CN109184714A - 多适用范围的盾构机刀盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多适用范围的盾构机刀盘，属于盾构机技术领域，包括主刀盘和翻转刀体，主刀盘正面设置有鱼尾刀和多条辐条，鱼尾刀设置在主刀盘中心位置，鱼尾刀两侧设置有先行刀，辐条上设置有滚刀和羊角刀，羊角刀两侧设置有出气孔，相邻辐条之间设置多个格栅挡板和滚刀，栅挡板可拆卸的安装在主刀盘上，主刀盘边缘铰接多个矩形的翻转刀体，翻转刀体上设置滚刀和羊角刀，主刀盘背面设置有环形支撑座、进水管和出水管，每个翻转刀体与支撑座上相应的液压杆连接，主刀盘内设盘管，进水管和出水管与盘管相连。本发明具有适用于寒冷天气、刀盘区域不容易聚集形成泥饼和使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明属于盾构机领域，具体涉及多适用范围的盾构机刀盘。
背景技术
盾构机被广泛应用于隧道掘进等工程中，其优势在于地下掘进速度快、质量高、安全性能高、不影响地面建筑物，减少征地拆迁费用，不影响城市整体规划，被越来越多的中型以上的城市推广使用。由于盾构机在地下施工过程中会遇到不同的地质地层，针对不同的地质地层必须重新设计刀盘及刀具的排布，以减小刀具的磨损。
公告号为CN206816257U，公告日为2017年12月29日的中国专利文献公开了一种复合式土压平衡盾构机刀盘，包括刀盘盘体，其特征在于：所述刀盘盘体中心位置设有锥形刀，所述锥形刀的外沿设有十字架形状的先行刀架，所述先行 刀架上均匀设有先行刀，且在先行刀架的外侧设有滚刀，该先行刀架相邻两个之间设有仿行刀架，所述仿行刀架顶端设有仿行刀，该仿行刀架的两侧均匀设有刮刀，且仿行刀架和先行刀架之间的刀盘盘体外沿上设有边刀。
该专利通过设置在中心位置的锥形刀，在软质土层掘进时，在弹簧的弹力下，锥形刀采取大的锥形刀刃的长度，采取小的推进力，在硬质岩层时，弹簧受到挤压力压缩，减少锥形刀刃与岩层的接触长度，保护锥形刀刃，但是该刀盘适用范围小，在粘性较大土层时刀盘区域容易聚集形成泥饼，在冬天的北方泥土容易冻住无法掘进损伤刀盘。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于寒冷天气、刀盘区域不容易聚集形成泥饼和使用寿命长的多适用范围的盾构机刀盘。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
多适用范围的盾构机刀盘，包括主刀盘和翻转刀体，其特征在于：所述主刀盘正面设置有鱼尾刀和多条辐条，所述鱼尾刀设置在主刀盘中心位置，所述鱼尾刀两侧设置有先行刀，所述辐条上设置有滚刀和羊角刀，所述羊角刀两侧设置有出气孔，相邻辐条之间设置多个格栅挡板和滚刀，所述格栅挡板可拆卸的安装在主刀盘上，所述主刀盘边缘铰接多个矩形的翻转刀体，所述翻转刀体上设置滚刀和羊角刀，所述主刀盘背面设置有环形支撑座、进水管和出水管，所述每个翻转刀体与支撑座上相应的液压杆连接，所述主刀盘内设盘管，所述进水管和出水管与盘管相连。
优选的，所述先行刀的刀刃高度沿主刀盘半径方向逐渐降低。
优选的，所述滚刀和羊角刀间隔设置在辐条上。
优选的，所述羊角刀的刀刃高度沿主刀盘半径方向逐渐降低。
优选的，所述格栅挡板通过螺栓固定在主刀盘上。
优选的，所述主刀盘位于出气孔位置设置有开启装置，所述开启装置用于开启和关闭出气孔。
优选的，所述翻转刀体不可单独翻转。
优选的，所述翻转刀体可整体翻转至与主刀盘呈不同角度并固定。
优选的，所述翻转刀体最大翻转角度为90度。
优选的，所述辐条采用合金材质，所述辐条焊接在主刀盘上。
本技术方案的有益效果如下：
一、本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，包括主刀盘和翻转刀体，主刀盘正面设置有鱼尾刀和多条辐条，鱼尾刀设置在主刀盘中心，鱼尾刀两侧设置有先行刀， 所述辐条上设置有滚刀和羊角刀，羊角刀两侧设置有出气孔，出气孔与高压气体腔相连，高压气体腔内产生的高压气体通过主刀盘上的出气孔排出，将主刀盘区域聚集的泥饼吹散；相邻辐条之间设置多个格栅挡板和滚刀，格栅挡板可拆卸的安装在主刀盘上，通过控制格栅挡板数量，来调节主刀盘单孔开口尺寸与主刀盘开口率的大小，从而适用于盾构机穿越城市道路回填片石地层，避免了大尺寸片石对螺旋机造成的损坏，后期通过开仓拆除格栅挡板，恢复主刀盘开口率，增加进土面积，实现后期快速掘进；主刀盘边缘铰接多个矩形的翻转刀体，翻转刀体上设置滚刀和切削刀，主刀盘背面设置有环形支撑座、进水管和出水管，每个翻转刀体与支撑座上相应的液压杆连接，使用时，翻转刀体在液压杆的作用下能够与主刀盘形成不同角度，从而扩大盾构机推进面的面积，达到挖掘不同规格的隧道的目的；主刀盘内设盘管，进水管和出水管与盘管相连，通过预埋在主刀盘内的盘管，在解冻过程中通过进水管不断向辐条内注入热水，使热水充满整个盘管，并从出水管排出进行循环，由于接触面积大，可快速的进行解冻，满足寒冷天气使用；盾构机继续向前推进，鱼尾刀开始切削土体，大大提高了盾构机在砂软石地层中的切削效率，待先行刀和羊角刀全部进入切削工作后，滚刀开始切削，大大降低了滚刀的磨损程度，使得盾构机刀盘使用寿命增长。
