接螺栓、固定板、固定销与所述连接座相连，并可绕所述固定销转动；

所述连接座通过连接螺栓、垫圈与所述刀盘本体相连；

所述闸门体的另一端通过连接螺栓、固定板、固定销与所述伸缩油缸的一端相连；

所述伸缩油缸的另一端通过连接螺栓、固定板、固定销与所述支撑架相连。

6.根据权利要求4至5所述的开口率主动可变刀盘，其特征在于：

所述闸门体与所述伸缩油缸连接的一端与固定销焊接成一体；

所述伸缩油缸可绕与所述闸门体相连的固定销旋转；

所述伸缩油缸可绕与所述支撑架相连的固定销旋转；

所述支撑架与所述刀盘本体焊接成一体。

7.根据权利要求4至6所述的开口率主动可变刀盘，其特征在于，所述开口可变闸门的数量对应于刀盘上开口的位置。

8.根据权利要求4至7所述的开口率主动可变刀盘，其特征在于，一个所述闸门体上配置两个或多个伸缩油缸，两个相邻的伸缩油缸可以共用一个支撑架，也可以使用单独的支撑架。

9.根据权利要求4至8所述的开口率主动可变刀盘，其特征在于：

所述闸门体还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、焊接等其他固定方式直接与所述刀盘本体相连；

所述闸门体的开闭可以通过气缸或其他能够实现往复运动的机构实现；

所述闸门体还可以通过螺钉、双头螺柱、销钉、焊接等其他方式与所述伸缩油缸相连；

所述连接座还可以直接焊接在所述刀盘本体上；

所述支撑架还可以通过螺栓、螺钉、双头螺柱、销钉等固定方式与刀盘本体相连。