CN106555594B - 一种常压换刀刀盘 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种常压换刀刀盘，解决了现有技术中高水压条件下更换刀具、刀盘磨损、工作监控的问题。本发明包括大圆环和圆形刀盘，圆形刀盘设在大圆环内，圆形刀盘包括主刀梁和副刀梁、常压更换刀具和常压更换刮刀，圆形刀盘结构为辐条箱体式，主刀梁为箱体式，副刀梁为辐条式；常压更换刀具和常压更换刮刀均置于主刀梁上，常压更换刀具的刀筒嵌于主刀梁箱体内；所述的圆形刀盘包括六个主刀梁和六个副刀梁，主刀梁和副刀梁间隔均匀设置。本发明在保压的同时，对磨损严重的刀具进行更换，保证了施工进度和施工人员的安全；提高施工进度，缩短施工工期，降低施工成本；增强刀盘的耐磨性，延长刀盘的使用寿命；实时监控刀盘工作，防止意外损坏刀盘。
Description
技术领域
本发明涉及隧道掘进技术，具体涉及一种常压换刀刀盘。
背景技术
随着人们对地下空间的利用越来越广泛，城市地铁、水利工程等隧道建设日益增多，盾构机作为隧道开挖专用机械，以其安全、高效等诸多优势而逐渐普及。对于穿江跨海隧道等复杂地质条件下的盾构掘进，刀具磨损和异常损坏严重，刀具更换往往不可避免。常规的带压换刀过程中，为了保证掌子面稳定、防止喷涌，工作人员要在高压环境下作业，风险极高，对身体健康威胁很大，且换刀过程耗时长影响工程进度。为保证超大埋深穿江越海隧道修建过程安全换刀，设计一种可在常压环境下换刀的常压换刀刀盘是实现隧道安全高效施工的重要保障。
现有技术中的常压换刀刀盘磨损严重，不能对刀盘的工作过程进行监控，结构需要进一步改进和完善。
发明内容
本发明提出一种常压换刀刀盘，解决了现有技术中高水压条件下更换刀具、刀盘磨损、工作监控的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种常压换刀刀盘，包括大圆环和圆形刀盘，圆形刀盘设在大圆环内，圆形刀盘包括主刀梁和副刀梁、常压更换刀具和常压更换刮刀，圆形刀盘结构为辐条箱体式，主刀梁为箱体式，副刀梁为辐条式；常压更换刀具和常压更换刮刀均置于主刀梁上，常压更换刀具的刀筒嵌于主刀梁箱体内；所述的圆形刀盘包括六个主刀梁和六个副刀梁，主刀梁和副刀梁间隔均匀设置。
所述的常压更换刀具和常压更换刮刀通过焊接座固定在主刀梁上，常压更换刀具为常压更换滚刀或可更换撕裂刀；所述的常压更换滚刀的两侧沿圆形刀盘转动切线方向设有导渣板，常压更换滚刀包括两个闸门，两闸门连接处配有密封条；所述常压更换滚刀的尺寸随着圆形刀盘直径增大而增大。
所述的常压更换刀具设在主刀梁正面，常压更换刮刀设在主刀梁两侧，副刀梁上设有带压更换刮刀，常压更换刮刀中间布置有带压更换刮刀，副刀梁与大圆环交接处设有可更换弧形刮刀，圆形刀盘边缘布置有常压可更换单刃滚刀。
所述的圆形刀盘上设有条形面板磨损检测装置，其中至少两条面板磨损检测装置从圆形刀盘正面延伸至圆形刀盘背部；面板磨损检测装置设在高、中、低三层。
所述的圆形刀盘上设有滚刀磨损检测装置，滚刀磨损检测装置安装在滚刀刀座中间位置。
所述的圆形刀盘上设有实时冲刷装置，实时冲刷装置包括冲刷喷口，圆形刀盘中心区域布置有若干冲刷喷口，每个主刀梁的中间及主刀梁的侧面均布有冲刷喷口。
所述的圆形刀盘上设有滚刀实时旋转检测装置，滚刀实时旋转检测装置包括传感器和接收装置，传感器安装在圆形刀盘上，接收装置安装在刀座上。
所述的主刀梁箱体内安装有爬梯，爬梯由钢筋折弯焊接在主刀梁的内侧钢板上，爬梯两侧焊接环形的加强筋板。
所述的圆形刀盘的边缘设有弧形区，弧形区和大圆环焊有耐磨合金块，主刀梁的正面安装有耐磨复合钢板。
所述的主刀梁和副刀梁之间装有进渣口尺寸限制格栅，圆形刀盘中心向外布置有若干连接主刀梁和副刀梁的环筋。
