CN117905475A - 隧道掘进开槽机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是一种隧道掘进开槽机，包括转动架、切割组件和破碎组件，所述切割组件包括转轴和切割刀盘，所述切割刀盘同轴设置在转轴上，所述转轴转动设置在转动架上，所述转动架上设置有驱动机构用于驱动转轴转动，多个所述切割组件和破碎组件设置在同一圆周上，还包括驱动装置，所述驱动装置用于带动转动架转动。本发明的优点是结构简单，体积小，便于安装使用。

Description

隧道掘进开槽机

技术领域

本发明涉及隧道建设技术领域，特别是一种隧道掘进开槽机。

背景技术

现有技术中，隧道施工通常采用炮掘或者是采用掘进机挖掘的方式进行；其中，

炮掘方式的危险性较大，且炮掘方式的挖掘面不平整，在炮掘工作完成时，工作人员需要采用其他材料对不平整的位置进行填充，致使隧道的挖掘需要消耗大量的时间以及材料，导致其隧道挖掘的成本增加，并且会影响隧道的整体施工的进度；同时，在炮掘的方式进行时，容易对山体结构造成影响。

而采用掘进机挖掘的方式进行隧道的施工，其投入成本较大，且掘进机的结构复杂，设备故障率太频繁，不易于维护，此外，其体积大，重量大，在偏远道路不好的地方难以运输安装，从而影响隧道的正常施工。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种隧道掘进开槽机。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：隧道掘进开槽机，包括转动架、切割组件和破碎组件，所述切割组件包括转轴和切割刀盘，所述切割刀盘同轴设置在转轴上，所述转轴转动设置在转动架上，所述转动架上设置有驱动机构用于驱动转轴转动，多个所述切割组件和破碎组件设置在同一圆周上，还包括驱动装置，所述驱动装置用于带动转动架转动。

具体的，所述的驱动机构包括第一液压马达，所述第一液压马达的输出端设置有主动带轮，所述转轴上设置有从动带轮，所述主动带轮与从动带轮之间通过同步带传动连接。

具体的，所述的转动架包括水平安装座和弧形安装座，所述弧形安装座垂直设置在水平安装座上，所述切割组件和破碎组件设置在弧形安装座的端面上。

具体的，所述的弧形安装座上设置有轴承座，所述转轴通过轴承座转动设置在弧形安装座上。

具体的，所述的转轴上设置有至少一个切割刀盘，多个所述切割组件的切割刀盘距离转动架转动中心的距离不同。

具体的，所述的切割刀盘包括刀盘和切割刀具，所述刀盘的边缘圆周阵列设置有多个安装齿，所述切割刀具安装在安装齿上，所述刀盘固定在转轴上。

具体的，所述的破碎组件包括第二液压马达和破碎刀盘，所述破碎刀盘设置在第二液压马达的输出端，所述破碎刀盘上设置有多个破碎刀具，所述破碎刀盘的旋转轴线与切割刀盘的旋转轴线垂直，所述的第二液压马达固定在转动架上。

具体的，所述的驱动装置包括基座、回转支承轴承和第三液压马达，所述的回转支承轴承的外圈固定在基座上，所述的第三液压马达固定在基座上，所述第三液压马达的输出端设置有驱动齿轮，所述回转支承轴承的内圈设置有内齿圈，所述的驱动齿轮与内齿圈啮合，所述的转动架与回转支承轴承的内圈固定连接。

具体的，还包括安装架，所述的安装架上设置有多个导向轴，所述的基座与导向轴滑动连接，所述的安装架上设置有第四液压马达，所述第四液压马达的输出端设置有丝杆，所述基座上设置有丝杆螺母，所述丝杆螺母与丝杆螺纹连接。

具体的，还包括调节机构，所述调节机构包括支架、滑动座和摆动座，所述的支架具有光杆和导向杆，所述的滑动座与光杆和导向杆滑动连接，所述的摆动座的上端和下端与光杆滑动连接，所述的支架上设置有第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆与滑动座连接，所述的滑动座上设置有第二液压缸，所述第二液压缸的缸体与滑动座铰接，所述第二液压缸的活塞杆与摆动座铰接，所述的摆动座上设置有水平导向滑轴，所述的安装架与水平导向滑轴滑动连接，所述摆动架上设置有第三液压缸，所述第三液压缸的缸体固定在摆动架上，所述第三液压缸的活塞杆连接在安装架上。

