CN112879023B - 隧道掘进机的刀盘和具有其的隧道掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道掘进机的刀盘和和具有其的隧道掘进机。隧道掘进机的刀盘包括：刀盘本体，刀盘本体上形成有贯通通道，贯通通道用于通过作业人员；至少一个开关门，开关门设在刀盘本体上且与刀盘本体通过枢转组件枢转相连，枢转组件的中心轴线与刀盘本体的中心轴线垂直，开关门在打开贯通通道的打开位置与关闭贯通通道的关闭位置之间可运动。根据本发明的隧道掘进机的刀盘，在保证刀盘掘进效率和出渣效率的前提下，便于实现人工朝前作业，提高掘进效率。

Description

隧道掘进机的刀盘和具有其的隧道掘进机

技术领域

本发明涉及隧道掘进机领域，尤其涉及一种隧道掘进机的刀盘和具有其的隧道掘进机。

背景技术

传统的硬岩隧道掘进机(TBM)在高地应力地质条件下掘进时可能会遇到岩爆情况，当刀盘前方掌子面发生强烈岩爆时，崩出的岩石会砸伤砸坏刀盘，会造成刀盘的损坏。为此，有多种超前开挖释放地应力的措施，可以防止该现象的发生，其中采取人工超前开挖是一种常用的方法，人工超前开挖需要将钻机设备等开挖工具转运到刀盘与掌子面之间，而这种方法受到钻机设备尺寸、TBM上预留通道大小、刀盘结构等方面的限制，工具的运输和人员的通行是制约该工法实施的一个难点。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种隧道掘进机的刀盘，在保证刀盘掘进效率和出渣效率的前提下，便于实现人工朝前作业，提高掘进效率。

本发明还提出一种具有上述刀盘的隧道掘进机。

根据本发明第一方面的隧道掘进机的刀盘，包括：刀盘本体，所述刀盘本体上形成有贯通通道，所述贯通通道用于通过作业人员；至少一个开关门，所述开关门设在所述刀盘本体上且与所述刀盘本体通过枢转组件枢转相连，所述枢转组件的中心轴线与所述刀盘本体的中心轴线垂直，所述开关门在打开所述贯通通道的打开位置与关闭所述贯通通道的关闭位置之间可运动。

根据本发明的隧道掘进机的刀盘，通过在刀盘本体上形成有贯通通道，作业人员可以快速、安全地通过刀盘本体10，进入到刀盘和掌子面之间进行人工作业，提高掘进效率；同时通过设置开关门，并使得开关门可打开或关闭贯通通道，从而可以保证刀盘整体完整性，可以避免贯通通道的设置影响刀盘的掘进工作，便于保证刀盘整体的掘进效率和出渣效率。

进一步地，在所述关闭位置，所述开关门的中心与所述刀盘本体的中心轴线间隔设置。

在一些实施例中，所述刀盘本体和所述开关门的同侧分别设有刀具，在所述关闭位置，所述开关门位于所述贯通通道内，且所述开关门的设有所述刀具的一侧与所述刀盘本体的设有所述刀具的一侧齐平；和/或，在所述打开位置，所述开关门的至少部分位于所述刀盘本体的设有所述刀具的一侧。

在一些实施例中，所述枢转组件设在所述开关门的一端，所述开关门的另一端通过连接组件与所述刀盘本体可拆卸相连，所述连接组件包括：第一卡块，所述第一卡块固设在所述刀盘本体上；第二卡块，所述第二卡块固设在所述开关门上，且与所述第一卡块限位配合；紧固件，所述紧固件连接所述第一卡块和所述第二卡块，且与所述第一卡块和所述第二卡块中的其中一个可分离配合。

进一步地，所述第一卡块包括第一本体部和第一凸台部，所述第一凸台部凸出于所述第一本体部设置，所述第二卡块包括第二本体部和第二凸台部，所述第二凸台部凸出于所述第二本体部设置，在所述关闭位置，所述第二凸台部与所述第一凸台部止抵以限制所述开关门朝向远离所述打开位置的方向转动。

进一步地，所述关闭位置，所述第一凸台部与所述第二本体部之间面接触，且所述第一凸台部和所述第二本体部彼此相接触的一侧表面均形成为斜面；所述第二凸台部与所述第一本体部之间面接触，且所述第二凸台部和所述第一本体部彼此相接触的一侧表面均形成为斜面。

