CN205047230U - 一种低成本坚硬岩石隧道掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低成本坚硬岩石隧道掘进机，属于建筑工程机械技术领域，包括：切割/压凿机构、驱动系统和推进支撑步进系统；所述驱动系统，包括一圆柱形的支撑筒、一进给筒、一回转液压马达、一回转变速箱和一回转支承；所述切割/压凿机构，包括一个刀盘、多个滚压轮和偶数片钻瓦；所述刀盘固定安装在回转支承的大齿圈上；所述滚压轮固定安装在所述刀盘上，所述钻瓦对称地安装在所述刀盘上，且每片钻瓦上还焊接有若干颗钻齿。本实用新型所提供的低成本坚硬岩石隧道掘进机结构简单，造价低，使用非常方便，用最少岩石切削量达到最大化的岩石掘进量，特别是在短程硬岩隧道的掘进中，大大降低了能耗，提高了掘进的效率，降低了隧道掘进成本。

Description

一种低成本坚硬岩石隧道掘进机

技术领域

本实用新型涉及一种低成本坚硬岩石隧道掘进机，属于建筑工程机械技术领域。

背景技术

隧道非爆破坚硬岩石掘进，目前应用最广的掘进设备是全断面岩石隧道掘进机(TBM)，其优势是效率高，进度快；但是该设备的成本高，在一般短程隧道的掘进中，使用该设备，能耗大，效率也不是很高，对施工单位来说及其不划算。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低成本坚硬岩石隧道掘进机，能以最少的岩石切削量达到最大化的岩石掘进量，从而降低能耗，提高效率，节省设备投资。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种低成本坚硬岩石隧道掘进机，包括：

切割/压凿机构，用于切割和压碎岩石；

驱动系统，其用于驱动所述切割/压凿机构工作；

推进支撑步进系统，其用于实现所述低成本坚硬岩石隧道掘进机的前进、后退和调节掘进方向；

所述驱动系统，包括：

一圆柱形的支撑筒，其直径比需要掘进的隧道直径略小；

一进给筒，内套装在所述支撑筒上；

一回转液压马达，安装在所述进给筒上；

一回转变速箱，包括设置在动力输出轴上的小齿轮，且其动力输入轴与所述回转液压马达的动力输出轴连接；

一回转支承，包括大齿圈，安装在所述进给筒的前端，且大齿圈与所述回转变速箱的小齿轮啮合在一起；

所述切割/压凿机构，包括一个刀盘、多个滚压轮和偶数片钻瓦；所述刀盘固定安装在所述回转支承的大齿圈上；所述滚压轮固定安装在所述刀盘上，所述钻瓦对称地安装在所述刀盘上，且每片钻瓦上还焊接有若干颗钻齿。当大齿圈转动时，就带动刀盘上的钻瓦转动，从而带动钻齿实现对岩石的刨削。

进一步的，由于本设备是先用钻瓦在隧道断面铣削出若干环槽，当隧道断面呈现出岩石环和中心岩柱后，滚压轮才接触到岩石环，并在大齿圈的转动和进给油缸的推力作用下使得滚压轮上的球形齿压碎岩石；因此所述钻瓦比所述滚压轮前凸50～60mm。

更进一步的，所述钻瓦上的钻齿的宽度为22～25mm；且位于所述刀盘同侧的钻瓦，两两之间的间隔为90～110mm；

进一步的，为了方便操作本掘进机转向，所述推进支撑换步系统，包括：

干个支撑靴，安装在所述支撑筒的两端的圆周上，通过对螺杆的调节可使支撑靴撑在隧道壁上，从而使支撑筒固定在隧道中；

2个顶柱，对称地安装在所述刀盘上，通过螺杆调节可使刀盘撑在隧道壁上；

若干个滑履，安装在所述支撑筒上；

至少两个进给油缸，安装在所述支撑筒上，其活塞杆连接在进给筒上；

若干条圆柱形滑道，焊接在所述进给筒上，且能与所述滑履相配合工作；

所述掘进机需前进时，进给筒伸出支撑筒，支撑靴收回，调节顶柱螺杆使顶柱伸出顶在隧道洞壁上，进给油缸活塞杆回缩拉动支撑筒前进，由此实现步进，反之实现后退。

更进一步的，所述支撑靴的个数为八个；所述滑履的个数为十二个；所述进给油缸的个数为两个；所述圆柱形滑道的条数为四条。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所提供的低成本坚硬岩石隧道掘进机，结构简单，操作方便，尤其是在一般短程隧道的掘进中，使用本设备，尤其方便，而且耗能低，大大降低了施工单位的能源消耗，节约了综合成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的其中六幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的支撑筒的侧面示意图；

图3为本实用新型实施例中的进给筒的结构示意图之一；

图4为本实用新型实施例中的进给筒的结构示意图之二

图5为本实用新型实施例中的刀盘和其上的部件的安装示意图之一；

图6为本实用新型实施例中的刀盘和其上的部件的安装示意图之二。

其中，1-滚压轮，2-顶柱，3-刀盘，4-小齿轮，5-回转变速箱，6-回转液压马达，7-进给筒，8-支撑筒，9-支撑靴，10-进给油缸，11-圆柱形滑道，12-钻瓦，13-滑履，14-回转支承。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1至图6所示，一种低成本坚硬岩石隧道掘进机，包括：