本发明具有以下优点：

本发明通过在转动架上设置多个切割组件，多个切割组件的切割刀盘切割出多个同轴的环形槽，在切割组件切割出多个环形槽的过程中破碎组件跟随切割组件一起圆周运动，通过破碎组件将环形槽之间的岩石破碎，这样通过多个切割组件与破碎组件配合就能切割出一定宽度的环形槽，在切割出环形槽之后就可以通过其他工具将环形槽围成的区域内的岩石去除，从而形成隧道的开始部分，采用多个切割刀盘对岩石进行切割，这样的切割方式震动小，对掘进机的损坏小，且体积小，便于运送安装，适合在偏远的环境使用，开槽的效率高，可以加快施工的进度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的转动架与切割组件的安装结构示意图；

图3为本发明的切割组件结构示意图；

图4为本发明的破碎组件结构示意图；

图5为本发明的驱动装置结构示意图；

图6为本发明的调节机构结构示意图A；

图7为本发明的调节机构结构示意图B；

图中：1-转动架，101-水平安装座，102-弧形安装座，2-切割组件，201-转轴，202-刀盘，203-切割刀具，204-从动带轮，205-轴承座，3-破碎组件，301-第二液压马达，302-破碎刀盘，303-破碎刀具，4-安装架，5-丝杆，6-导向轴，7-支架，8-导向杆，9-光杆，10-基座，11-回转支承轴承，12-驱动齿轮，13-丝杆螺母，14-第三液压马达，15-第一液压马达，16-主动带轮，17-第四液压马达，18-摆动座，19-滑动座，20-第一液压缸，21-第二液压缸，22-水平导向滑轴，23-第三液压缸，24-导屑槽。

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。

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-图7所示，隧道掘进开槽机，包括转动架1、切割组件2和破碎组件3，所述切割组件2包括转轴201和切割刀盘，所述切割刀盘同轴设置在转轴201上，所述转轴201转动设置在转动架1上，所述转动架1上设置有驱动机构用于驱动转轴201转动，多个所述切割组件2和破碎组件3设置在同一圆周上，还包括驱动装置，所述驱动装置用于带动转动架1转动。本实施例中的隧道掘进开槽机用于在隧道开始挖掘时开槽使用，使用时通过驱动机构带动转轴201转动，然后转轴201带动切割刀盘转动，通过切割刀盘切割隧道端面，然后驱动装置带动转动架1转动，从而带动切割组件2转动，这样多个切割组件2的切割刀盘切割出多个同轴的环形槽，其中切割刀盘的轴线与隧道的端面平行，在切割组件2切割出多个环形槽的过程中破碎组件3跟随切割组件2一起圆周运动，多个切割组件2切割出的环形槽之间还有一定厚度的岩石，本实施例通过破碎组件3将环形槽之间的岩石破碎，这样通过多个切割组件2与破碎组件3配合就能切割出一定宽度的环形槽，在切割出环形槽之后就可以通过其他工具将环形槽围成的区域内的岩石去除，从而形成隧道的开始部分，本实施例中采用多个切割刀盘对岩石进行切割，这样的切割方式震动小，对掘进机的损坏小，且体积小，便于运送安装，适合在偏远的环境使用，开槽的效率高，可以加快施工的进度。

进一步的，所述的驱动机构包括第一液压马达15，所述第一液压马达15的输出端设置有主动带轮16，所述转轴201上设置有从动带轮204，所述主动带轮16与从动带轮204之间通过同步带传动连接。本实施例中采用液压马达作为动力，通过将第一液压马达15安装在转动架1上，第一液压马达15转动带动主动带轮16转动，然后主动带轮16通过同步带带动从动带轮204转动，这样第一液压马达15就能带动切割刀盘对岩石进行切割，每个切割组件2的转轴都由单独的第一液压马达15进行驱动，且采用同步带传动的方式可以防止动力卡死。

进一步的，所述的转动架1包括水平安装座101和弧形安装座102，所述弧形安装座102垂直设置在水平安装座101上，所述切割组件2和破碎组件3设置在弧形安装座102的端面上。

进一步的，所述的弧形安装座102上设置有轴承座205，所述转轴201通过轴承座205转动设置在弧形安装座102上。本实施例中弧形安装座102垂直安装在水平安装座101上，弧形安装座102的圆心与水平安装座101的转动中心重合，将切割组件2和破碎组件3安装在弧形安装座102，通过破碎组件3破碎之后形成的环形槽的宽度大于弧形安装座102的厚度，在切割组件2切割到一定深度时弧形安装座102可以伸入环形槽内，使环形槽能开的更深，弧形安装座102为中空的结构，同步带从弧形安装座102的中空穿过连接主动带轮16与从动带轮204。

进一步的，所述的转轴201上设置有至少一个切割刀盘，多个所述切割组件2的切割刀盘距离转动架1转动中心的距离不同。本实施例中多个切割组件2的切割刀盘切割形成多个同轴的环形槽，相邻环形槽之间的岩石的厚度相同，本实施例中优选设置四个切割组件2，其中两个切割组件2的转轴201上均设置有两个切割刀盘，另外两个切割组件2的转轴201上均设置有一个切割刀盘，这样多个切割组件2的切割刀盘配合就能切割出六个同轴的环形槽，具体的，相邻切割刀盘的间距为24~28mm，这样在进行切割时形成五个24~28mm厚度的环形岩石，再通过破碎组件3破碎。