在一些实施例中，所述枢转组件包括：第一枢转座，所述第一枢转座设在所述刀盘本体上，且包括至少一个第一子座；第二枢转座，所述第二枢转座设在所述开关门上，且与所述第一枢转座通过枢转轴枢转配合，所述第二枢转座包括至少一个第二子座，所述枢转轴穿设于所述第一子座和所述第二子座，其中，当所述第一子座和所述第二子座分别为多个时，多个所述第一子座和多个所述第二子座沿所述枢转组件的轴向交错设置。

进一步地，所述第一枢转座和所述第二枢转座中的其中一个通过卡固件与所述枢转轴固定相连。

进一步地，所述卡固件的一端与所述第一枢转座或所述第二枢转座固定连接，所述卡固件的另一端插配至所述枢转轴上的卡槽内。

根据本发明第二方面的隧道掘进机，包括如上所述的隧道掘进机的刀盘，所述刀盘本体和所述开关门的同侧分别设有刀具。

根据本发明的隧道掘进机，通过采用如上所述的隧道掘进机的刀盘，可以实现人工超前作业，提高掘进效率，同时可以保证隧道掘进机的掘进效率和出渣效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的隧道掘进机的刀盘的示意图；

图2为根据本发明一个实施例的隧道掘进机的刀盘的开关门的示意图；

图3为根据本发明一个实施例的开关门打开位置的隧道掘进机的刀盘的剖视图；

图4为根据本发明一个实施例的开关门关闭位置的隧道掘进机的刀盘的剖视图；

图5为根据本发明一个实施例的隧道掘进机的刀盘的开关门的剖视图。

附图标记：

刀盘100、

刀盘本体10、

开关门1、贯通通道2、刀具3、

枢转组件4、第一枢转座41、第一子座411、第二书枢转座42、第二子座421、枢转轴43、卡槽431

连接组件5、第一卡块51、第一本体部511、第一凸台部512、第二卡块52、第二本体部521、第二凸台部522、紧固件53、

卡固件6。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考附图，描述根据本发明实施例的隧道掘进机的刀盘100。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的隧道掘进机的刀盘100，包括刀盘本体10和至少一个开关门1。刀盘本体10上形成有贯通通道2，贯通通道2可以沿刀盘本体10的轴向贯穿刀盘本体10，贯通通道2用于通过作业人员，开关门1设在刀盘本体10上，且开关门1与刀盘本体10通过枢转组件4枢转相连，枢转组件4的中心轴线与刀盘本体10的中心轴线垂直，开关门1在打开所述贯通通道2的打开位置与关闭所述贯通通道2的关闭位置之间可运动。

具体而言，开关门1处于关闭位置时，例如图4所示，开关门1可以封闭贯通通道2，开关门1与刀盘本体10形成一个整体，刀盘100为一个完整整体，便于隧道掘进机作业，开关门1处于打开位置时，例如图3所示，贯通通道2导通，方便作业人员快速、安全地通过贯通通道2，进入到刀盘100和掌子面之间进行人工作业，例如人工超前开挖。

其中，由于开关门1可以绕枢转组件4的中心轴线相对刀盘本体10转动，且枢转组件4的中心轴线与刀盘本体10的中心轴线垂直，可以使得开关门1在有效打开、关闭贯通通道2的前提下，实现开关门1的快速开关，且开关门1在打开位置时所处的平面与开关门1在关闭位置时所处的平面并非是同一平面。

根据本发明实施例的隧道掘进机的刀盘100，通过在刀盘本体10上形成有贯通通道2，作业人员可以快速、安全地通过刀盘本体10，进入到刀盘100和掌子面之间进行人工作业，即作业人员可以通过贯通通道2进入刀盘100前侧的操作区域以进行超前作业，提高掘进效率，从而超前开挖释放地应力，以避免刀盘100前侧发生强烈岩爆造成刀盘100的损坏；同时通过设置开关门1，并使得开关门1可打开或关闭贯通通道2，以实现贯通通道2的稳定开合，从而可以保证刀盘100整体完整性，可以避免贯通通道2的设置影响刀盘100的掘进工作，便于保证刀盘100整体的掘进效率和出渣效率。

