CN113250700A

CN113250700A - 一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构

Info

Publication number: CN113250700A
Application number: CN202110639659.1A
Authority: CN
Inventors: 刘飞香; 文中保; 柯威; 阳旭; 王晓峰
Original assignee: China Railway Construction Heavy Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Railway Construction Heavy Industry Group Co Ltd
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2021-08-13

Abstract

本发明提供一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构，包括刀盘体、刀座组件和滚刀；所述刀盘体包括幅臂和轴连体，所述轴连体与掘进机的主驱动连接且用于安装幅臂，所述幅臂的数量为多个且沿轴连体周向分布，所述轴连体包括设置在作业端且与部分幅臂之间设有过渡空腔的中心连接块；所述刀座组件设置在幅臂和中心连接块上且用于安装滚刀，且所述滚刀可相对于刀座组件转动；所述滚刀包括刀体和沿刀体周向设置的刀片，所述刀片的刀刃相对于刀体的中心轴线向中心轴线的一端倾斜设置。本发明通过将中心连接块设置成十字框架结构，增大了刀盘中心区域的开口，解决了竖直刀盘中心区域渣土容易堆积、泥浆流动性较差的问题，同时为过渡区域刀座提供了安装空间。

Description

一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构

技术领域

本发明涉及掘进机技术领域，具体涉及一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构。

背景技术

竖井是人类开发地下空间和资源的重要工程结构，是联系地表与地下空间的最短通道，在国防建设、资源开采、隧道建设及市政工程等领域应用广泛。

现有竖井开凿方式历经长期的发展，主要凿井方式有钻爆法、钻井法、掘进机法，目前国内外竖井建井装备主要有钻爆法的伞形钻架、竖井钻机、反井钻机、扩孔型竖井掘进机、截削型竖井掘进机、全断面掘进机等建井设备。其中全断面竖井掘进机一般采用整体式刀盘一次掘进成型，泥水出渣的方式进行竖井施工，此种结构在出渣过程中容易在刀盘结构的中心区域产生渣土堆积、泥浆流动性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构，包括一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构，包括刀盘体、刀座组件和滚刀；所述刀盘体包括幅臂和轴连体，所述轴连体与掘进机的主驱动连接且用于安装幅臂，所述幅臂的数量为多个且沿轴连体周向分布，所述轴连体包括设置在头部的中心连接块，所述中心连接块与部分幅臂之间设有过渡空腔；所述刀座组件设置在幅臂和中心连接块上且用于安装滚刀，且所述滚刀可相对于刀座组件转动；所述滚刀包括刀体和刀片，所述刀片套设于刀体的外周面上，且所述刀片的刀刃沿刀体的中心轴线向刀体的一端倾斜设置。

优选的，所述刀片的刀刃与刀体的中心轴线之间的夹角α设置为0度-90度。

优选的，所述中心连接块包括连接臂和中心块；所述连接臂设有四件且沿中心块周向设置，每个连接臂的一端均与中心块连接，另一端沿径向外侧延伸后向轴向折弯，以形成一个十字框架结构。

优选的，所述连接臂上设有至少一个用于安装滚刀的安装槽，且所述连接臂的外侧面设有至少一件楔形铲斗。

优选的，所述轴连体还包括法兰连接块和中间连接块，所述法兰连接块与掘进机的主驱动连接，所述中间连接块用于连接法兰连接块和中心连接块，且所述中间连接块、法兰连接块和中心连接块三者的中心轴线设置于同一位置上。

优选的，所述幅臂设置为直角三角形结构，其一条直角边与轴连体外壁连接且与轴连体的中心轴线平行设置，另一条直角边远离轴连体作业端设置，在斜边上安装有刀座组件。

优选的，相邻两件所述幅臂之间设置的多个支撑梁，两两支撑梁采用空间内相互交叉的方式设置。

优选的，所述刀座组件包括均安装有滚刀的背装式刀座和过渡刀座，所述背装式刀座和过渡刀座均设有至少一件，且相邻两件背装式刀座之间均设有一过渡刀座。

作为本发明的进一步方案：所述刀盘设置于全断面竖井掘进机上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明通过将中心连接块设置成十字框架结构，增大了刀盘中心区域的开口，解决了竖直刀盘中心区域渣土容易堆积、泥浆流动性较差的问题，同时为过渡区域刀座提供了安装空间。