进一步的，所述的切割刀盘包括刀盘202和切割刀具203，所述刀盘202的边缘圆周阵列设置有多个安装齿，所述切割刀具203安装在安装齿上，所述刀盘202固定在转轴201上。本实施例中切割刀具203可拆卸安装在安装齿上，在刀盘202上阵列设置多个安装齿来安装切割刀具203的方式便于排屑，在使用时切割刀具203为耗材，在磨损后可以更换新的切割刀具203，这样使用的成本低。

进一步的，所述的破碎组件包括第二液压马达301和破碎刀盘302，所述破碎刀盘302设置在第二液压马达301的输出端，所述破碎刀盘302上设置有多个破碎刀具303，所述破碎刀盘302的旋转轴线与切割刀盘的旋转轴线垂直，所述的第二液压马达301固定在转动架1上。本实施例中通过第二液压马达301带动破碎刀盘302来对岩石进行破碎，在破碎刀盘302上可拆卸设置有多个破碎刀具303，通过破碎刀具303来破碎岩石，在破碎刀具303磨损后可以进行更换，在切割刀盘切割出的环形槽达到一定的深度后破碎刀盘302才与岩石接触，这时继续使切割刀盘深入切割就能使破碎刀盘302破碎环形槽之间的岩石。

进一步的，所述的驱动装置包括基座10、回转支承轴承11和第三液压马达14，所述的回转支承轴承11的外圈固定在基座10上，所述的第三液压马达14固定在基座10上，所述第三液压马达14的输出端设置有驱动齿轮12，所述回转支承轴承11的内圈设置有内齿圈，所述的驱动齿轮12与内齿圈啮合，所述的转动架1与回转支承轴承11的内圈固定连接。本实施例中通过驱动第三液压马达14使其带动驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动回转支承轴承11的内圈转动进而通过回转支承轴承11带动转动架1转动，这样转动架1就能带动切割组件2和破碎组件3转动切割出环形槽。

进一步的，还包括安装架4，所述的安装架4上设置有多个导向轴6，所述的基座10与导向轴6滑动连接，所述的安装架4上设置有第四液压马达17，所述第四液压马达17的输出端设置有丝杆5，所述基座10上设置有丝杆螺母13，所述丝杆螺母13与丝杆5螺纹连接。本实施例中通过驱动第四液压马达17转动带动丝杆5转动，在基座10上设置有丝杆螺母13，这样丝杆5就能带动丝杆螺母13沿轴向移动，进而带动基座10移动，这样第四液压马达17就能控制切割组件2的进给，从而控制环形槽的切割深度，导向轴6起到导向的作用，进给时转动架1螺旋进给，即第三液压马达14工作带动转动架1的同时丝杆5转动带动转动架1进给。

进一步的，还包括调节机构，所述调节机构包括支架7、滑动座19和摆动座18，所述的支架7具有光杆9和导向杆8，所述的滑动座19与光杆9和导向杆8滑动连接，所述的摆动座18的上端和下端与光杆9滑动连接，所述的支架7上设置有第一液压缸20，所述第一液压缸20的活塞杆与滑动座19连接，所述的滑动座19上设置有第二液压缸21，所述第二液压缸21的缸体与滑动座19铰接，所述第二液压缸21的活塞杆与摆动座18铰接，所述的摆动座18上设置有水平导向滑轴22，所述的安装架4与水平导向滑轴22滑动连接，所述摆动架18上设置有第三液压缸23，所述第三液压缸23的缸体固定在摆动架18上，所述第三液压缸23的活塞杆连接在安装架4上。本实施例中为了能适应不同的工作环境，将安装架4安装在调节机构上，通过调节机构控制安装架4左右移动、左右摆动和升降，具体的，设置有两根导向杆8，光杆9设置在两根导向杆8之间，滑动座19同时与光杆9和导向杆8滑动连接，然后在支架上设置第一液压缸20，通过第一液压缸20带动滑动座19沿光杆9移动，这样就能带动滑动座19升降，从而带动转动架1升降，摆动座18的上下两端通过滑套与光杆9滑动连接，滑动座19设置在两个滑套之间，这样滑动座19升降时就能带动摆动座18升降，第二液压缸21的缸体与滑动座19铰接，第二液压缸21的活塞杆与摆动座18铰接，这样通过驱动第二液压缸21就能使摆动座18绕光杆9左右摆动，在摆动座18上设置有两根平行的水平导向滑轴22，安装架4上设置有滑块，滑块与水平导向滑轴22滑动连接，第三液压缸23的缸体固定在摆动架18上，其活塞杆连接在安装架4上，这样驱动第三液压缸23就能带动安装架4沿水平导向滑轴22移动，这样通过第一液压缸20、第二液压缸21和第三液压缸23就能控制转动架1左右移动、左右摆动和升降动作。

