一种盾构机刀盘的外置掘进组件
技术领域
本发明涉及工程机械设备技术领域,具体为一种盾构机刀盘的外置掘进组件。
背景技术
隧道掘进设备是指应用于隧洞开挖、岩层切割的施工机械,常见的隧道掘进设备有盾构机,盾构机的工作过程包括推进式掘进和管片安装等。
在对隧道掘进的过程中,盾构机的刀盘作为盾构机掘进过程中的主要部件,用于对隧道进行挖掘、破碎,由于盾构机在挖掘过程中处于推进的状态,隧道壁上的砾石无法完全经刀盘上的进料槽进入刀盘容腔中,即使在推进过程中前盾外侧面会对隧道壁进行挤压,但,松动的砾石和散落的土壤仍然会积存在隧道壁上,在管片安装过程中,管片外侧与隧道壁间存在间隙,从而导致管片与隧道壁的贴合度低。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种盾构机刀盘的外置掘进组件,具备在刀盘推进式掘进和破碎后,使残留在隧道壁上的砾石和土壤进入相应的储放容腔中,提高了管片安装后管片外侧面与隧道壁间的贴合度的优点,解决了在盾构机带动刀盘进行隧道掘进的过程中,因隧道壁上的砾石和土壤无法完全进入刀盘容腔中、散落在隧道壁上,导致安装好的管片外围与隧道壁间存在间隙、贴合度不高的问题。
(二)技术方案
本发明提供如下技术方案:一种盾构机刀盘的外置掘进组件,包括与刀盘的内侧为一体的外掘进罩盘,所述外掘进罩盘的外侧从前至后依次设有前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ和后流槽Ⅰ,所述中流槽Ⅰ的侧面固定安装有切削刀具,所述切削刀具的外端面设有刷板,所述外掘进罩盘的背侧面固定安装有位于前盾正侧的内置连盘,所述内置连盘上从前至后依次设有前流槽Ⅱ、中流槽Ⅱ和后流槽Ⅱ。
进一步的,所述前流槽Ⅰ为矩形状且分为两组,两组所述前流槽Ⅰ成两列且错位分布在外掘进罩盘的外侧,两组错位分布的前流槽Ⅰ的首尾始终位于与外掘进罩盘的轴线相平行的直线上。
进一步的,所述中流槽Ⅰ和切削刀具相错位且分别成环形分布在外掘进罩盘的外侧,所述中流槽Ⅰ的外口径大于内口径,且中流槽Ⅰ为梯形状。
进一步的,所述切削刀具的高度与外掘进罩盘的直径相同,所述外掘进罩盘为圆台状,且外掘进罩盘与刀盘相对端的直径大于外掘进罩盘与刀盘相背端的直径。
进一步的,所述刷板为曲形的硬胶状,所述刷板的两端为对隧道壁进行清理的锐角勾状,所述刷板中包括至少两个曲凹槽和两个曲凸槽。
进一步的,所述刷板每组不少于五个,且每两个刷板间设有宽度为刷板宽度二分之一的间隙,所述刷板的组数与切削刀具的数量相对应。
进一步的,所述内置连盘的尺寸与外掘进罩盘的尺寸相对应,且内置连盘的外侧面与外掘进罩盘的内侧面接触且不连接,所述内置连盘的背侧面与前盾的正侧面一体成型。
进一步的,所述前流槽Ⅱ、中流槽Ⅱ和后流槽Ⅱ的位置、排布方式分别与前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ和后流槽Ⅰ的位置排布方式相对应,所述前流槽Ⅱ的长度分别为前流槽Ⅰ长度的五分之三,且前流槽Ⅰ的宽度为前流槽Ⅱ宽度的五分之三,所述中流槽Ⅱ的长度为中流槽Ⅰ长度的五分之三,且中流槽Ⅰ的宽度为中流槽Ⅱ宽度的五分之三,所述中流槽Ⅱ侧面后流槽Ⅱ的长度为后流槽Ⅰ长度的五分之三,且后流槽Ⅰ的宽度为后流槽Ⅱ宽度的五分之三。
(三)有益效果
本发明具备以下有益效果:
1、该盾构机刀盘的外置掘进组件,通过前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ和后流槽Ⅰ的组合作用,在刀盘推进式掘进过程中,散落在隧道壁上的砾石和土壤会经前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ和后流槽Ⅰ进入刀盘的储放腔中,同时,通过使前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ和后流槽Ⅰ的上口径大于下口径,且使外掘进罩盘和内置连盘为圆台状,砾石和土壤在导入过程中会经前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ和后流槽Ⅰ的侧壁和角口震动、切削,从而便于砾石、土壤进入刀盘的储放腔中,防止因隧道壁上积存的砾石和土壤降低管片安装工作中管片与隧道壁间的贴合度。
