CN112523761B - 非圆形隧道掘进机、掘进机用辅助开挖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及附带钻进或者截割工具的掘进设备领域。本发明保护一种非圆形隧道掘进机、掘进机用辅助开挖装置,掘进机用辅助开挖装置包括安装座,用于安装在掘进机的机架上;破碎装置包括装置基座、转动配置在装置基座上的破碎头、驱动破碎头自转的驱动装置,所述装置基座活动装配在安装座上,破碎头用于破碎掘进机的开挖盲区;调整机构用于在破碎头由驱动装置驱动工作时对装置基座施加作用力使装置基座活动,以改变破碎头的位置扫除开挖盲区。通过破碎装置与调整机构配合,可以实现对开挖盲区的扫除,减小开挖盲区对掘进机的影响,提高了开挖效率。

Description

非圆形隧道掘进机、掘进机用辅助开挖装置
技术领域
本发明涉及附带钻进或者截割工具的掘进设备领域。
背景技术
圆形断面隧道一般是采用带整个圆形刀盘的掘进机即可开挖整个断面,刀盘绕中心轴旋转开挖扫过的面积即是圆形隧道横截面,而针对矩形断面、马蹄形断面或其他异形断面(非圆断面)隧道,常常采用带有多个圆形刀盘的非圆隧道掘进机开挖隧道断面。由于多刀盘开挖扫过的面积往往不能覆盖整个隧道断面,多刀盘组合的开挖率一般为88%~90%,其中多刀盘组合开挖无法覆盖到的区域便是刀盘开挖盲区,开挖盲区对掘进机的推进速度影响较大,进而造成掘进机的开挖效率较低的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掘进机用辅助开挖装置,用于解决目前的掘进机开挖隧道的过程中刀盘开挖盲区较大造成开挖效率低的技术问题;另外,本发明的目的还在于提供一种使用上述掘进机用辅助开挖装置非圆形隧道掘进机。
本发明的掘进机用辅助开挖装置采用如下技术方案:
掘进机用辅助开挖装置包括:
安装座,用于安装在掘进机的机架上;
破碎装置,包括装置基座、转动配置在装置基座上的破碎头、驱动破碎头自转的驱动装置,所述装置基座活动装配在安装座上,破碎头用于破碎掘进机的开挖盲区;
调整机构,用于在破碎头由驱动装置驱动工作时对装置基座施加作用力使装置基座活动,以改变破碎头的位置扫除开挖盲区。
有益效果:本发明掘进机用辅助开挖装置设置有破碎装置和调整机构,调整机构能够对装置基座施加作用力使装置基座活动,破碎头转动配置在装置基座上,可以通过调节机构调整破碎装置破碎头的位置,实现对开挖盲区的扫除,减小开挖盲区对掘进机的影响,提高了开挖效率,解决了目前的掘进机开挖隧道的过程中刀盘开挖盲区较大造成开挖效率低的技术问题。
对驱动装置进一步的优化,驱动装置处于破碎头的后侧,所述破碎头上设有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构。
有益效果:通过向前排渣的螺旋排渣结构向前排渣土后,渣土不容易在后侧堆积,减小渣土对破碎头后侧的阻碍作用。另外,在破碎头的活动过程中能够对渣土挤压,有利于排渣。
对螺旋排渣结构进一步优化,所述破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆,破碎杆与装置基座转动配合,所述螺旋排渣结构向后延伸至所述破碎杆上,或者破碎头后侧固定有破碎套,破碎套处于破碎杆外围,破碎套的后端转动套装在装置基座上,所述螺旋排渣结构延伸至破碎套上。
有益效果:螺旋排渣结构向后延伸至破碎套或者破碎杆上,扩大对渣土的作用面积,进一步改善排渣效果。
对螺旋排渣结构进一步优化,所述螺旋排渣结构包括自后向前呈螺旋状布置的螺旋排渣叶片,螺旋排渣叶片处于破碎头上的部分设置有头部破碎刀。
有益效果:螺旋排渣叶片结构较为简单,便于加工,且排渣效果较好。
对螺旋排渣叶片进一步的优化,所述螺旋排渣叶片处于破碎套上的部分设有套部破碎刀。
有益效果:套部破碎刀能够对渣土进行二次破碎,减小渣土的大小,避免渣土卡滞。
对破碎装置进一步优化,所述破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆,破碎头处于驱动装置前侧。
有益效果:通过破碎杆连接驱动装置与破碎头,能够增大破碎头与破碎装置的间距,便于破碎装置的布置,同时可以增大破碎头的活动范围。
对破碎杆进一步的优化,所述破碎杆上或者破碎杆外围设置有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构。
