CN113719298A - 一种小直径刀盘和隧道掘进机 - Google Patents

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王宏伟
陶磊
李永安
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Abstract

本案提供的一种小直径刀盘和隧道掘进机，采用刀盘本体前部换刀方式，滚刀座设置在刀盘本体的前端面，刀盘面板留有安装滚刀的换刀通道，驱动单元与刀盘本体的后部连接。刀盘本体的前部设置的铲齿，渣料由铲齿铲起后通过后部设置的导料板将渣料转运出洞外。喷水嘴在挖掘过程喷射水雾，起到降温除尘作用。通过上述设置，可同时满足刀具布置、出渣、喷水和刀具更换的需求，以达到小直径刀盘的隧道掘进机掘进、出渣要求，保持掘进效率。

Description

一种小直径刀盘和隧道掘进机
技术领域
本发明属于TBM刀盘技术领域，特别涉及一种小直径刀盘及隧道掘进机。
背景技术
目前，全断面岩石掘进机刀盘设计中，中大直径刀盘由于空间较大，刀盘中部有足够的空间用于人工换刀，刀具安装通常采用被装式，出渣系统也在刀盘中间，而随着刀盘直径的缩小，刀盘中部已没有足够的空间布置出渣系统，同时，刀盘背部换刀已没有足够操作空间。
因此，如何提供一种小直径刀盘，可同时满足刀具布置、出渣和刀具更换的需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小直径刀盘及隧道掘进机，可同时满足刀具布置、出渣和刀具更换的需求，以达到小直径刀盘的隧道掘进机掘进、出渣要求，保持掘进效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种小直径刀盘，包括刀盘本体、滚刀座、滚刀、喷水嘴、铲齿和导料板，其中，
所述刀盘本体的前端面设置所述滚刀座、所述喷水嘴和所述铲齿，且后端面与隧道掘进机的驱动单元和所述导料板连接；
所述滚刀可拆卸设置于所述滚刀座，所述刀盘本体设置有换刀通道；
所述喷水嘴的出口端用于喷射掌子面上，入口端与外部水源连接；
所述铲齿贯穿所述刀盘本体、一端用于铲起隧道底部渣料且另一端连接所述导料板，所述导料板连接皮带机。
可选的，所述喷水嘴贯穿所述刀盘本体，入口端通过旋转接头连接外部水源。
可选的，所述旋转接头设置于所述刀盘本体后端面的轴心位置。
可选的，所述导料板为螺旋形状的螺旋导料板。
可选的，所述皮带机设置于所述刀盘本体的顶部或底部。
可选的，所述滚刀座与所述刀盘本体焊接或为一体成型结构。
可选的，所述滚刀座、所述滚刀、所述喷水嘴、所述铲齿和所述导料板数量均为多个。
可选的，所述刀盘本体上设置有用于连通多个所述喷水嘴的入口端的流通通道，所述流通通道还与旋转接头连通。
可选的，所述滚刀包括轴向拉紧式滚刀和单楔块滚刀。
本方案还提供一种隧道掘进机，包括如上文所述的小直径刀盘。
本方案提供一种小直径刀盘，有益效果在于：
采用刀盘本体前部换刀方式，滚刀座设置在刀盘本体的前端面，刀盘面板留有安装滚刀的换刀通道，驱动单元与刀盘本体的后部连接。刀盘本体的前部设置的铲齿，渣料由铲齿铲起后通过后部设置的导料板将渣料转运出洞外。喷水嘴在挖掘过程喷射水雾，起到降温除尘作用。通过上述设置，可同时满足刀具布置、出渣、喷水和刀具更换的需求，以达到小直径刀盘的隧道掘进机掘进、出渣要求，保持掘进效率。
本发明还提供了一种具有上述小直径刀盘的隧道掘进机，因此，其同样具有上述有益效果，此处便不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本方案提供的小直径刀盘的主视图；
图2为图1在A-A向的剖视图。
上图中：
刀盘本体1、滚刀座2、滚刀3、喷水嘴4、铲齿5、导料板6、换刀通道7、驱动单元M、旋转接头N、皮带机P。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种小直径刀盘及隧道掘进机，可同时满足刀具布置、出渣和刀具更换的需求，以达到小直径刀盘的隧道掘进机掘进、出渣要求，保持掘进效率。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，本发明提供一种小直径刀盘，包括刀盘本体1、滚刀座2、滚刀3、喷水嘴4、铲齿5和导料板6，其中，
刀盘本体1的前端面设置滚刀座2、喷水嘴4和铲齿5，且后端面与隧道掘进机的驱动单元M和导料板6连接。
滚刀3可拆卸设置于滚刀座2，可更换滚刀3。刀盘本体1设置有换刀通道7，为滚刀3磨损后的维修、更换提供便利。滚刀座2为滚刀3提供支撑，用于把刀盘扭矩及推力传递到驱动单元M上。
喷水嘴4的出口端用于喷射掌子面上，入口端与外部水源连接。喷水嘴4在挖掘过程喷射水雾，起到降温除尘作用。
铲齿5贯穿刀盘本体1、一端用于铲起隧道底部渣料且另一端连接导料板6，导料板6连接皮带机P。铲齿5便于刮渣，可将滚刀3截割的渣料铲到导料板6，再通过导料板6传递到刀盘后部的皮带机P上，然后把渣料转运到洞外。