本实施例中在弧形安装座102的侧壁上设置有导屑槽24用于将破碎后的岩石碎屑排出环形槽，在切割组件2切割到一定的深度后导屑槽24才插入环形槽内，导屑槽24设置在切割组件2转动方向的前端，通过导屑槽24将切割组件2即将切割的位置的岩石碎屑刮出，避免切割组件2卡死。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.隧道掘进开槽机，其特征在于：包括转动架（1）、切割组件（2）和破碎组件（3），所述切割组件（2）包括转轴（201）和切割刀盘，所述切割刀盘同轴设置在转轴（201）上，所述转轴（201）转动设置在转动架（1）上，所述转动架（1）上设置有驱动机构用于驱动转轴（201）转动，多个所述切割组件（2）和破碎组件（3）设置在同一圆周上，还包括驱动装置，所述驱动装置用于带动转动架（1）转动。

2.根据权利要求1所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：所述的驱动机构包括第一液压马达（15），所述第一液压马达（15）的输出端设置有主动带轮（16），所述转轴（201）上设置有从动带轮（204），所述主动带轮（16）与从动带轮（204）之间通过同步带传动连接。

3.根据权利要求1所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：所述的转动架（1）包括水平安装座（101）和弧形安装座（102），所述弧形安装座（102）垂直设置在水平安装座（101）上，所述切割组件（2）和破碎组件（3）设置在弧形安装座（102）的端面上。

4.根据权利要求3所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：所述的弧形安装座（102）上设置有轴承座（205），所述转轴（201）通过轴承座（205）转动设置在弧形安装座（102）上。

5.根据权利要求1所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：所述的转轴（201）上设置有至少一个切割刀盘，多个所述切割组件（2）的切割刀盘距离转动架（1）转动中心的距离不同。

6.根据权利要求1所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：所述的切割刀盘包括刀盘（202）和切割刀具（203），所述刀盘（202）的边缘圆周阵列设置有多个安装齿，所述切割刀具（203）安装在安装齿上，所述刀盘（202）固定在转轴（201）上。

7.根据权利要求1所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：所述的破碎组件包括第二液压马达（301）和破碎刀盘（302），所述破碎刀盘（302）设置在第二液压马达（301）的输出端，所述破碎刀盘（302）上设置有多个破碎刀具（303），所述破碎刀盘（302）的旋转轴线与切割刀盘的旋转轴线垂直，所述的第二液压马达（301）固定在转动架（1）上。

8.根据权利要求1所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：所述的驱动装置包括基座（10）、回转支承轴承（11）和第三液压马达（14），所述的回转支承轴承（11）的外圈固定在基座（10）上，所述的第三液压马达（14）固定在基座（10）上，所述第三液压马达（14）的输出端设置有驱动齿轮（12），所述回转支承轴承（11）的内圈设置有内齿圈，所述的驱动齿轮（12）与内齿圈啮合，所述的转动架（1）与回转支承轴承（11）的内圈固定连接。

9.根据权利要求8所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：还包括安装架（4），所述的安装架（4）上设置有多个导向轴（6），所述的基座（10）与导向轴（6）滑动连接，所述的安装架（4）上设置有第四液压马达（17），所述第四液压马达（17）的输出端设置有丝杆（5），所述基座（10）上设置有丝杆螺母（13），所述丝杆螺母（13）与丝杆（5）螺纹连接。

10.根据权利要求8所述的隧道掘进开槽机，其特征在于：还包括调节机构，所述调节机构包括支架（7）、滑动座（19）和摆动座（18），所述的支架（7）具有光杆（9）和导向杆（8），所述的滑动座（19）与光杆（9）和导向杆（8）滑动连接，所述的摆动座（18）的上端和下端与光杆（9）滑动连接，所述的支架（7）上设置有第一液压缸（20），所述第一液压缸（20）的活塞杆与滑动座（19）连接，所述的滑动座（19）上设置有第二液压缸（21），所述第二液压缸（21）的缸体与滑动座（19）铰接，所述第二液压缸（21）的活塞杆与摆动座（18）铰接，所述的摆动座（18）上设置有水平导向滑轴（22），所述的安装架（4）与水平导向滑轴（22）滑动连接，所述摆动架（18）上设置有第三液压缸（23），所述第三液压缸（23）的缸体固定在摆动架（18）上，所述第三液压缸（23）的活塞杆连接在安装架（4）上。