CN109538232A - 一种轴向、侧向双向开挖刀盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴向、侧向双向开挖刀盘，解决了现有技术中TBM刀盘只能实现轴向推进、开挖断面受限的问题。本发明包括刀盘本体，刀盘本体的前端面上设有正面刀，刀盘本体前端面的外边沿上设有边滚刀，刀盘本体的外圆周上设有侧面刀和进渣口。本发明通过正面刀进行轴向开挖，通过侧面刀进行径向开挖，通过边滚刀进行异面开挖。本发明可实现双向、异面开挖，正面刀和侧面刀可进行间歇交替工作，改变开挖方式，提高刀具使用寿命，是隧道开挖的一大创新。
Description
技术领域
本发明涉及盾构机技术领域，特别是指一种轴向、侧向双向开挖刀盘。
背景技术
盾构机在隧道施工中，通过刀盘、刀具对前方土体进行切削，刀具与土体的适应程度至关重要。不同的土体需要用不同的刀盘和刀具配置对其进行挖掘，才能使盾构机完成快速的掘进施工。
现有刀盘的结构主要有面板式和辐条式两大类型。但是不管是面板式还是辐条式，目前应用于硬岩隧道开挖的TBM刀盘只能实现沿隧道轴线方向推进，开挖断面为圆形断面。而不能进行径向开挖和异形面开挖。为了实现异性断面的开挖，要求开挖刀盘具备轴向、侧向两个方向开挖的功能。因此，双向开挖刀盘成为研究重点。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种轴向、侧向双向开挖刀盘，解决了现有技术中TBM刀盘只能实现轴向推进、开挖断面受限的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种轴向、侧向双向开挖刀盘，包括刀盘本体，刀盘本体的前端面上设有正面刀，刀盘本体前端面的外边沿上设有边滚刀，刀盘本体的外圆周上设有侧面刀和进渣口。
所述边滚刀向外倾斜设置，边滚刀的倾斜角度θ=30°~60°。
所述边滚刀伸出刀盘本体的高度大于正面刀伸出刀盘本体的高度；边滚刀伸出刀盘本体的宽度大于侧面刀伸出刀盘本体的宽度。
所述刀盘本体的前端面与刀盘本体的外圆周之间设有圆弧过渡区，边滚刀设置在圆弧过渡区处。
所述刀盘本体的外圆周上设有至少两个进渣口，相邻两个进渣口之间设有一组侧面刀。
所述一组侧面刀包括若干个侧面刀，侧面刀螺旋设置在刀盘本体的外圆周上，侧面刀的切削方向与刀盘本体前进方向垂直。
本发明通过正面刀进行轴向开挖，通过侧面刀进行径向开挖，通过边滚刀进行异面开挖。刀盘在驱动装置的作用下向前水平推进时，刀盘的正面刀和圆弧过渡区的边滚刀工作，边滚刀的开挖轮廓超出侧面刀的开挖面，侧面刀具不工作，从而保护侧面刀不受水平力，保证侧面刀在水平推进时不被损坏；刀盘在驱动装置的作用下向径工作时，刀盘侧面刀和边滚刀工作，正面刀不工作，边滚刀开挖面超出正面刀开挖轮廓，从而使正面刀不受力，保证刀盘正面刀不被损坏。本发明可实现双向、异面开挖，正面刀和侧面刀可进行间歇交替工作，改变开挖方式，提高刀具使用寿命，是隧道开挖的一大创新。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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为本发明整体侧视示意图。
图2为本发明边滚刀安装示意图。