有益效果:通过向前排渣的螺旋排渣结构向前排渣土后,在破碎头的活动过程中能够对渣土挤压,使渣土向排渣口移动,有利于排渣。
对破碎杆与破碎头的装配关系进一步的优化,所述破碎杆外围设置有破碎套,破碎套前端与破碎头固定,后端转动套装在装置基座上。
有益效果:破碎头通过破碎套与装置基座转动配合,破碎头运行较稳定,能够承受较大的作用力。
对破碎套与装置基座的装配关系进一步优化,所述装置基座包括前后延伸的基座管,所述破碎杆穿过基座管后与驱动装置连接,所述破碎套转动套装在基座管上。
有益效果:通过基座管与破碎套套装在一起,基座管结构简单,便于安装。
对调整机构进一步的优化,所述调整机构包括调整驱动缸。
有益效果:调整驱动缸方便控制,运行较为稳定。
对调整驱动缸进一步优化,调整驱动缸一端连接在装置基座上,另一端用于连接在掘进机的机架上。
有益效果:调整驱动缸连接机架上更稳定。
对调整驱动缸进一步优化,所述调整驱动缸一端连接在安装座上,另一端连接在装置基座上。
有益效果:调整驱动缸连接装置基座上结构更紧凑。
对装置基座与安装座的关系进一步优化,装置基座球铰在安装座上,所述调整驱动缸设置多个,以使破碎头能够向多个方向活动。
有益效果:通过球铰能够使破碎头活动范围更大。
对驱动装置的安装位置进一步优化,所述驱动装置固定在装置基座上。
有益效果:驱动装置固定在装置基座上便于安装,能够简化传动结构。
对驱动装置的位置进一步的优化,装置基座包括前后延伸的基座管,所述驱动装置固定在基座管内。
有益效果:设置在基座管内占用空间更小,结构更紧凑。
对驱动装置的形式进一步的优化,所述驱动装置为驱动马达。
有益效果:驱动马达结构较简单,成本低。
对装置基座与安装座的关系进一步优化,装置基座球铰在安装座上。
有益效果:能够增大破碎头的活动范围。
对安装座的安装位置进一步优化,安装座上设有用于使安装座安装在掘进机隔板背向掘进刀盘的一侧的安装结构。
有益效果:安装座设置在掘进机隔板背向掘进刀盘的一侧,便于破碎装置的安装,同时增大破碎头与破碎装置之间的间距。
对安装座的结构进一步优化,所述安装座包括用于设置在掘进机隔板背向掘进刀盘一侧的支撑筒,所述安装结构设置在支撑筒上,所述装置基座活动装配在支撑筒上。
有益效果:支撑筒支撑效果较好。
对支撑筒的结构进一步优化,所述支撑筒用于远离掘进机隔板一端的开口小于用于靠近掘进机隔板一端的开口,装置基座安装在支撑筒用于远离掘进机隔板的一端。
有益效果:增大破碎头的活动范围,同时便于装置基座的安装。
在设置支撑筒时对调整机构进一步优化,所述调整机构包括处于支撑筒内的调整驱动缸,调整驱动缸一端连接在安装座上,另一端连接在装置基座上。
有益效果:调整机构设置在支撑筒内,结构更紧凑。
对破碎头进一步优化,所述破碎头上设有用于喷水的喷口。
有益效果:能够避免渣土包住破碎头。
对装置基座与安装座的装配方式进一步优化,所述装置基座铰接在安装座上。
有益效果:结构简单,便于安装。
对破碎头进一步优化,所述破碎头为截割头,截割头包括用于破碎开挖盲区的头部截割刀。
有益效果:截割头的破碎效率更高。
本发明非圆形隧道掘进机的技术方案:
非圆形隧道掘进机包括机架、掘进刀盘和掘进机用辅助开挖装置,机架包括设置在掘进刀盘后侧的掘进机隔板,掘进机用辅助开挖装置包括:
安装座,安装在掘进机的机架上;
破碎装置,包括装置基座、转动配置在装置基座上的破碎头、驱动破碎头自转的驱动装置,所述装置基座活动装配在安装座上,破碎头用于破碎掘进机的开挖盲区;
所述破碎头为截割头,截割头包括用于破碎开挖盲区的头部截割刀;
调整机构,用于在破碎头由驱动装置驱动工作时对装置基座施加作用力使装置基座活动,以改变破碎头的位置扫除开挖盲区。
有益效果:非圆形隧道掘进机的辅助开挖装置设置有破碎装置和调整机构,调整机构能够对装置基座施加作用力使装置基座活动,破碎头转动配置在装置基座上,可以通过调节机构调整破碎装置破碎头的位置,实现对开挖盲区的扫除,减小开挖盲区对掘进机的影响,提高了开挖效率,解决了目前的掘进机开挖隧道的过程中刀盘开挖盲区较大造成开挖效率低的技术问题。
对驱动装置进一步的优化,驱动装置处于破碎头的后侧,所述破碎头上设有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构。
有益效果:通过向前排渣的螺旋排渣结构向前排渣土后,渣土不容易在后侧堆积,减小渣土对破碎头后侧的阻碍作用。另外,在破碎头的活动过程中能够对渣土挤压,有利于排渣。