根据本发明进一步的实施例，如图1所示，在关闭位置，开关门1的中心与刀盘本体10的中心轴线间隔设置。具体而言，开关门1与刀盘本体10非一体结构，开关门1在关闭位置时，通过将开关门1避开刀盘本体10的中心区域，可以减小开关门1受到的正向压力，保证刀盘100的开挖性能，从而保证隧道掘进机的整体开挖性能。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，刀盘本体10和开关门1的同侧分别设有刀具3，刀具3可以用于破岩；开关门1在关闭位置时，例如图4所示，开关门1位于贯通通道2内，且开关门1的设有刀具3的一侧与刀盘本体10的设有刀具3的一侧齐平，此时开关门2可以形成为镶嵌式门板结构，便于使得开关门1在关闭位置时，开关门1和刀盘本体10形成一个整体，有利于保证开关门1于贯通通道2之间的密封性，且保证刀盘100的完整性和刀盘100的破岩效率，保证开关门1的设置不影响刀盘100的掘进效率和出渣效率。

可选地，贯通通道2的横截面形状可以形成为圆形、或多边形例如矩形等，此时开关门2可以对应形成为与贯通通道2匹配的圆形、或多边形。可以理解的是，贯通通道2的横截面形状、开关门2的形状不限于此。

根据本发明的一些实施例中，如图1所示，刀盘本体10和开关门1的同侧分别设有刀具3，在打开位置，例如图3所示，开关门1的至少部分位于刀盘本体10的设有刀具3的一侧，则在打开位置，开关门1的一部分位于刀盘本体10的设有刀具3的一侧、或者开关门1全部位于刀盘本体10的设有刀具3的一侧，便于使得开关门1的打开方向为朝向刀盘本体10设有刀具3的一侧，这样可以避免开关门1占用刀盘本体10过多的内部空间，从而节省隧道掘进机的内部空间，同时避免作业人员通过贯通通道2时碰撞开关门1上的刀具3造成损伤。

根据本发明的一些实施例中，如图1所示，刀盘本体10和开关门1的同侧分别设有刀具3，开关门1在关闭位置时，开关门1位于贯通通道2内，且开关门1的设有刀具3的一侧与刀盘本体10的设有刀具3的一侧齐平，开关门1在打开位置时，开关门1的至少部分位于刀盘本体10的设有刀具3的一侧。由此，便于保证刀盘100的掘进效率和出渣效率，同时便于保证作业人员的安全。

需要说明的是，在本申请的描述中，“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

根据本发明的一些实施例，如图5所示，枢转组件4设在开关门1的一端，开关门1的另一端通过连接组件5与刀盘本体10可拆卸相连，连接组件5包括：第一卡块51、第二卡块52和紧固件53。第一卡块51固设在刀盘本体10上，第二卡块52固设在开关门1上，第二卡块52与第一卡块51限位配合，紧固件53连接第一卡块51和第二卡块52，且紧固件53与第一卡块51和第二卡块52中的其中一个可分离配合，以便于实现开关门1的另一端与刀盘本体10的可拆卸连接，从而可以实现开关门1的打开，同时可以实现开关门1稳定处于关闭位置。

具体而言，当开关门1在关闭位置时，第一卡块51和第二卡块52通过紧固件53相连，使开关门1与刀盘本体10相连，从而保证隧道掘进机的整体开挖性能；当开关门1需要打开时，可以将紧固件53与第一卡块51和第二卡块52中的上述其中一个分离，可以使得开关门1的上述另一端绕枢转组件4的中心轴线转动，以打开贯通通道2。

可以理解的是，第一卡块51可以为一个或多个，相应地，第二卡块51为一个或多个，第一卡块51和第二卡块52之间设有一个或多个紧固件53。

可选地，在图5的示例中，紧固件53与第一卡块51和第二卡块52的配合方式，可以是第二卡块52上设有通孔，第一卡块51上设有螺纹孔，紧固件53为螺栓，当开关门1处于关闭位置时，螺栓穿过第二卡块52上的通孔，并与第一卡块51上的螺纹孔配合，以将开关门1与刀盘本体10固定，当开关门1需要打开时，拆除螺栓，即可转动开关门1，实现了螺栓的快速拆装。当然可以理解的是，紧固件53与第一卡块51和第二卡块52的配合方式不限于此。