本案提供的小直径刀盘，采用刀盘本体1前部换刀方式，滚刀座2设置在刀盘本体1的前端面，刀盘面板留有安装滚刀3的换刀通道，驱动单元与刀盘本体1的后部连接。刀盘本体1的前部设置的铲齿5，渣料由铲齿铲起后通过后部设置的导料板6将渣料转运出洞外。喷水嘴4在挖掘过程喷射水雾，起到降温除尘作用。通过上述设置，可同时满足刀具安装、出渣、喷水、刀具更换等刀盘所具有的所有功能，以达到小直径刀盘的隧道掘进机掘进、出渣要求，保持掘进效率。
在本实施例中，喷水嘴4贯穿刀盘本体1，入口端通过旋转接头N连接外部水源。旋转接头N设置于刀盘本体1后端面的轴心位置。水源通过旋转接头N和刀盘本体1流通到喷水嘴4上，进而形成水雾，喷到开挖通道的掌子面上，在刀盘开挖时起到降温除尘作用。
为了渣料更好的收集和排出，导料板6设计为螺旋形状的螺旋导料板，能够避免刀盘在旋转过程中渣料从导料板6中掉落到刀盘底部，易于将前部的渣料传递到刀盘后部的皮带机P上。
在优选实施例中，皮带机P设置于刀盘本体1的顶部或底部，即出渣方式采用顶部或者底部出渣方式，而刀盘本体1的中部布置驱动单元M，使小直径刀盘空间布置更加合理，具备足够的操作空间，提高了小直径刀盘的空间利用率。
为了提高结构强度，滚刀座2与刀盘本体1焊接或为一体成型结构。滚刀座2焊接到刀盘本体1上，可将滚刀3开挖受力传递到刀盘本体1上，进而传递给驱动单元M。
另外，滚刀座2、滚刀3、喷水嘴4、铲齿5和导料板6均可以设置多个。如图1所示，刀盘本体1由中心向四周辐射分布有多个滚刀座2。多个滚刀座2之间具有一定间距，即形成换刀通道7。滚刀3包括轴向拉紧式滚刀和单楔块滚刀。其中，一个轴向拉紧式滚刀呈一字型设置于刀盘本体1的中心处。多个单楔块滚刀分别设置于刀盘本体1的边缘和绕中心的四周。
如图2所示，刀盘本体1上设置有用于连通多个喷水嘴4的入口端的流通通道，流通通道还与旋转接头N连通。
上述小直径刀盘具有以下优势：
1、结构紧凑，可设计较小厚度的刀盘，减小掘进机整体长度，驱动单元M所在刀盘直径较大，刀盘整体受力好，刚性及振动较小，可提高刀具的使用寿命；
2、具备刀盘所有功能，滚刀采用正装设计，占用空间小，刀间距可保证，可适用岩石较硬工况，同时，刀盘设计有换刀通道，为滚刀3更换提供便利；
3、刀盘周边设计有铲齿5和导料板6，可把滚刀3切割的渣料从刀盘底部转运到刀盘顶部，进而排出洞外；
4、刀盘设计有喷水装置，通过刀盘后部的旋转接头N把水源输送到喷水嘴4，在掘进过程中起到降温除尘作用，提供滚刀使用寿命。
此外，本申请还公开了一种隧道掘进机，包括小直径刀盘，小直径刀盘为如上述实施例中公开的小直径刀盘。因此，具有该小直径刀盘的隧道掘进机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种小直径刀盘，其特征在于，包括刀盘本体(1)、滚刀座(2)、滚刀(3)、喷水嘴(4)、铲齿(5)和导料板(6)，其中，
所述刀盘本体(1)的前端面设置所述滚刀座(2)、所述喷水嘴(4)和所述铲齿(5)，且后端面与隧道掘进机的驱动单元(M)和所述导料板(6)连接；
所述滚刀(3)可拆卸设置于所述滚刀座(2)，所述刀盘本体(1)设置有换刀通道(7)；
所述喷水嘴(4)的出口端用于喷射掌子面上，入口端与外部水源连接；
所述铲齿(5)贯穿所述刀盘本体(1)、一端用于铲起隧道底部渣料且另一端连接所述导料板(6)，所述导料板(6)连接皮带机(P)。
2.根据权利要求1所述的小直径刀盘，其特征在于，所述喷水嘴(4)贯穿所述刀盘本体(1)，入口端通过旋转接头(N)连接外部水源。
3.根据权利要求2所述的小直径刀盘，其特征在于，所述旋转接头(N)设置于所述刀盘本体(1)后端面的轴心位置。
4.根据权利要求1所述的小直径刀盘，其特征在于，所述导料板(6)为螺旋形状的螺旋导料板。
5.根据权利要求1所述的小直径刀盘，其特征在于，所述皮带机(P)设置于所述刀盘本体(1)的顶部或底部。
6.根据权利要求1所述的小直径刀盘，其特征在于，所述滚刀座(2)与所述刀盘本体(1)焊接或为一体成型结构。
7.根据权利要求1-6任一项所述的小直径刀盘，其特征在于，所述滚刀座(2)、所述滚刀(3)、所述喷水嘴(4)、所述铲齿(5)和所述导料板(6)数量均为多个。
8.根据权利要求7所述的小直径刀盘，其特征在于，所述刀盘本体(1)上设置有用于连通多个所述喷水嘴(4)的入口端的流通通道，所述流通通道还与旋转接头(N)连通。
9.根据权利要求7所述的小直径刀盘，其特征在于，所述滚刀(3)包括轴向拉紧式滚刀和单楔块滚刀。
10.一种隧道掘进机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的小直径刀盘。
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