本发明具有以下有益效果：保压的同时，利用特殊的换刀装置对磨损严重的刀具进行更换，保证了施工进度和施工人员的安全健康；提高施工进度，缩短了施工工期，从而降低了施工成本；耐磨装置可以增强刀盘的耐磨性，延长刀盘的使用寿命；检测装置可以实时监控刀盘工作情况，防止意外损坏刀盘。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为常压换刀刀盘正面示意图。
图2为常压换刀刀盘背面示意图。
图3为常压换刀刀盘背部局部放大示意图。
图4为刀筒安装更换撕裂刀示意图。
图5为常压换刀刀盘侧视半剖示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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付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。
如图1~5所示，本发明提出一种常压换刀刀盘，包括大圆环4和圆形刀盘，圆形刀盘设在大圆环4内，圆形刀盘包括主刀梁1和副刀梁3、常压更换刀具和常压更换刮刀2，圆形刀盘结构为辐条箱体式，主刀梁1为箱体式，副刀梁3为辐条式；常压更换刀具和常压更换刮刀2均置于主刀梁1上，常压更换刀具的刀筒嵌于主刀梁1箱体内；所述的圆形刀盘包括六个主刀梁1和六个副刀梁3，主刀梁1和副刀梁3间隔均匀设置。
所述的常压更换刀具和常压更换刮刀2通过焊接座固定在主刀梁1上，常压更换刀具为常压更换滚刀5或可更换撕裂刀；所述的常压更换滚刀5的两侧沿圆形刀盘转动切线方向设有导渣板11，常压更换滚刀5包括两个闸门，两闸门连接处配有密封条；所述常压更换滚刀5的尺寸随着圆形刀盘直径增大而增大。
所述的常压更换刀具设在主刀梁1正面，常压更换刮刀2设在主刀梁1两侧，副刀梁3上设有带压更换刮刀15，常压更换刮刀2中间布置有带压更换刮刀15，副刀梁3与大圆环4交接处设有可更换弧形刮刀9，圆形刀盘边缘布置有常压可更换单刃滚刀12。
本发明提出一种常压换刀刀盘，具体为六主刀梁1加六副刀梁3，进渣口面积占圆形刀盘面面积的28%~30%；主刀梁1的全断面上安装有常压更换滚刀5，其中圆形刀盘中心区域的常压更换滚刀5比其余区域的常压更换滚刀5尺寸小，距离中心越远，刀盘转动的线速度越大，磨损越严重，增大常压更换滚刀5的尺寸相当于增大了磨损体积，可延长滚刀使用寿命；常压更换滚刀5上安装有导渣板11，对渣土起到一定的导流作用，有助于渣土流动。
常压更换刮刀2刀筒及附属部分占用的空间大一点，不能紧密的布置，刀的轨迹不全，为了填补这个空白，在常压更换刮刀2之间的空白处设有带压更换刮刀15。
所述的圆形刀盘上设有条形面板磨损检测装置7，其中至少两条面板磨损检测装置7从圆形刀盘正面延伸至圆形刀盘背部；面板磨损检测装置7设在高、中、低三层。
条形的面板磨损检测装置7从刀盘正面延伸至背部，可以更全面的监测刀盘表面的磨损情况，这种条形的面板磨损检测装置7具体的分成高、中、低三种，就是可以在三种不同的阶段知道磨损情况，磨损情况不同有不同的应对措施可以及时检查维修。
所述的圆形刀盘上设有滚刀磨损检测装置，滚刀磨损检测装置安装在滚刀刀座中间位置。
滚刀在滚切岩石时，滚刀在岩石做纯滚动运动。而一旦出现故障如轴承损坏等，滚刀将会在岩石上滑动，造成滚刀偏磨现象，降低滚刀寿命。因此，对于正常工作的滚刀，在刀盘转速、滚刀直径、滚刀距刀盘轴心位置确定的情况下，那么滚刀的转速应该是确定的。进而我们利用这个规律，通过测滚刀转速，比较测量值与理论值，就能实时监测滚刀的工作状态。
所述的圆形刀盘上设有实时冲刷装置，实时冲刷装置包括冲刷喷口6，圆形刀盘中心区域布置有若干冲刷喷口6，每个主刀梁1的中间及主刀梁1的侧面均布有冲刷喷口6。
刀盘盘面布置了三十多个冲刷口，中心居多，连续冲刷可减小圆形刀盘中心区域结泥饼及中心部位刀具磨损严重、异常损坏的概率。
所述的圆形刀盘上设有滚刀实时旋转检测装置，滚刀实时旋转检测装置包括传感器和接收装置，传感器安装在圆形刀盘上，接收装置安装在刀座上。