根据本发明进一步的实施例，如图5所示，第一卡块51包括第一本体部511和第一凸台部512，第一凸台部512凸出于第一本体部511设置，则第一卡块51可以大致形成为L形结构，第二卡块52包括第二本体部521和第二凸台部522，第二凸台部522凸出于第二本体部521设置，则第二卡块52可以大致形成为L形结构，在关闭位置，第二凸台部522与第一凸台部512止抵以限制开关门1朝向远离打开位置的方向转动。具体而言，开关门1在关闭位置时，第二凸台部522止抵在第一凸台部512，便于保证开关门1稳定位于关闭位置，有利于使得紧固件53快速安装到位；同时当隧道掘进机进行掘进工作时，第一凸台部512可以承受刀具3传递至开关门1的推力，以限制开关门1向隧道掘进机内部转动，且可以减小紧固件53承受的作用，确保刀盘100整体进行高效破岩与出渣，从而保证隧道掘进机的整体开挖性能和施工效率。

根据本发明进一步的实施例，如图5所示，在关闭位置，第一凸台部512与第二本体部521之间面接触，且第一凸台部512和第二本体部521彼此相接触的一侧表面均形成为斜面，使得第一凸台部512与第二本体部521之间斜面配合，第二凸台部522与第一本体部511之间面接触，且第二凸台部522和第一本体部511彼此相接触的一侧表面均形成为斜面，使得第二凸台部522与第一本体部511之间斜面配合。由于，斜面配合具有导向作用，在关闭位置，上述斜面可以在朝向远离打开位置的方向上朝向靠近开关门1中心的方向倾斜延伸，便于开关门1的开合，从而便于保证开关门1关闭时可以关闭到位，同时提高了开关门1与刀盘本体10的密封性，保证隧道掘进机的整体开挖性能。

根据本发明的一些实施例，如图2所示，枢转组件4包括：第一枢转座41和第二枢转座42，第一枢转座41设在刀盘本体10上，第一枢转座41包括至少一个第一子座411，第二枢转座42设在开关门1上，第二枢转座42与第一枢转座41通过枢转轴43枢转配合，第二枢转座42包括至少一个第二子座421，枢转轴43穿设于第一子座411和第二子座421，使得枢转轴43可以与第一子座411和第二子座421中的至少一个转动配合，从而第一子座411可以绕枢转轴43相对第二子座421转动，以实现第一枢转座41和第二枢转座42的相对转动，此时枢转组件4可以形成为平铰接结构，实现了开关门1相对刀盘本体10的转动。

可以理解的是，第一子座411为一个或多个，第二子座421为一个或多个，则包括以下方案：1、第一子座411为一个，第二子座421为一个；2、第一子座411为多个，第二子座421为一个；3、第一子座411为一个，第二子座421为多个；4、第一子座411为多个，第二子座421为多个。

其中，当第一子座411和第二子座分别为多个时，多个第一子座411和多个第二子座421沿枢转组件4的轴向交错设置，则在枢转组件4的轴向上，相邻两个第一子座411之间设有一个第二子座421，且相邻两个第二子座421之间设有一个第一子座411，可以提升枢转组件4的使用可靠性。

可选地，枢转组件4的数量可以为一个或多个；当枢转组件4的数量为多个时，多个枢转组件4沿枢转组件4的轴向间隔设置。

根据本发明进一步的实施例，如图2所示，第一枢转座41和第二枢转座42中的其中一个通过卡固件6与枢转轴43固定相连，可以防止枢转轴43发生不必要的转动，导致枢转轴43松脱。

例如，如图2中所示，枢转轴43与第二枢转座42通过卡固件6相连；当然可以理解的是，枢转轴43也可以与第一枢转座41通过卡固件6相连。

根据本发明进一步的实施例，如图2所示，卡固件6的一端与第一枢转座41或第二枢转座42固定连接，卡固件6的另一端插配至枢转轴43上的卡槽431内，以将转枢轴43与第一枢转座41或第二枢转座42固定连接，防止枢转轴43松脱，卡槽431配合具有结构简单，装配简单的优点。