对螺旋排渣结构进一步优化,所述破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆,破碎杆与装置基座转动配合,所述螺旋排渣结构向后延伸至所述破碎杆上,或者破碎头后侧固定有破碎套,破碎套处于破碎杆外围,破碎套的后端转动套装在装置基座上,所述螺旋排渣结构延伸至破碎套上。
有益效果:螺旋排渣结构向后延伸至破碎套或者破碎杆上,扩大对渣土的作用面积,进一步改善排渣效果。
对螺旋排渣结构进一步优化,所述螺旋排渣结构包括自后向前呈螺旋状布置的螺旋排渣叶片,螺旋排渣叶片处于破碎头上的部分设置有头部破碎刀。
有益效果:螺旋排渣叶片结构较为简单,便于加工,且排渣效果较好。
对螺旋排渣叶片进一步的优化,所述螺旋排渣叶片处于破碎套上的部分设有套部破碎刀。
有益效果:套部破碎刀能够对渣土进行二次破碎,减小渣土的大小,避免渣土卡滞。
对破碎装置进一步优化,所述破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆,破碎头处于驱动装置前侧。
有益效果:通过破碎杆连接驱动装置与破碎头,能够增大破碎头与破碎装置的间距,便于破碎装置的布置,同时可以增大破碎头的活动范围。
对破碎杆进一步的优化,所述破碎杆上或者破碎杆外围设置有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构。
有益效果:通过向前排渣的螺旋排渣结构向前排渣土后,在破碎头的活动过程中能够对渣土挤压,使渣土向排渣口移动,有利于排渣。
对破碎杆与破碎头的装配关系进一步的优化,所述破碎杆外围设置有破碎套,破碎套前端与破碎头固定,后端转动套装在装置基座上。
有益效果:通过破碎头通过破碎套与装置基座转动配合,破碎头运行较稳定,能够承受较大的作用力。
对破碎套与装置基座的装配关系进一步优化,所述装置基座包括前后延伸的基座管,所述破碎杆穿过基座管后与驱动装置连接,所述破碎套转动套装在基座管上。
有益效果:通过基座管与破碎套套装在一起,基座管结构简单,便于安装。
对调整机构进一步的优化,所述调整机构包括调整驱动缸。
有益效果:调整驱动缸方便控制,运行较为稳定。
对调整驱动缸进一步优化,调整驱动缸一端连接在装置基座上,另一端连接在掘进机的机架上。
有益效果:调整驱动缸连接机架上更稳定。
对调整驱动缸进一步优化,所述调整驱动缸一端连接在安装座上,另一端连接在装置基座上。
有益效果:调整驱动缸连接装置基座上结构更紧凑。
对装置基座与安装座的关系进一步优化,装置基座球铰在安装座上,所述调整驱动缸设置多个,以使破碎头能够向多个方向活动。
有益效果:通过球铰能够使破碎头活动范围更大。
对驱动装置的安装位置进一步优化,所述驱动装置固定在装置基座上。
有益效果:驱动装置固定在装置基座上便于安装,能够简化传动结构。
对驱动装置的位置进一步的优化,装置基座包括前后延伸的基座管,所述驱动装置固定在基座管内。
有益效果:设置在基座管内占用空间更小,结构更紧凑。
对驱动装置的形式进一步的优化,所述驱动装置为驱动马达。
有益效果:驱动马达结构较简单,成本低。
对装置基座与安装座的关系进一步优化,装置基座球铰在安装座上。
有益效果:能够增大破碎头的活动范围。
对安装座的安装位置进一步优化,安装座安装在掘进机隔板背向掘进刀盘的一侧,安装座上设有用于使安装座安装在掘进机隔板背向掘进刀盘的一侧的安装结构。
有益效果:安装座设置在掘进机隔板背向掘进刀盘的一侧,便于破碎装置的安装,同时增大破碎头与破碎装置之间的间距。
对安装座的结构进一步优化,所述安装座包括设置在掘进机隔板背向掘进刀盘一侧的支撑筒,所述安装结构设置在支撑筒上,所述装置基座活动装配在支撑筒上。
有益效果:支撑筒支撑效果较好。
对支撑筒的结构进一步优化,所述支撑筒远离掘进机隔板一端的开口小于靠近掘进机隔板一端的开口,装置基座安装在支撑筒远离掘进机隔板的一端。
有益效果:增大破碎头的活动范围,同时便于装置基座的安装。
在设置支撑筒时对调整机构进一步优化,所述调整机构包括处于支撑筒内的调整驱动缸,调整驱动缸一端连接在安装座上,另一端连接在装置基座上。
有益效果:调整机构设置在支撑筒内,结构更紧凑。
对破碎头进一步优化,所述破碎头上设有用于喷水的喷口。
有益效果:能够避免渣土包住破碎头。
对装置基座与安装座的装配方式进一步优化,所述装置基座铰接在安装座上。
有益效果:结构简单,便于安装。