滚刀实时旋转检测装置，通过传感器实现监测目标，传感器与接收装置分别安装在刀体与固定不动的刀座上，以判断滚刀是否正常旋转。
所述的主刀梁1箱体内安装有爬梯16，爬梯16由钢筋折弯焊接在主刀梁1的内侧钢板上，爬梯16两侧焊接环形的加强筋板。
所述的圆形刀盘的边缘设有弧形区，弧形区和大圆环4焊有耐磨合金块13，主刀梁1的正面安装有耐磨复合钢板10。
所述的主刀梁1和副刀梁3之间装有进渣口尺寸限制格栅8，圆形刀盘中心向外布置有若干连接主刀梁1和副刀梁3的环筋14。
耐磨复合钢板10是正常结构外的一种保护，塞焊到圆形刀盘表面，增加圆形刀盘的耐磨性。圆形刀盘直径较大，为了方便工作人员进入换刀作业，保证安全，在圆形刀盘主刀梁1箱体内安装有爬梯16；主刀梁1和副刀梁3之间装有进渣口尺寸限制格栅8，防止大漂石进入刀盘背部，与螺旋输送机卡住；环筋14连接主刀梁1和副刀梁3，保证了圆形刀盘主体的强度和刚度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)
1.一种常压换刀刀盘，包括大圆环（4）和圆形刀盘，圆形刀盘设在大圆环（4）内，圆形刀盘包括主刀梁（1）和副刀梁（3）、常压更换刀具和常压更换刮刀（2），其特征在于：圆形刀盘结构为辐条箱体式，主刀梁（1）为箱体式，副刀梁（3）为辐条式；常压更换刀具和常压更换刮刀（2）均置于主刀梁（1）上，常压更换刀具的刀筒嵌于主刀梁（1）箱体内；所述的圆形刀盘包括六个主刀梁（1）和六个副刀梁（3），主刀梁（1）和副刀梁（3）间隔均匀设置；
所述的常压更换刀具和常压更换刮刀（2）通过焊接座固定在主刀梁（1）上，常压更换刀具为常压更换滚刀（5）或可更换撕裂刀；所述的常压更换滚刀（5）的两侧沿圆形刀盘转动切线方向设有导渣板（11），常压更换滚刀（5）包括两个闸门，两闸门连接处配有密封条；所述常压更换滚刀（5）的尺寸随着圆形刀盘直径增大而增大；
所述的圆形刀盘上设有条形面板磨损检测装置（7），其中至少两条面板磨损检测装置（7）从圆形刀盘正面延伸至圆形刀盘背部；面板磨损检测装置（7）设在高、中、低三层；
所述的圆形刀盘的边缘设有弧形区，弧形区和大圆环（4）焊有耐磨合金块（13），主刀梁（1）的正面安装有耐磨复合钢板（10）；
所述的圆形刀盘上设有实时冲刷装置，实时冲刷装置包括冲刷喷口（6），圆形刀盘中心区域布置有若干冲刷喷口（6），每个主刀梁（1）的中间及主刀梁（1）的侧面均布有冲刷喷口（6）；
所述的主刀梁（1）和副刀梁（3）之间装有进渣口尺寸限制格栅（8），圆形刀盘中心向外布置有若干连接主刀梁（1）和副刀梁（3）的环筋（14）；
耐磨合金块为条形，包括安装在大圆环处的弧形段和安装在弧形区的直线段、折弯段，直线段设在主刀梁箱体的背面和侧面，折弯段设在主刀梁箱体的拐角处；
限制格栅为悬臂结构。
2.根据权利要求1所述的一种常压换刀刀盘，其特征在于：所述的常压更换刀具设在主刀梁（1）正面，常压更换刮刀（2）设在主刀梁（1）两侧，副刀梁（3）上设有带压更换刮刀（15），常压更换刮刀（2）中间布置有带压更换刮刀（15），副刀梁（3）与大圆环（4）交接处设有可更换弧形刮刀（9），圆形刀盘边缘布置有常压可更换单刃滚刀（12）。
3.根据权利要求1所述的一种常压换刀刀盘，其特征在于：所述的圆形刀盘上设有滚刀磨损检测装置，滚刀磨损检测装置安装在滚刀刀座中间位置。
4.根据权利要求1所述的一种常压换刀刀盘，其特征在于：所述的圆形刀盘上设有滚刀实时旋转检测装置，滚刀实时旋转检测装置包括传感器和接收装置，传感器安装在圆形刀盘上，接收装置安装在刀座上。
5.根据权利要求1所述的一种常压换刀刀盘，其特征在于：所述的主刀梁（1）箱体内安装有爬梯（16），爬梯（16）由钢筋折弯焊接在主刀梁（1）的内侧钢板上，爬梯（16）两侧焊接环形的加强筋板。
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