2、该盾构机刀盘的外置掘进组件,通过使前流槽Ⅱ、中流槽Ⅱ、后流槽Ⅱ与前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ、后流槽Ⅰ的位置相对应,使推进式掘进过程中,内置连盘对外掘进罩盘起支承工作,提高外掘进罩盘的刚性和抗磨损度,同时通过前流槽Ⅱ、中流槽Ⅱ、后流槽Ⅱ与前流槽Ⅰ、中流槽Ⅰ、后流槽Ⅰ间的尺寸差,使隧道掘进过程中内置连盘对外掘进罩盘进行支承的同时,砾石和土壤经前流槽Ⅰ进入前流槽Ⅱ、中流槽Ⅰ进入中流槽Ⅱ、后流槽Ⅰ进入后流槽Ⅱ,从而进入刀盘的储放腔中,在对隧道壁上散落的砾石和土壤进行进一步处理的同时,有效的提高了管片安装工作中管片与隧道壁间的贴合度。
3、该盾构机刀盘的外置掘进组件,通过切削刀具和刷板的组合作用,使推进的刀盘带动外掘进罩盘推进的过程中,带动切削刀具对隧道壁进行撞击,同时通过使刷板中包括至少两个曲凹槽和两个曲凸槽,在刀盘带动刷板转动对隧道壁上进行撞击和刷动时,刷板的两端对隧道壁进行勾动和清理,同时使砾石和土壤经刷板的曲凹、凸槽碰撞,增大了隧道壁上砾石、土壤刷动和清理过程中的流动性和清理的充分性,进一步提高了管片安装工作中管片与隧道壁间的贴合度。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明结构中图1的侧视示意图;
图3为本发明结构图2的翻转示意图;
图4为本发明结构图2的侧剖示意图;
图5为本发明结构图3中外掘进罩盘的局部放大示意图;
图6为本发明结构图3中内置连盘的局部放大示意图;
图7为本发明结构图2中外掘进罩盘的部分放大示意图;
图8为本发明结构图3中内置脸盘的部分放大示意图。
图中:100、外掘进罩盘;101、前流槽Ⅰ;102、中流槽Ⅰ;103、后流槽Ⅰ;104、切削刀具;105、刷板;200、内置连盘;201、前流槽Ⅱ;202、中流槽Ⅱ;203、后流槽Ⅱ。
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。
请参阅图1-8,一种盾构机刀盘的外置掘进组件,包括与刀盘的内侧为一体的外掘进罩盘100,外掘进罩盘100的外侧从前至后依次设有前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102和后流槽Ⅰ103,中流槽Ⅰ102的侧面固定安装有切削刀具104,切削刀具104的外端面设有刷板105,外掘进罩盘100的背侧面固定安装有位于前盾正侧的内置连盘200,内置连盘200上从前至后依次设有前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202和后流槽Ⅱ203。
进一步的,前流槽Ⅰ101为矩形状且分为两组,两组前流槽Ⅰ101成两列且错位分布在外掘进罩盘100的外侧,两组错位分布的前流槽Ⅰ101的首尾始终位于与外掘进罩盘100的轴线相平行的直线上,两组前流槽Ⅰ101在外掘进罩盘100的外侧形成环形进槽,子刀盘掘进后进行第一步砾石和土壤的导入、收纳工作。
进一步的,中流槽Ⅰ102和切削刀具104相错位且分别成环形分布在外掘进罩盘100的外侧,中流槽Ⅰ102的外口径大于内口径,且中流槽Ⅰ102为梯形状,通过使砾石和土壤宽进窄出,使砾石和土壤在经中流槽Ⅰ102导入导出的过程中,中流槽Ⅰ102内侧壁的角口对砾石和土壤进行碰撞和切削。
进一步的,切削刀具104的高度与外掘进罩盘100的直径相同,外掘进罩盘100为圆台状,且外掘进罩盘100与刀盘相对端的直径大于外掘进罩盘100与刀盘相背端的直径,通过外掘进罩盘100圆台状、渐变式内径产生的弧状设计,使推进式掘进过程中砾石和土壤在外掘进罩盘100的外侧成坡度滑动,提高了砾石和土壤导入刀盘储放腔过程中的流动性。
进一步的,刷板105为曲形的硬胶状,刷板105的两端为对隧道壁进行清理的锐角勾状,刷板105中包括至少两个曲凹槽和两个曲凸槽,在刀盘带动刷板105转动对隧道壁上进行撞击和刷动时,刷板105的两端对隧道壁进行勾动和清理,同时使砾石和土壤经刷板105的曲凹、凸槽碰撞,增大了隧道壁上砾石和土壤刷动和清理中的流动性。