对破碎头进一步优化,所述破碎头为截割头,截割头包括用于破碎开挖盲区的头部截割刀。
有益效果:截割头的破碎效率更高。
对掘进机用辅助开挖装置的位置优化,至少一个掘进机用辅助开挖装置为设置在排渣口的左侧或者右侧的排渣口旁侧辅助开挖装置。
有益效果:通过排渣口旁侧辅助开挖装置便于排渣。
对掘进机用辅助开挖装置的位置进一步优化,至少一个排渣口的左右两侧均设置有所述排渣口旁侧辅助开挖装置,并且同一个排渣口左右两侧的两个排渣口旁侧辅助开挖装置的螺栓输送排渣结构的旋向相反并用于将渣土向排渣口的前侧聚集。
有益效果:可以将排渣口左右两侧的渣土挤向排渣口,更有利于排渣。
对非圆形隧道掘进机进一步优化,非圆形隧道掘进机还包括破碎滚筒,破碎滚筒转动配置在掘进机机架上用于破碎掘进机的开挖盲区,破碎滚筒包括筒体和设置在筒体上的切削齿,破碎滚筒的转动轴线与掘进刀盘的轴线垂直。通过破碎滚筒和破碎头组合共同开挖盲区,进一步提高掘进效率。
附图说明
图1是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例1中的结构示意图;
图2是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例1中的掘进刀盘的布置结构示意图;
图3是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例1中的俯视图;
图4是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例1中的局部视图;
图5是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例1中的破碎装置的结构示意图;
图6是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例2中的破碎装置的结构示意图;
图7是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例3中的破碎装置的结构示意图;
图8是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例4中的调整机构的安装结构示意图;
图9是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例5中掘进刀盘的布置结构示意图;
图10是本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例6中掘进刀盘和破碎滚筒的布置结构示意图;
图1至图5中:1、机架;11、掘进机隔板;111、排渣口;2、掘进刀盘;21、滚刀;3、掘进机用辅助开挖装置;31、安装座;311、支撑筒;32、破碎装置;321、装置基座;3211、基座管;32111、前管节;32112、后管节;3212、球铰体;3213、环形凸起;322、破碎头;3221、头部破碎刀;323、驱动装置;324、破碎杆;325、破碎套;3251、密封板;3252、套部破碎刀;326、螺旋排渣结构;327、螺旋排渣叶片;33、调整机构;331、调整驱动缸;4、轴承;
图6中:322、破碎头;3221、喷口;324、破碎杆;3241、进水通道;5、旋转水接头;
图7中:323、驱动装置;3211、基座管;
图8中:331、调整驱动缸;32、破碎装置;311、支撑筒;
图9中:2、掘进刀盘;21、滚刀;
图10中:2、掘进刀盘;32、破碎装置;6、破碎滚筒;61、筒体;62、切削齿。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是,术语“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。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为假定的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例1:
本发明非圆形隧道掘进机应用于矩形断面、马蹄形断面或其他异形断面(非圆断面)隧道的开挖。
如图1至图5所示,非圆形隧道掘进机包括机架1、掘进刀盘2和掘进机用辅助开挖装置3,掘进机用辅助开挖装置3包括安装在机架1上的安装座31、破碎装置32、调整机构33。机架1包括设置在掘进刀盘2后侧的掘进机隔板11。安装座31固定在掘进机隔板11上。