二、本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，先行刀的刀刃高度沿主刀盘半径方向逐渐降低，鱼尾刀首先切削砂软石土体，先行刀随后切削土体，盾构机在推进过程中，显著增加切削土体的流动性，提高了盾构机的切削效率，减小了刀具的磨损，先行刀的高度沿主刀盘半径方向逐渐降低，逐渐减小先行刀的受力，减小先行刀的磨损。
三、本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，滚刀和羊角刀间隔设置在辐条上，利用羊角刀先进行切割，然后滚刀在进行切割，减小滚刀的磨损。
四、本发明提供的盾构机刀盘，羊角刀的刀刃高度沿主刀盘半径方向逐渐降低，逐渐减小羊角刀刀的受力，减小羊角刀的磨损。
五、本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，格栅挡板通过螺栓固定在主刀盘上，螺栓采用合金材质，通过螺栓可拆卸地安装在主刀盘上，拆卸更便捷，固定更牢固。
六、本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，主刀盘位于出气孔位置设置有开启装置，开启装置用于开启和关闭气孔，待盾构机工作结束后及时关闭，防止土壤进入气孔，将气孔堵塞。
七、本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，多个翻转刀体不可单独翻转，翻转刀体可整体翻转至与主刀盘呈不同角度并固定，翻转刀体最大翻转角度为90度，使用时，由于翻转刀体只能整体翻转，使得各翻转刀体在盾构时能够受力均匀，并且90度的最大翻转角度能够使得翻转刀体翻转起来后刀面始终与土体接触，而在收下时也能切削隧道壁的碎土渣。
八、本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，辐条采用合金材质，辐条焊接在主刀盘上，合金材质的辐条耐磨性能更高，辐条焊接在主刀盘上进一步加强主刀盘的整体强度。
附图说明
本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的侧面剖视图；
图中：
1、主刀盘；2、翻转刀体；3、鱼尾刀；4、辐条；5、先行刀；6、滚刀；7、羊角刀；8、出气孔；9、格栅挡板；10、支撑座；11、进水管；12、出水管；13、液压杆；14、螺栓。
具体实施方式
下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了多适用范围的盾构机刀盘，如图1和图2所示，包括主刀盘1和翻转刀体2，所述主刀盘1正面设置有鱼尾刀3和多条辐条4，所述鱼尾刀3设置在主刀盘1中心位置，所述鱼尾刀3两侧设置有先行刀5，所述辐条4上设置有滚刀6和羊角刀7，所述羊角刀7两侧设置有出气孔8，出气孔8与高压气体腔相连，相邻辐条4之间设置多个格栅挡板9和滚刀6，所述格栅挡板9可拆卸的安装在主刀盘1上，所述主刀盘1边缘铰接多个矩形的翻转刀体2，所述翻转刀体2上设置滚刀6和羊角刀7，所述主刀盘1背面设置有环形支撑座10、进水管11和出水管12，所述每个翻转刀体2与支撑座10上相应的液压杆13连接，所述主刀盘1内设盘管，所述进水管11和出水管12与盘管相连，所述进水管11与高温热水进管相连，所述出水管12与高温热水回管相连。