（2）本发明中通过将滚刀设置成牛角形结构，以使刀盘上进行倾斜布置时，可以通过调整滚刀的倾角尽量减小刀刃与隧道中心轴线夹角，降低掘进过程中滚刀所受侧向力，增强破岩效果、提升破岩效率。

（3）本发明中通过将滚刀刀片的刀刃与刀体的中心轴线之间的夹角设置为0度-90度，以便于滚刀的切入。

（4）本发明中通过将中心连接块的十字框架结构一侧面上设置若干个楔形铲斗，以实现搅拌、翻动中心渣土，防止中间区域渣土堆积。

（5）本发明中通过将连接臂的斜端面与第一水平端面之间的夹角设置为35度，以与幅臂的角度保持一致，从而提高破岩效率。

（6）本发明中通过将中心连接块采用焊接方式将连接臂和中心块相互连接，有效增加了中心连接块的结构刚性。

（7）本发明中通过在相邻两个幅臂之间设置若干个支撑臂进行相互连接，不仅起到了加强幅臂结构的作用，而且还避免了点用换刀空间。

（8）本发明中通过在幅臂中间位置的支撑梁设置成相互交叉的方式布置，以有利于提高刀盘整体结构的稳定性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实用例中刀盘结构的轴测示意图；

图2是本发明图1中A-A剖面示意图；

图3是本发明图1中B处局部放大示意图；

图4是本发明图1中中心连接块的轴测示意图；

图5是本发明图4中十字框架结构的轴测示意图；

图6是本发明图4中C-C剖面示意图；

图7是本发明图6中滚刀的主视示意图。

其中：

1、法兰连接块，2、中间连接块，3、中心连接块，301、连接臂，302、中心块，303、楔形铲斗，4、幅臂，401、支撑臂，402、过渡刀座，5、支撑梁，6、滚刀，601、刀体，602、刀片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。

本实用例：

参见图1所示，本发明提供的一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构，包括刀盘体、刀座组件和滚刀6；所述刀盘体包括幅臂4和轴连体，所述轴连体与掘进机的主驱动连接且用安装幅臂4，所述幅臂4的数量为多个且沿轴连体周向分布，所述轴连体包括设置在作业端的中心连接块3；所述刀座组件设置在幅臂4和中心连接块3上且用于安装滚刀6，且所述滚刀6可相对于刀座组件转动。

优选的，所述轴连体还包括法兰连接块1和中间连接块2，所述法兰连接块1与掘进机的主驱动连接，所述中心连接块2用于连接法兰连接块1和中心连接块3且三者共中心轴线设置。

优选的，所述法兰连接块1、中间连接块2和中心连接块3的外形均设置为八角形，所述幅臂4优选设有八件，且分别安装于法兰连接块1、中间连接块2和中心连接块3的八个外侧面上。

优选的，所述刀座组件包括背装式刀座和过渡刀座402，所述背装式刀座和过渡刀座402均设有至少一件，且相邻两件背装式刀座之间均设有一过渡刀座402。

参见图2和图3所示，所述幅臂4设置为⊿形（直角三角形）结构，其一条直角边与轴连体外壁连接且与轴连体的中心轴线平行设置，另一条直角边远离轴连体作业端设置，在斜边上安装有刀座组件；所述幅臂4上还设有支撑臂401，所述支撑臂401的一端设置于幅臂4斜边的中心位置，另一端与其一条直角边连接；相邻两件所述幅臂4之间设置的多个支撑梁5，两两支撑梁5采用空间内相互交叉的方式设置。