当然可以理解的是，转枢轴43与第一枢转座41或第二枢转座42连接方式不限于此。

此外，卡固件6与第一枢转座41或第二枢转座42之间的固定方式不限于图2中所示的螺栓连接。

根据本发明第二方面实施例的隧道掘进机，包括根据如上实施例所述的隧道掘进机的刀盘100，刀盘本体10和开关门1的同侧分别设有刀具3。

根据本发明实施例的隧道掘进机，通过采用如上所述的隧道掘进机的刀盘100，可以实现人工超前作业，提高掘进效率，同时可以保证隧道掘进机的掘进效率和出渣效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种隧道掘进机的刀盘，其特征在于，包括：

刀盘本体，所述刀盘本体上形成有贯通通道，所述贯通通道用于通过作业人员；

至少一个开关门，所述开关门设在所述刀盘本体上且与所述刀盘本体通过枢转组件枢转相连，所述枢转组件的中心轴线与所述刀盘本体的中心轴线垂直，所述开关门在打开所述贯通通道的打开位置与关闭所述贯通通道的关闭位置之间可运动；

所述刀盘本体和所述开关门的同侧分别设有刀具，

在所述关闭位置，所述开关门位于所述贯通通道内，且所述开关门的设有所述刀具的一侧与所述刀盘本体的设有所述刀具的一侧齐平；和/或，

在所述打开位置，所述开关门的至少部分位于所述刀盘本体的设有所述刀具的一侧。

2.根据权利要求1所述的隧道掘进机的刀盘，其特征在于，在所述关闭位置，所述开关门的中心与所述刀盘本体的中心轴线间隔设置。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的隧道掘进机的刀盘，其特征在于，所述枢转组件设在所述开关门的一端，所述开关门的另一端通过连接组件与所述刀盘本体可拆卸相连，

所述连接组件包括：

第一卡块，所述第一卡块固设在所述刀盘本体上；

第二卡块，所述第二卡块固设在所述开关门上，且与所述第一卡块限位配合；

紧固件，所述紧固件连接所述第一卡块和所述第二卡块，且与所述第一卡块和所述第二卡块中的其中一个可分离配合。

4.根据权利要求3所述的隧道掘进机的刀盘，其特征在于，所述第一卡块包括第一本体部和第一凸台部，所述第一凸台部凸出于所述第一本体部设置，所述第二卡块包括第二本体部和第二凸台部，所述第二凸台部凸出于所述第二本体部设置，在所述关闭位置，所述第二凸台部与所述第一凸台部止抵以限制所述开关门朝向远离所述打开位置的方向转动。

5.根据权利要求4所述的隧道掘进机的刀盘，其特征在于，在所述关闭位置，

所述第一凸台部与所述第二本体部之间面接触，且所述第一凸台部和所述第二本体部彼此相接触的一侧表面均形成为斜面；所述第二凸台部与所述第一本体部之间面接触，且所述第二凸台部和所述第一本体部彼此相接触的一侧表面均形成为斜面。

6.根据权利要求1所述的隧道掘进机的刀盘，其特征在于，所述枢转组件包括：

第一枢转座，所述第一枢转座设在所述刀盘本体上，且包括至少一个第一子座；

第二枢转座，所述第二枢转座设在所述开关门上，且与所述第一枢转座通过枢转轴枢转配合，所述第二枢转座包括至少一个第二子座，所述枢转轴穿设于所述第一子座和所述第二子座，

其中，当所述第一子座和所述第二子座分别为多个时，多个所述第一子座和多个所述第二子座沿所述枢转组件的轴向交错设置。

7.根据权利要求6所述的隧道掘进机的刀盘，其特征在于，所述第一枢转座和所述第二枢转座中的其中一个通过卡固件与所述枢转轴固定相连。

8.根据权利要求7所述的隧道掘进机的刀盘，其特征在于，所述卡固件的一端与所述第一枢转座或所述第二枢转座固定连接，所述卡固件的另一端插配至所述枢转轴上的卡槽内。

9.一种隧道掘进机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的隧道掘进机的刀盘，所述刀盘本体和所述开关门的同侧分别设有刀具。

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