破碎装置32包括装置基座321、转动配置在装置基座321上的破碎头322、驱动破碎头322自转的驱动装置323、连接破碎头322与驱动装置323的破碎杆324。驱动装置323处于破碎头322的后侧,破碎杆324前后延伸。
装置基座321球铰装配在安装座31上,装置基座321包括前后延伸的基座管3211,本实施例中基座管3211包括前后布置的前管节32111和后管节32112,前管节32111与后管节32112通过法兰固定,其中后管节32112上设有球铰在安装座上的球铰体3212,球铰体3212为对半式结构,后管节32112上设有环形凸起3213,球铰体3212对卡在后管节32112的环形凸起上,球铰体3212在焊接完成后与后管节32112前后方向上定位,稳定性更好。
破碎头322用于破碎掘进机的开挖盲区,破碎头322上设置有头部破碎刀3221,本实施例中,破碎头322为截割头,头部破碎刀为头部截割刀。通过截断刀对掘进机的开挖盲区进行破碎,破碎效率较高。破碎头322后侧固定有破碎套325,破碎套325处于破碎杆324外围,破碎套325的后端转动套装在装置基座321上。本实施例中,破碎套325前端与破碎头322焊接固定,破碎套325后端转动套装在前管节32111上,破碎套325与前管节32111之间设置有轴承4,破碎套325通过轴承转动装配在前管节32111上。破碎套325的后端设置有密封板3251,通过密封板3251封住破碎套325的后端与前管节32111之间的间隔,防止破碎套内进入杂物。
破碎头322上设有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构326。螺旋排渣结构326向后延伸至破碎套325上,增大螺旋排渣结构的作用范围。螺旋排渣结构326包括固定在破碎头322表面的螺旋排渣叶片327,螺旋排渣叶片327自后向前呈螺旋状布置,螺旋排渣叶片327处于破碎头322上的部分设置有头部破碎刀3221,螺旋排渣叶片327处于破碎套325外周的部分设有套部破碎刀3252。通过螺旋排渣结构326向前排渣,减轻渣土在土仓后侧的堆积,渣土被输送至靠近刀盘位置后,向四周分散移动,能够加快向排渣口的运动,最终通过掘进机隔板11上的排渣口111排出。本发明的破碎头能够左右上下摆动,渣土向前移动后,破碎头322摆动时能够将渣土推向排渣口111,减少了渣土在靠近掘进机隔板处堆积。
破碎杆324前端与破碎头322固定,后端与驱动装置的输出轴固定连接。破碎杆324转动装配在基座管3211内。本实施例中,破碎杆324与基座管3211之间设置有轴承4,保证破碎杆324与基座管3211的装配精度,同时也使破碎杆324能够相对基座管3211流畅转动。驱动装置323为固定基座管3211一端的驱动电机。其他实施例中供,驱动电机也可以是驱动马达。
调整机构33用于在破碎头322由驱动装置323驱动工作时对装置基座321施加作用力使装置基座321活动,以改变破碎头322的位置扫除开挖盲区。调整机构33包括调整驱动缸331,调整驱动缸331一端连接在装置基座321上,另一端用于连接在安装座31上。调整驱动缸331设置三个,以使破碎头322能够向多个方向活动。破碎头可以上下、左右运动,破碎头的运动轨迹也可以是圆形,根据掘进机开挖盲区的情况可以设定破碎头的运动轨迹。
调整驱动缸331的活塞杆铰接在装置基座321上,缸体铰接在安装座31上,本实施例中调整驱动缸331为液压缸。装置基座321的后管节32112上设置有耳板,活塞杆铰接在耳板上。调整驱动缸331设置三个,三个调整驱动缸331呈三角形布置,通过控制三个调整驱动缸331的伸缩,能够使截断头向多个方向活动。
安装座31上设有用于使安装座31安装在掘进机隔板11背向掘进刀盘2的一侧的安装结构。安装座31包括用于设置在掘进机隔板11背向掘进刀盘2一侧的支撑筒311,安装结构设置在支撑筒311上,装置基座321活动装配在支撑筒311上,本实施例中,安装结构为支撑筒311的端面,支撑筒311焊接固定在挖掘机隔板11上。
支撑筒311前后延伸,支撑筒311前端固定在掘进机隔板11上,装置基座321安装在支撑筒311的后端。本实施例中支撑筒311的左右两个侧壁从后至前逐渐远离,上下两个侧壁平行,以使支撑筒311用于远离掘进机隔板11一端的开口小于用于靠近掘进机隔板11一端的开口,增大了截断头的活动范围,方便截断头的操作。本实施例中,支撑筒的下侧侧壁由掘进机机架的一部分构成,其他实施例中,支撑筒可以是独立固定在机架上。其他实施例中,根据实际的需要,支撑筒截面也可以是圆形,此时支撑筒为喇叭状的筒。