优选的，为实现对幅臂4的限位固定，所述法兰连接块1、中间连接块2和中心连接块3的八个侧面上还均设有若干个限位支撑块，所述限位支撑块分别设置于幅臂4的两侧面。

优选的，所述背装式刀座的一端与中心连接块3的一端采用接触式连接；所述过渡刀座402的一端延伸至中心连接块3的连接孔位置，并与中心块302之间设有便于泥土等过渡的过渡空腔。

参见图4至图6所示，所述中心连接块3包括采用焊接方式相互连接的连接臂301和中心块302；所述连接臂301设有四件，且其上设有至少一个的用于安装滚刀6的安装槽、其一侧面上设有至少一件的楔形铲斗303；所述中心块302同时与四件连接臂301的一端连接，以形成一个十字框架结构；

优选的，所述连接臂301包括依次连接的第一水平端面、斜端面、竖直端面和第二水平端面，所述第一水平端面的侧面与中心块302连接，所述斜端面与第一水平端面的夹角设置为35度。

参见图7所示，所述滚刀6包括相互连接的刀体601和刀片602，所述刀片602套设于刀体601的外周面上，且刀片602的刀刃沿刀体601的中心轴线向一端倾斜设置。

优选的，所述刀片602的刀刃与刀体601的中心轴线之间的夹角α设置为0度-90度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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

1.一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构，其特征在于：包括刀盘体、刀座组件和滚刀（6）；

所述刀盘体包括幅臂（4）和轴连体，所述轴连体与掘进机的主驱动连接且用于安装幅臂（4），所述幅臂（4）的数量为多个且沿轴连体周向分布，所述轴连体包括设置在头部的中心连接块（3），所述中心连接块（3）与部分幅臂（4）之间设有过渡空腔；

所述刀座组件设置在幅臂（4）和中心连接块（3）上且用于安装滚刀（6），且所述滚刀（6）可相对于刀座组件转动；

所述滚刀（6）包括刀体（601）和刀片（602），所述刀片（602）套设于刀体（601）的外周面上，且所述刀片（602）的刀刃沿刀体（601）的中心轴线向刀体（601）的一端倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的刀盘结构，其特征在于：所述刀片（602）的刀刃与刀体（601）的中心轴线之间的夹角α设置为0度-90度。

3.根据权利要求1所述的刀盘结构，其特征在于：所述中心连接块（3）包括连接臂（301）和中心块（302）；所述连接臂（301）设有四件且沿中心块（302）周向设置，每个连接臂（301）的一端均与中心块（302）连接，另一端沿径向外侧延伸后向轴向折弯，以形成一个十字框架结构；

所述连接臂（301）上设有至少一个用于安装滚刀（6）的安装槽，且所述连接臂（301）的外侧面设有至少一件楔形铲斗（303）。

4.根据权利要求1所述的刀盘结构，其特征在于：所述轴连体还包括法兰连接块（1）和中间连接块（2），所述法兰连接块（1）与掘进机的主驱动连接，所述中间连接块（2）用于连接法兰连接块（1）和中心连接块（3），且中间连接块（2）、法兰连接块（1）和中心连接块（3）的中心轴线设置于同一位置上。

5.根据权利要求4所述的刀盘结构，其特征在于：所述幅臂（4）设置为直角三角形结构，其一条直角边与轴连体外壁连接且与轴连体的中心轴线平行设置，另一条直角边远离轴连体作业端设置，在斜边上安装有刀座组件。

6.根据权利要求5所述的刀盘结构，其特征在于：相邻两件所述幅臂（4）之间设置的多个支撑梁（5），两两支撑梁（5）采用空间内相互交叉的方式设置。

7.根据权利要求1所述的刀盘结构，其特征在于：所述刀座组件包括均安装有滚刀（6）的背装式刀座和过渡刀座（402），所述背装式刀座和过渡刀座（402）均设有至少一件，且相邻两件背装式刀座之间均设有一过渡刀座（402）。

8.根据权利要求1所述的刀盘结构，其特征在于：所述刀盘设置于全断面竖井掘进机上。