本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，包括主刀盘1和翻转刀体2，主刀盘1正面设置有鱼尾刀3和多条辐条4，鱼尾刀3设置在主刀盘1中心，鱼尾刀3两侧设置有先行刀5，所述辐条4上设置有滚刀6和羊角刀7，羊角刀7两侧设置有出气孔8，出气孔8与高压气体腔相连，高压气体腔内产生的高压气体通过主刀盘1上的出气孔8排出，将主刀盘1区域聚集的泥饼吹散；相邻辐条4之间设置多个格栅挡板9和滚刀6，格栅挡板9可拆卸的安装在主刀盘1上，通过控制格栅挡板9数量，来调节主刀盘1单孔开口尺寸与主刀盘1开口率的大小，从而适用于盾构机穿越城市道路回填片石地层，避免了大尺寸片石对螺旋机造成的损坏，后期通过开仓拆除格栅挡板9，恢复主刀盘1开口率，增加进土面积，实现后期快速掘进；主刀盘1边缘铰接多个矩形的翻转刀体2，翻转刀体2上设置滚刀6和切削刀，主刀盘1背面设置有环形支撑座10、进水管11和出水管12，每个翻转刀体2与支撑座10上相应的液压杆13连接，使用时，翻转刀体2在液压杆13的作用下能够与主刀盘1形成不同角度，从而扩大盾构机推进面的面积，达到挖掘不同规格的隧道的目的；主刀盘1内设盘管，进水管11和出水管12与盘管相连，通过预埋在主刀盘1内的盘管，在解冻过程中通过进水管11不断向辐条4内注入热水，使热水充满整个盘管，并从出水管12排出进行循环，由于接触面积大，可快速的进行解冻，满足寒冷天气使用；盾构机继续向前推进，鱼尾刀3开始切削土体，大大提高了盾构机在砂软石地层中的切削效率，待先行刀5和羊角刀7全部进入切削工作后，滚刀6开始切削，大大降低了滚刀6的磨损程度，使得盾构机刀盘使用寿命增长。
实施例2
作为本发明一种优选的实施方案，本实施例公开了多适用范围的盾构机刀盘，如图1和图2所示，包括主刀盘1和翻转刀体2，所述主刀盘1正面设置有鱼尾刀3和多条辐条4，所述鱼尾刀3设置在主刀盘1中心位置，所述鱼尾刀3两侧设置有先行刀5，所述辐条4上设置有滚刀6和羊角刀7，所述羊角刀7两侧设置有出气孔8，出气孔8与高压气体腔相连，相邻辐条4之间设置多个格栅挡板9和滚刀6，所述格栅挡板9可拆卸的安装在主刀盘1上，所述主刀盘1边缘铰接多个矩形的翻转刀体2，所述翻转刀体2上设置滚刀6和羊角刀7，所述主刀盘1背面设置有环形支撑座10、进水管11和出水管12，所述每个翻转刀体2与支撑座10上相应的液压杆13连接，所述主刀盘1内设盘管，所述进水管11和出水管12与盘管相连，所述进水管11与高温热水进管相连，所述出水管12与高温热水回管相连。
优选的，所述先行刀5的刀刃高度沿主刀盘1半径方向逐渐降低。
优选的，所述滚刀6和羊角刀7间隔设置在辐条4上。
优选的，所述羊角刀7的刀刃高度沿主刀盘1半径方向逐渐降低。
优选的，所述格栅挡板9通过螺栓14固定在主刀盘1上。
优选的，所述主刀盘1位于出气孔8位置设置有开启装置，所述开启装置用于开启和关闭出气孔8。
优选的，所述多个翻转刀体2不可单独翻转。
优选的，所述翻转刀体2可整体翻转至与主刀盘1呈不同角度并固定。
优选的，所述翻转刀体2最大翻转角度为90度。
优选的，所述辐条4采用合金材质，所述辐条4焊接在主刀盘1上。
本发明提供的多适用范围的盾构机刀盘，包括主刀盘1和翻转刀体2，主刀盘1正面设置有鱼尾刀3和多条辐条4，鱼尾刀3设置在主刀盘1中心，鱼尾刀3两侧设置有先行刀5，所述辐条4上设置有滚刀6和羊角刀7，羊角刀7两侧设置有出气孔8，出气孔8与高压气体腔相连，高压气体腔内产生的高压气体通过主刀盘1上的出气孔8排出，将主刀盘1区域聚集的泥饼吹散；相邻辐条4之间设置多个格栅挡板9和滚刀6，格栅挡板9可拆卸的安装在主刀盘1上，通过控制格栅挡板9数量，来调节主刀盘1单孔开口尺寸与主刀盘1开口率的大小，从而适用于盾构机穿越城市道路回填片石地层，避免了大尺寸片石对螺旋机造成的损坏，后期通过开仓拆除格栅挡板9，恢复主刀盘1开口率，增加进土面积，实现后期快速掘进；主刀盘1边缘铰接多个矩形的翻转刀体2，翻转刀体2上设置滚刀6和切削刀，主刀盘1背面设置有环形支撑座10、进水管11和出水管12，每个翻转刀体2与支撑座10上相应的液压杆13连接，使用时，翻转刀体2在液压杆13的作用下能够与主刀盘1形成不同角度，从而扩大盾构机推进面的面积，达到挖掘不同规格的隧道的目的；主刀盘1内设盘管，进水管11和出水管12与盘管相连，通过预埋在主刀盘1内的盘管，在解冻过程中通过进水管11不断向辐条4内注入热水，使热水充满整个盘管，并从出水管12排出进行循环，由于接触面积大，可快速的进行解冻，满足寒冷天气使用；盾构机继续向前推进，鱼尾刀3开始切削土体，大大提高了盾构机在砂软石地层中的切削效率，待先行刀5和羊角刀7全部进入切削工作后，滚刀6开始切削，大大降低了滚刀6的磨损程度，使得盾构机刀盘使用寿命增长。