为了保证密封,支撑筒311的后端开口封闭。支撑筒311的后端固定有固定板和固定在固定板上的球铰座,固定板、球铰座和破碎装置将支撑筒的后端开口堵住。球铰座包括前后分体设置的前座体和后座体,前座体与后座体通过螺栓固定。球铰体3212与球铰座适配,球铰体3212外周面呈球形,并且装置基座321与球铰座动密封配合。
由于支撑筒311设置在掘进机隔板11的后侧,使用时破碎杆324处于支撑筒311内活动,这样可以不增大土仓前后方向的尺寸,进而不增大掘进刀盘2后侧转轴的长度,也就不会使掘进刀盘2向前过度悬伸,降低对掘进刀盘2转轴的强度要求。螺旋排渣结构向前排渣,能够减少渣土进入支撑筒内影响破碎头的摆动。
掘进机隔板11上排渣口111设置三个,其中处于中间的排渣口111的左右两侧均设置有掘进机用辅助开挖装置3。通过两侧的掘进机用辅助开挖装置3,可以将排渣口111左右两侧的渣土挤向排渣口111排出。排渣口111左右两侧的掘进机用辅助开挖装置3为排渣口旁侧辅助开挖装置,两个排渣口旁侧辅助开挖装置上的螺旋排渣结构的旋向相反并用于将渣土向排渣口的前侧聚集,提高渣土的排渣效率。其他实施例中,两个排渣口旁侧辅助开挖装置上的螺旋排渣结构的旋向可以相同。
本实施例中,掘进机用辅助开挖装置3中三个设置在土仓上部,两个设置在中部,另外两个设置在底部。设置在下侧的两个掘进机用辅助开挖装置3为排渣口旁侧辅助开挖装置,排渣口旁侧辅助开挖装置均设置在两个排渣口之间,这样布置排渣口旁侧辅助开挖装置,通过破碎头上螺旋排渣结构能够更充分使渣土向排渣口前侧聚集。其他实施例中,根据开挖盲区的不同,掘进机用辅助开挖装置的位置可以进行适应性调整。
本实施例中掘进机为土压平衡掘进机,掘进机隔板11前侧为土仓,掘进机隔板11形成土仓的后侧板。其他实施例中,掘进机也可以采用泥水平衡掘进机,其中掘进机隔板前侧为泥水仓,掘进机隔板形成泥水仓的后侧板。
本实施例中掘进机的掘进刀盘2设置多个,掘进刀盘2分层布置,其中三个在前,四个在后,掘进刀盘2为十字辐条式,辐条上布置有滚刀21。截断头布置在掘进刀盘2后侧,布置在掘进机刀盘的开挖盲区处,掘进刀盘2安装有滚刀21可适用于硬岩地层。
本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例2,本实施例中非圆形隧道掘进机的结构与上述实施例的区别在于,如图6所示,破碎头322上设有用于喷水的喷口3221,破碎杆324中设置与喷口3221连通的进水通道3241,破碎杆324后端设置有旋转水接头5,旋转水接头5的内部水道与进水通道连通,旋转水接头5设置在装置基座321与破碎杆324之间,旋转水接头的外接口伸出装置基座与外部的柔性管道连接。
本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例3,与上述实施例的区别在于,如图7所示,本实施例中,驱动装置323固定在基座管3211前端内部。
本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例4,与上述实施例的区别在于,如图8所示,本实施例中,本实施例中,调整驱动缸331和破碎装置32均设置在支撑筒311内,本实施例中支撑筒后端封闭,调整驱动缸和破碎装置均暴露在土仓内,此时对破碎装置和调整驱动缸的密封要求较高。
本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例5,与上述实施例的区别在于,如图9所示,本实施例中,本发明掘进机的掘进刀盘2为啮合刀盘,各掘进刀盘2同平面布置,其中一些大直径掘进刀盘2辐条上设置滚刀21、刮刀和撕裂刀。其余直径较小的掘进刀盘2的安装刮刀。
本发明非圆形隧道掘进机的具体实施例6,与上述实施例的区别在于,如图10所示,本实施例中,非圆形隧道掘进机还包括破碎滚筒6,破碎滚筒6转动配置在掘进机机架上用于破碎掘进机的开挖盲区,破碎滚筒6包括筒体61和设置在筒体上的切削齿62,破碎滚筒6的转动轴线与掘进刀盘2的轴线垂直。破碎滚筒6内设置有液压马达,通过液压马达带动破碎滚筒转动。其他实施例中,破碎滚筒也可以采用电机驱动,电机轴线前后延伸,通过锥齿轮驱动破碎滚筒。
