CN106089229B - 适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；刀头本体由刀架、刀具、圆盘结构的挡板、铲斗、挡板固定架和轴承体构成；刀架由至少四个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂位于中心位置处的端部与刀臂连接盘固定连接,每个刀臂分别通过连杆与轴承体的内圈固定连接,挡板设置在轴承体与刀架之间,挡板通过挡板固定架与对应的连杆固定连接,挡板上开设有连杆穿孔；铲斗为多个,分别沿挡板外缘均匀布置在挡板工作面上；刀具为多个，分别沿每个刀臂的纵向间隔固定在刀臂的工作面上。本发明优点在于针对短隧洞施工而设计，满足了对不同断面直径隧洞的开挖要求，极大方便了掘进机的运输、组装和拆卸。

Description

适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头
技术领域
本发明涉及敞开式硬岩掘进机，尤其是涉及适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头。
背景技术
在隧洞掘进施工中，广泛采用的施工方法为钻爆法和掘进机法。掘进机在适宜的地质条件下，具有掘进效率高、对围岩扰动小、超挖量小、开挖面光滑、质量好、对施工人员劳动保护好等一系列优点。但是, 掘进机法在隧洞掘进施工中但也存在如下缺点：1、一次性设备投入大；传统掘进机施工时，掘进机专门为某条隧洞设计，基本不具有通用性，一次性投入设备费过高，掘进机隧洞掘进施工中，每米直径的成本为10万美元～120万美元，因次采用掘进机法施工的隧洞长度小于3km是不经济的。2、投产时间长；因机械的制造、运输、组装等占用时间一般为6个月～18个月。3、单体重量重、体积大不便于运输；单体重量达400t左右，拆分后的单体重量也达几十吨。4、动力消耗大；电力供应达到钻爆法所需电力的6倍左右。5、结构尺寸针对性强；传统掘进机刀头的刀具直接固定在刀盘上，刀盘为整体结构不可拆卸，其重量往往达到几十吨，尺寸与隧洞开挖断面等同，一般道路很难满足运输要求，导致掘进机的运输、组装、拆卸极为困难，特别是当需要在洞内组装或拆卸时，需要扩挖至少为原隧洞两倍以上空间。以上缺点限制了掘进机的使用，尤其是以短隧洞为主的水利工程如泄洪洞、引水发电洞和导流洞等地下工程施工的应用。
发明内容
本发明目的在于提供一种适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；所述刀头本体由刀架、刀具、圆盘结构的挡板、铲斗、挡板固定架和轴承体构成；所述刀架由至少四个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂位于中心位置处的端部均与刀臂连接盘固定连接,每个刀臂分别通过连杆与所述轴承体的内圈固定连接,所述挡板设置在轴承体与刀架之间, 挡板通过所述挡板固定架与对应的连杆固定连接, 挡板上开设有连杆穿孔；所述铲斗为多个,分别沿挡板外缘均匀布置在挡板工作面上；所述刀具为多个，分别沿每个刀臂的纵向间隔固定在刀臂的工作面上。
所述刀架由八个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，刀架的外缘回转直径等于或大于所述挡板的直径。
本发明优点在于针对短隧洞施工而设计，将所述刀架的每个刀臂与刀架中心位置处的刀臂连接盘固定连接,满足了对不同断面直径隧洞的开挖要求，即：根据开挖隧洞直径，通过更换刀臂的长度和不同直径的挡板来实现，通用性强，并且缩短了刀头的生产、安装、调试周期，减小了运输、安装、调试难度，降低了对洞外场地的要求。刀臂和挡板可拆卸，减小了掘进机的最大部件尺寸，也极大的方便了掘进机的运输、组装和拆卸。同时，当用于开挖短隧洞时，仅保留掘进机的开挖功能，将其余后配套功能取消；当用于较长隧洞开挖时，可方便挂设后配套台车，最大限度地减少了一次性设备的投入成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所述刀架和刀具组装后的结构示意图。
图3是本发明所述挡板和铲斗组装后的结构示意图。
图4是本发明用于硬岩掘进机的使用状态参考图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明所述适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；所述刀头本体由刀架、刀具1、圆盘结构的挡板2、铲斗3、挡板固定架4和轴承体5构成；所述刀架由八个结构相同的刀臂6沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂6位于中心位置处的端部均与刀臂连接盘7固定连接,每个刀臂6分别通过连杆8与所述轴承体5的内圈固定连接,所述挡板2设置在轴承体5与刀架之间, 挡板2的直径等于刀架的外缘回转直径， 挡板2通过所述挡板固定架4与对应的连杆8固定连接, 挡板2上开设有连杆穿孔9；所述铲斗3为四个,分别沿挡板2外缘均匀布置在挡板2工作面上，挡板2上位于每个铲斗3位置处均开设有出渣孔10；所述刀具1为多个，分别沿每个刀臂6的纵向间隔固定在刀臂6的工作面上。
如图4所示，本发明使用时，将所述轴承体5内圈与硬岩掘进机的动力输出轴11固定连接，轴承体5外圈与硬岩掘进机的支承壳体12固定连接即可。刀架在硬岩掘进机动力输出轴11的驱动下旋转掘进，铲斗3将已经破碎的岩渣从隧道底部铲起，当挡板2转动提升到顶部时自出渣孔10倾入卸渣溜槽，再由出渣运输带排泄到运渣车辆内。

Claims (1)

1.一种适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；其特征在于：所述刀头本体由刀架、刀具、圆盘结构的挡板、铲斗、挡板固定架和轴承体构成；所述刀架由八个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，刀架的外缘回转直径等于或大于所述挡板的直径，每个刀臂位于中心位置处的端部均与刀臂连接盘固定连接,每个刀臂分别通过连杆与所述轴承体的内圈固定连接,所述挡板设置在 轴承体与刀架之间, 挡板通过所述挡板固定架与对应的连杆固定连接, 挡板上开设有连 杆穿孔；所述铲斗为多个,分别沿挡板外缘均匀布置在挡板工作面上；所述刀具为多个，分 别沿每个刀臂的纵向间隔固定在刀臂的工作面上。
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