先行刀5的刀刃高度沿主刀盘1半径方向逐渐降低，鱼尾刀3首先切削砂软石土体，先行刀5随后切削土体，盾构机在推进过程中，显著增加切削土体的流动性，提高了盾构机的切削效率，减小了刀具的磨损，先行刀5的高度沿主刀盘1半径方向逐渐降低，逐渐减小先行刀5的受力，减小先行刀5的磨损。滚刀6和羊角刀7间隔设置在辐条4上，利用羊角刀7先进行切割，然后滚刀6在进行切割，减小滚刀6的磨损。羊角刀7的刀刃高度沿主刀盘1半径方向逐渐降低，逐渐减小羊角刀7刀的受力，减小羊角刀7的磨损。格栅挡板9通过螺栓14固定在主刀盘1上，螺栓14采用合金材质，通过螺栓14可拆卸地安装在主刀盘1上，拆卸更便捷，固定更牢固。主刀盘1位于出气孔8位置设置有开启装置，开启装置用于开启和关闭出气孔8，待盾构机工作结束后及时关闭，防止土壤进入出气孔8，将气孔堵塞。多个翻转刀体2不可单独翻转，翻转刀体2可整体翻转至与主刀盘1呈不同角度并固定，翻转刀体2最大翻转角度为90度，使用时，由于翻转刀体2只能整体翻转，使得各翻转刀体2在盾构时能够受力均匀，并且90度的最大翻转角度能够使得翻转刀体2翻转起来后刀面始终与土体接触，而在收下时也能切削隧道壁的碎土渣。
Claims (10)
1.多适用范围的盾构机刀盘，包括主刀盘（1）和翻转刀体（2），其特征在于：所述主刀盘（1）正面设置有鱼尾刀（3）和多条辐条（4），所述鱼尾刀（3）设置在主刀盘（1）中心位置，所述鱼尾刀（3）两侧设置有先行刀（5），所述辐条（4）上设置有滚刀（6）和羊角刀（7），所述羊角刀（7）两侧设置有出气孔（8），相邻辐条（4）之间设置多个格栅挡板（9）和滚刀（6），所述格栅挡板（9）可拆卸的安装在主刀盘（1）上，所述主刀盘（1）边缘铰接多个矩形的翻转刀体（2），所述翻转刀体（2）上设置滚刀（6）和羊角刀（7），所述主刀盘（1）背面设置有环形支撑座（10）、进水管（11）和出水管（12），所述每个翻转刀体（2）与支撑座（10）上相应的液压杆（13）连接，所述主刀盘（1）内设盘管，所述进水管（11）和出水管（12）与盘管相连。
2.根据权利要求1所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述先行刀（5）的刀刃高度沿主刀盘（1）半径方向逐渐降低。
3.根据权利要求1所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述滚刀（6）和羊角刀（7）间隔设置在辐条（4）上。
4.根据权利要求3所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述羊角刀（7）的刀刃高度沿主刀盘（1）半径方向逐渐降低。
5.根据权利要求1所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述格栅挡板（9）通过螺栓（14）固定在主刀盘（1）上。
6.根据权利要求1所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述主刀盘（1）位于出气孔（8）位置设置有开启装置，所述开启装置用于开启和关闭出气孔（8）。
7.根据权利要求1所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述多个翻转刀体（2）不可单独翻转。
8.根据权利要求7所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述翻转刀体（2）可整体翻转至与主刀盘（1）呈不同角度并固定。
9.根据权利要求8所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述翻转刀体（2）最大翻转角度为90度。
10.根据权利要求1所述的多适用范围的盾构机刀盘，其特征在于：所述辐条（4）采用合金材质，所述辐条（4）焊接在主刀盘（1）上。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110548580A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-10 | 常州大学 | 管道破碎解冻用旋转组合刀头及管道破碎解冻装置 |
| CN114738550A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-07-12 | 北京有新环保科技有限公司 | 一种可在管道内拆解的顶管机 |
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2018
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| CN110548580A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-10 | 常州大学 | 管道破碎解冻用旋转组合刀头及管道破碎解冻装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190111 |