本实施例中的破碎滚筒6设置两个,代替上述实施例中设置在中部的两个破碎装置。其他实施例中,根据实际的需要,破碎滚筒6的数量可以任意调整,比如设置一个、三个、四个等数量。
本实施例中的破碎装置32设置有五个,其中顶部设置三个,底部设置两个。
本实施中的掘进机通过破碎滚筒6和破碎头组合共同开挖盲区,进一步提高掘进效率。
其他实施例中,支撑筒可以为直筒或者不规则的筒体结构。
其他实施例中,驱动装置还可以通过软轴与破碎杆连接,此时驱动装置可以设置在机架或者安装座上。
其他实施例中,破碎头可以为滚筒状,或者为球头,球头外设置破碎齿。
其他实施例中,装置基座可以通过销轴铰装配在安装座上,此时装置基座可以沿设定的方向往复摆动。
其他实施例中,调整驱动缸可以设置三个之外的多个,也可以设置两个或者一个。
其他实施例中,调整驱动缸可以一端连接在掘进机隔板上,另一端连接在装置基座上。其他实施例中,根据掘进机内部的布局情况,调整驱动缸可以连接在机架上合适的其他位置,另一端连接在装置基座上。
其他实施例中,破碎杆可以伸出装置基座裸露在外,此时可以不设置破碎套,螺旋排渣结构可以向后延伸至所述破碎杆外周面上;其他实施例中,也可以仅在破碎杆或者破碎套上设置螺旋排渣结构;当然,也可以在破碎杆和破碎头上均设置螺旋排渣结构。其他实施例中,螺旋排渣结构也可以由螺旋布置的破碎刀形成。其他实施例中,螺旋排渣结构可以是开设在破碎头上的螺旋槽。
其他实施例中,破碎杆与破碎头为一体结构。
其他实施例中,调整机构还可以是电动推杆。其他实施例中,调整机构还可以包括电机和凸轮连杆机构,通过电机带动凸轮,然后凸轮带动连杆,连杆与装置基座铰接,带动装置基座往复摆动。
其他实施例中,安装座设置在掘进机隔板上,破碎杆伸入土仓内。
其他实施例中,调整机构可以设置有转盘或者凸轮,转盘或者凸轮轴线前后延伸,破碎装置设置在转盘或者凸轮上,转盘或者凸轮转动时调整破碎头的位置。
本发明掘进机用辅助开挖装置的具体实施例,本实施例中掘进机用辅助开挖装置的结构与上述任一具体实施例中所述的掘进机用辅助开挖装置结构相同,不再赘述。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (24)

1.掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,包括:
安装座,用于安装在掘进机的机架上;
破碎装置,包括装置基座、转动配置在装置基座上的破碎头、驱动破碎头自转的驱动装置,所述装置基座球铰在安装座上,破碎头用于破碎掘进机的开挖盲区;
调整机构,用于在破碎头由驱动装置驱动工作时对装置基座施加作用力使装置基座活动,以改变破碎头的位置扫除开挖盲区;
安装座上设有用于使安装座安装在掘进机隔板背向掘进刀盘的一侧的安装结构;掘进机隔板为土仓或者泥水仓的后侧板;
所述安装座包括用于设置在掘进机隔板背向掘进刀盘一侧的支撑筒,所述安装结构设置在支撑筒上,支撑筒前端固定在掘进机隔板上,所述装置基座安装在支撑筒的后端;支撑筒的后端开口封闭;
破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆,破碎杆处于驱动装置的前侧;使用时破碎杆处于支撑筒内活动。
2.根据权利要求1所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,驱动装置处于破碎头的后侧,所述破碎头上设有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构。
3.根据权利要求2所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆,破碎杆与装置基座转动配合,所述螺旋排渣结构向后延伸至所述破碎杆上,或者破碎头后侧固定有破碎套,破碎套处于破碎杆外围,破碎套的后端转动套装在装置基座上,所述螺旋排渣结构延伸至破碎套上。
4.根据权利要求3所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述螺旋排渣结构包括自后向前呈螺旋状布置的螺旋排渣叶片,螺旋排渣叶片处于破碎头上的部分设置有头部破碎刀。
5.根据权利要求4所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述螺旋排渣叶片处于破碎套上的部分设有套部破碎刀。