切割/压凿机构，用于切割和压碎岩石；

驱动系统，其用于驱动所述切割/压凿机构工作；

推进支撑步进系统，其用于实现所述低成本坚硬岩石隧道掘进机的前进、后退和调节掘进方向；

所述驱动系统，包括：

一圆柱形的支撑筒8，其直径比需要掘进的隧道直径略小；

一进给筒7，内套装在所述支撑筒8上；

一回转液压马达6，安装在所述进给筒7上；

一回转变速箱5，包括设置在动力输出轴上的小齿轮4，且其动力输入轴与所述回转液压马达6的动力输出轴连接；

一回转支承14，包括大齿圈，安装在所述进给筒7的前端，且大齿圈与所述回转变速箱5的小齿轮4啮合在一起；

所述切割/压凿机构机构，包括一个刀盘3、多个滚压轮1和偶数片钻瓦12；所述刀盘3固定安装在所述回转支承14的大齿圈上；所述滚压轮1固定安装在所述刀盘3上，所述钻瓦12对称地安装在所述刀盘3上，且每片钻瓦12上还焊接有若干颗钻齿；所述钻瓦12比所述滚压轮1前凸50～60mm；所述钻齿12的宽度为22～25mm；位于所述刀盘3同侧的钻瓦12，两两之间的间隔为90～110mm；

所述推进支撑换步系统，包括：

八个支撑靴9，在所述支撑筒8的两端的圆周上，各自安装四个支撑靴9，且该支撑靴9通过螺杆安装在所述支撑筒8上，通过对螺杆的调节可使支撑靴9撑在隧道壁上，从而使支撑筒8固定在隧道中；

两个顶柱2，通过螺杆对称地安装在所述刀盘3上；通过对螺杆的调节可使刀盘3撑在隧道壁上；

十二个滑履13，安装在所述支撑筒8上；

两个进给油缸10，安装在所述支撑筒8上，其活塞杆连接在进给筒上；

四条圆柱形滑道11，焊接在所述进给筒7上，且能与所述滑履13相配合工作。

工作原理：安装在进给筒7上的回转液压马达6，先带动回转变速箱5的小齿轮4转动，小齿轮4再带动回转支承14上的大齿圈转动，使得安装在大齿圈上的刀盘3转动，从而使得安装在刀盘3上的滚压轮1和钻瓦12转动，进而实现焊接在钻瓦12上的钻齿先对岩石进行刨削；钻齿先在岩石上刨削出宽度为22～25mm，深度为50～60mm，间隔约100mm的若干环槽，在隧道断面呈现出岩石环和中心岩柱后，滚压轮1再接触到宽约100mm的岩石环并将其碾碎，中心岩柱达到一定长度后则靠工人用液压千斤顶将其顶断，从而实现了对隧道的挖掘。

当要对掘进机进行变向的时候，进给筒7伸出支撑筒8，支撑靴9收回，调节连接顶柱2的螺杆，使顶柱2伸出并紧紧地顶在隧道洞壁上，进给油缸10的活塞杆回缩则拉动支撑筒8前进，由此实现了本设备的步进，反之则实现后退；并且在支撑筒8的两端沿圆周各分布四个支撑靴9，并用螺杆连接，调节螺杆可以使支撑筒8靠支撑靴9撑牢固定在隧道洞壁上，同时还可以调节掘进机的掘进方向；还有，安装在支撑筒8上的十二个滑履13和两个进给油缸10，配合焊接在进给筒7上的四条圆柱形滑道11，使得进给筒7可在滑履13内滑动；进给筒7在进给油缸10驱动下，也实现了掘进机的进给或后退。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低成本坚硬岩石隧道掘进机，包括：

切割/压凿机构；

驱动系统；

推进支撑步进系统；

其特征在于：

所述驱动系统，包括：

一圆柱形的支撑筒，其直径比需要掘进的隧道直径略小；

一进给筒，内套装在所述支撑筒上；

一回转液压马达，安装在所述进给筒上；

一回转变速箱，包括设置在动力输出轴上的小齿轮，且其动力输入轴与所述回转液压马达的动力输出轴连接；

一回转支承，包括大齿圈，安装在所述进给筒的前端，且大齿圈与所述回转变速箱的小齿轮啮合在一起；

所述切割/压凿机构，包括一个刀盘、多个滚压轮和偶数片钻瓦；所述刀盘固定安装在所述回转支承的大齿圈上；所述滚压轮固定安装在所述刀盘上，所述钻瓦对称地安装在所述刀盘上，且每片钻瓦上还焊接有若干颗钻齿。

2.根据权利要求1所述的低成本坚硬岩石隧道掘进机，其特征在于：所述钻瓦比所述滚压轮前凸50～60mm；所述钻瓦先接触岩石，待钻瓦刮削出深达50～60mm的环形槽后，滚压轮才开始碾压环形槽间的环形岩石。

3.根据权利要求1或2所述的低成本坚硬岩石隧道掘进机，其特征在于：所述钻瓦上的钻齿的宽度为22～25mm；位于所述刀盘同侧的钻瓦，两两之间的间隔为90～110mm。

4.根据权利要求3所述的低成本坚硬岩石隧道掘进机，其特征在于：所述推进支撑步进系统，包括：

若干个支撑靴，安装在所述支撑筒的两端的圆周上，通过对螺杆的调节可使支撑靴撑在隧道壁上，从而使支撑筒固定在隧道中；

2个顶柱，对称地安装在所述刀盘上，通过螺杆调节可使刀盘撑在隧道壁上；

若干个滑履，安装在所述支撑筒上；

至少两个进给油缸，安装在所述支撑筒上，其活塞杆连接在进给筒上；

若干条圆柱形滑道，焊接在所述进给筒上，且能与所述滑履相配合工作；

所述掘进机需前进时，进给筒伸出支撑筒，支撑靴收回，调节顶柱螺杆使顶柱伸出顶在隧道洞壁上，进给油缸活塞杆回缩拉动支撑筒前进。

5.根据权利要求4所述的低成本坚硬岩石隧道掘进机，其特征在于：所述支撑靴的个数为八个；所述滑履的个数为十二个；所述进给油缸的个数为两个；所述圆柱形滑道的条数为四条。