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1-2所示，实施例1，一种轴向、侧向双向开挖刀盘，包括刀盘本体1，刀盘本体1的前端面上设有若干个正面刀2，正面刀2可采用滚刀，正面刀的刀刃即开完方向与刀盘本体的中心轴线方向相同，用于轴线开挖。刀盘本体1前端面的外边沿上设有若干个边滚刀3，边滚刀3可用于轴向开挖和径向开挖。刀盘本体1的外圆周上设有若干个侧面刀4和若干个进渣口5。侧面刀4用于径向开挖，正面刀2、边滚刀3和侧面刀4开挖下的渣土经进渣口5进入刀盘本体，探后经后配套上的渣土输送机构运出。
进一步，所述边滚刀3向外倾斜设置，边滚刀3的倾斜角度θ=30°或60°，倾斜设置的边滚刀，提高开挖面积，可用于异面开挖。所述边滚刀3伸出刀盘本体1的高度大于正面刀2伸出刀盘本体1的高度；边滚刀3伸出刀盘本体1的宽度大于侧面刀4伸出刀盘本体1的宽度。刀盘在驱动装置的作用下向前水平推进时，刀盘的正面刀和圆弧过渡区的边滚刀工作，边滚刀的开挖轮廓超出侧面刀的开挖面，侧面刀具不工作，从而保护侧面刀不受水平力，保证侧面刀在水平推进时不被损坏；刀盘在驱动装置的作用下向径工作时，刀盘侧面刀和边滚刀工作，正面刀不工作，边滚刀开挖面超出正面刀开挖轮廓，从而使正面刀不受力，保证刀盘正面刀不被损坏
实施例2，一种轴向、侧向双向开挖刀盘，所述边滚刀3向外倾斜设置，边滚刀3的倾斜角度θ=45°。所述刀盘本体1的前端面与刀盘本体1的外圆周之间设有圆弧过渡区，边滚刀3设置在圆弧过渡区处。圆弧过渡区的宽度大于刀盘本体外圆周的直径，圆弧过渡区向前伸出刀盘本体的前端面，使边滚刀的开挖轮廓分别大于正面刀和侧面刀的开挖轮廓，用于对正面刀和侧面刀的保护。
进一步，所述刀盘本体1的外圆周上设有至少两个进渣口5，可等距离设置四个，相邻两个进渣口5之间设有一组侧面刀4。所述一组侧面刀4包括若干个侧面刀，侧面刀螺旋设置在刀盘本体1的外圆周上，分散侧面刀集中受力，实现全面开挖。侧面刀4的切削方向与刀盘本体1前进方向垂直，即侧面刀垂直设置在刀盘本体的外圆周上，用于径向开挖。
其他结构与实施例1相同。
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 (6)
1.一种轴向、侧向双向开挖刀盘，其特征在于：包括刀盘本体（1），刀盘本体（1）的前端面上设有正面刀（2），刀盘本体（1）前端面的外边沿上设有边滚刀（3），刀盘本体（1）的外圆周上设有侧面刀（4）和进渣口（5）。
2.根据权利要求1所述的轴向、侧向双向开挖刀盘，其特征在于：所述边滚刀（3）向外倾斜设置，边滚刀（3）的倾斜角度θ=30°~60°。
3.根据权利要求2所述的轴向、侧向双向开挖刀盘，其特征在于：所述边滚刀（3）伸出刀盘本体（1）的高度大于正面刀（2）伸出刀盘本体（1）的高度；边滚刀（3）伸出刀盘本体（1）的宽度大于侧面刀（4）伸出刀盘本体（1）的宽度。
4.根据权利要求1~3任一项所述的轴向、侧向双向开挖刀盘，其特征在于：所述刀盘本体（1）的前端面与刀盘本体（1）的外圆周之间设有圆弧过渡区，边滚刀（3）设置在圆弧过渡区处。
5.根据权利要求4所述的轴向、侧向双向开挖刀盘，其特征在于：所述刀盘本体（1）的外圆周上设有至少两个进渣口（5），相邻两个进渣口（5）之间设有一组侧面刀（4）。
6.根据权利要求5所述的轴向、侧向双向开挖刀盘，其特征在于：所述一组侧面刀（4）包括若干个侧面刀，侧面刀螺旋设置在刀盘本体（1）的外圆周上，侧面刀（4）的切削方向与刀盘本体（1）前进方向垂直。
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