6.根据权利要求1所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述破碎杆上或者破碎杆外围设置有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构。
7.根据权利要求1所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述破碎杆外围设置有破碎套,破碎套前端与破碎头固定,后端转动套装在装置基座上。
8.根据权利要求7所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述装置基座包括前后延伸的基座管,所述破碎杆穿过基座管后与驱动装置连接,所述破碎套转动套装在基座管上。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述调整机构包括调整驱动缸。
10.根据权利要求9所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,调整驱动缸一端连接在装置基座上,另一端用于连接在掘进机的机架上。
11.根据权利要求9所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述调整驱动缸一端连接在安装座上,另一端连接在装置基座上。
12.根据权利要求9所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,装置基座球铰在安装座上,所述调整驱动缸设置多个,以使破碎头能够向多个方向活动。
13.根据权利要求1-7任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述驱动装置固定在装置基座上。
14.根据权利要求13所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述驱动装置固定在基座管内。
15.根据权利要求13所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述驱动装置为驱动马达。
16.根据权利要求1所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述支撑筒用于远离掘进机隔板一端的开口小于用于靠近掘进机隔板一端的开口。
17.根据权利要求1所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述调整机构包括处于支撑筒内的调整驱动缸,调整驱动缸一端连接在安装座上,另一端连接在装置基座上。
18.根据权利要求1-8任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述破碎头上设有用于喷水的喷口。
19.根据权利要求1-8任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述装置基座铰接在安装座上。
20.根据权利要求1-8任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置,其特征在于,所述破碎头为截割头,截割头包括用于破碎开挖盲区的头部截割刀。
21.非圆形隧道掘进机,包括机架、掘进刀盘和掘进机用辅助开挖装置,机架包括设置在掘进刀盘后侧的掘进机隔板,其特征在于,掘进机用辅助开挖装置为权利要求1-20中任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置。
22.根据权利要求21所述的非圆形隧道掘进机,其特征在于,至少一个掘进机用辅助开挖装置为设置在排渣口的左侧或者右侧的排渣口旁侧辅助开挖装置。
23.根据权利要求22所述的非圆形隧道掘进机,其特征在于,至少一个排渣口的左右两侧均设置有所述排渣口旁侧辅助开挖装置,并且同一个排渣口左右两侧的两个排渣口旁侧辅助开挖装置的螺旋排渣结构的旋向相反并用于将渣土向排渣口的前侧聚集。
24.根据权利要求21所述的非圆形隧道掘进机,其特征在于,非圆形隧道掘进机还包括破碎滚筒,破碎滚筒转动配置在掘进机机架上用于破碎掘进机的开挖盲区,破碎滚筒包括筒体和设置在筒体上的切削齿,破碎滚筒的转动轴线与掘进刀盘的轴线垂直。
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