进一步的,刷板105每组不少于五个,且每两个刷板105间设有宽度为刷板105宽度二分之一的间隙,刷板105的组数与切削刀具104的数量相对应,刀盘带动刷板105转动对隧道壁上的砾石、土壤刷动的同时,砾石和土壤在间隙和刷板105间碰撞,进一步增大了刷板105对砾石和土壤刷动过程中砾石和土壤的流动性。
进一步的,内置连盘200的尺寸与外掘进罩盘100的尺寸相对应,且内置连盘200的外侧面与外掘进罩盘100的内侧面接触且不连接,内置连盘200的背侧面与前盾的正侧面一体成型,使刀盘转动过程中,内置连盘200的外侧与外掘进罩盘100的内壁相对转动,使砾石和土壤进入刀盘中储放腔。
进一步的,前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202和后流槽Ⅱ203的位置、排布方式分别与前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102和后流槽Ⅰ103的位置排布方式相对应,前流槽Ⅱ201的长度分别为前流槽Ⅰ101长度的五分之三,且前流槽Ⅰ101的宽度为前流槽Ⅱ201宽度的五分之三,中流槽Ⅱ202的长度为中流槽Ⅰ102长度的五分之三,且中流槽Ⅰ102的宽度为中流槽Ⅱ202宽度的五分之三,中流槽Ⅱ202侧面后流槽Ⅱ203的长度为后流槽Ⅰ103长度的五分之三,且后流槽Ⅰ103的宽度为后流槽Ⅱ203宽度的五分之三,内置连盘200在外掘进罩盘100的内腔转动的过程中,前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202和后流槽Ⅱ203分别在前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102和后流槽Ⅰ103的内侧面转动,同时,通过前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202、后流槽Ⅱ203和前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102、后流槽Ⅰ103相对应的尺寸,使砾石和土壤可分别经前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202、后流槽Ⅱ203进入前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102和后流槽Ⅰ103,然后导出至刀盘内的储放腔中,同时通过前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202、后流槽Ⅱ203与前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102、后流槽Ⅰ103的尺寸差,使前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202、后流槽Ⅱ203的侧壁分别对前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102和后流槽Ⅰ103的侧壁进行支承,从而使内置连盘200对外掘进罩盘100起支承工作。
工作原理:
在刀盘推进式掘进过程中,转动组件带动刀盘转动,刀盘带动一体成型的外掘进罩盘100转动,外掘进罩盘100的内侧壁转动在内置连盘200的外侧面,外掘进罩盘100转动的过程中,切削刀具104对隧道壁进行碰撞、撞击,同时使刷板105对隧道壁上散落的砾石和土壤进行刷动,使砾石和土壤落下,同时外掘进罩盘100外侧环形的前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102、后流槽Ⅰ103与内置连盘200外侧的前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202、后流槽Ⅱ203依次间断、错位,砾石和土壤经前流槽Ⅰ101、中流槽Ⅰ102和后流槽Ⅰ103进入前流槽Ⅱ201、中流槽Ⅱ202和后流槽Ⅱ203进入刀盘的储放腔中,在前流槽Ⅱ201前流槽Ⅰ101与前流槽Ⅱ201的相对位置刀盘上的刀具对隧道掘进、破碎后,隧道壁上的砾石和土壤经前流槽Ⅰ101进入刀盘储放腔。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。