CN208996736U - 一种冲击滚切复合破岩刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冲击滚切复合破岩刀具，包括刀盘支撑架、滚刀、集束冲击器和切刀，所述集束冲击器垂直固定于刀盘支撑架的圆心处，若干个滚刀相隔一定间隙地并列设置并形成滚刀组，若干组滚刀组沿着集束冲击器的圆周方向安装于刀盘支撑架上，且每组滚刀组沿着刀盘支撑架的径向方向设置；在每组滚刀组中每个滚刀的两侧均设有切刀；所述集束冲击器包括安装柱和冲击器，安装柱固定于刀盘支撑架上，若干个冲击器固定于安装柱上，且冲击器的冲击钻头沿着刀盘支撑架的轴向方向运动。本实用新型中采用的集束冲击器降低了滚刀的磨损，增强了滚刀的破岩效率，为硬岩隧道的高效掘进提供一种新的技术方案。

Description

一种冲击滚切复合破岩刀具

技术领域：

本实用新型涉及一种冲击滚切复合破岩刀具。

背景技术：

全断面岩石隧道掘进机在进行大直径硬岩作业时效率较低，中心滚刀与边缘滚刀速差较大，大的速差导致边缘滚刀磨损严重，需时常更换掘进刀具，导致掘进机掘进效率低下，掘进成本较高。例如西班牙瓜达拉玛隧道北口为坚硬花岗岩地层，采用直径为9.5m的硬岩掘进机作业时，由于刀盘边缘刀具磨损严重，平均进尺2.8m就需更换一次刀具，掘进效率及其低下，刀具的消耗占整个掘进机造价的40%左右，价格高昂。

通常提高钻进效率采用的是优化刀盘结构、增大滚刀直径的方法，这种局部改进刀盘的方法可以提高掘进装备的地质适应性和掘进效率，但没有从根本上消除中心与边缘滚刀的速差，导致大直径硬岩掘进作业时边缘滚刀仍磨损严重。为了减少大直径硬岩掘进作业时边缘滚刀的磨损量，在当前掘进结构的基础上提出一种冲击滚切复合破岩刀具，以提高大直径硬岩掘进作业效率，降低边缘滚刀磨损量。

发明内容：

本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种冲击滚切复合破岩刀具。

本实用新型所采用的技术方案有：一种冲击滚切复合破岩刀具，包括刀盘支撑架、滚刀、集束冲击器和切刀，所述集束冲击器垂直固定于刀盘支撑架的圆心处，若干个滚刀相隔一定间隙地并列设置并形成滚刀组，若干组滚刀组沿着集束冲击器的圆周方向安装于刀盘支撑架上，且每组滚刀组沿着刀盘支撑架的径向方向设置；在每组滚刀组中每个滚刀的两侧均设有切刀；

所述集束冲击器包括安装柱和冲击器，安装柱固定于刀盘支撑架上，若干个冲击器固定于安装柱上，且冲击器的冲击钻头沿着刀盘支撑架的轴向方向运动。

进一步地，所述集束冲击器中的安装柱通过法兰与螺栓固定连接在刀盘支撑架上。

进一步地，所述冲击器的冲击钻头的往复运动是通过油缸驱动或者通过电机带减速机驱动。

进一步地，所述刀盘支撑架设有滚刀孔，滚刀转动连接在滚刀孔内，在刀盘支撑架上固定若干压盖，一个压盖对应将一个滚刀组固定于刀盘支撑架上，滚刀组中的滚刀的刃口穿过压盖并伸于压盖上方。

进一步地，所述滚刀的轴线沿着刀盘支撑架的径向方向设置。

进一步地，所述滚刀上设有转轴，在转轴的两端设有轴承；在压盖的下端面上设有若干个上定位槽，在刀盘支撑架上且位于滚刀孔的两侧均设有一个下定位槽，所述轴承通过上定位槽与下定位槽轴向定位。

进一步地，所述压盖的下端面上设有若干凸筋，每个定位槽由两根凸筋组合形成。

进一步地，每个上定位槽中内侧的凸筋上设有上密封槽，在刀盘支撑架上且位于上密封槽的下方设有下密封槽，在转轴上固定有密封挡圈，密封挡圈伸于上密封槽和下密封槽内。

本实用新型具有如下有益效果：

1）本实用新型中采用的集束冲击器降低了滚刀的磨损，增强了滚刀的破岩效率，为硬岩隧道的高效掘进提供一种新的技术方案。

2）本实用新型中的滚刀便于更换，滚刀的轴承密封效果好，避免岩土造成的转动干涉。

附图说明：

图 1 为本实用新型主视图。

图 2 为本实用新型左视图。

图 3 为本实用新型中滚刀在刀盘支撑架上的安装结构图。

图 4 为本实用新型中滚刀在刀盘支撑架上的安装放大图。

图 5 为本实用新型的应用结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1和图2，本实用新型一种冲击滚切复合破岩刀具，包括刀盘支撑架1、滚刀21、集束冲击器4和切刀5，集束冲击器4垂直固定于刀盘支撑架1的圆心处，若干个滚刀21相隔一定间隙地并列设置并形成滚刀组2，若干组滚刀组2沿着集束冲击器4的圆周方向安装于刀盘支撑架1上，且每组滚刀组2沿着刀盘支撑架1的径向方向设置。在每组滚刀组2中每个滚刀21的两侧均设有切刀5。

集束冲击器4包括安装柱41和冲击器42，安装柱41通过法兰与螺栓固定连接在刀盘支撑架1上。若干个冲击器42固定于安装柱41上，且冲击器42的冲击钻头沿着刀盘支撑架1的轴向方向运动。冲击器42的冲击钻头的往复运动是通过油缸驱动或者通过电机带减速机驱动。

本实用新型中的冲击器42与现有技术的冲击器结构以及原理均相同，故本实用新型不再对冲击器42的具体结构以及工作原理进行赘述。

如图3和图4，在刀盘支撑架1设有滚刀孔10，滚刀21转动连接在滚刀孔10内，且滚刀21的轴线沿着刀盘支撑架1的径向方向设置。在刀盘支撑架1上固定若干压盖3，一个压盖3对应将一个滚刀组2固定于刀盘支撑架1上，滚刀组2中的滚刀21的刃口穿过压盖3并伸于压盖3上方。

在滚刀21上设有转轴31，在转轴31的两端设有轴承32。为便于将轴承32定位于刀盘支撑架1上，在压盖3的下端面上设有若干个上定位槽36，在刀盘支撑架1上且位于滚刀孔10的两侧均设有一个下定位槽16，轴承32通过上定位槽36与下定位槽16轴向定位。压盖3通过螺钉固定连接在刀盘支撑架1上，压盖3将轴承32径向定位于刀盘支撑架1上。

在压盖3的下端面上设有若干凸筋35，每个定位槽36由两根凸筋35组合形成。

在每个上定位槽36中内侧的凸筋35上设有上密封槽38，在刀盘支撑架1上且位于上密封槽38的下方设有下密封槽18，在转轴31上固定有密封挡圈39，密封挡圈39伸于上密封槽38和下密封槽18内。密封挡圈39可以避免岩土进入轴承32内，保证滚刀21的转动。

在更换滚刀21时，取下压盖3即可，使用方便。

结合图5，在应用中，刀盘支撑架1带动集束冲击器4和滚刀21同时旋转破岩，同时冲击器42中的冲击钻头做伸缩运动并冲击破岩。破岩时，集束冲击器4中的冲击器42先伸出适当长度进行破岩，在冲击力、冲击卸荷力和原岩应力的共同作用下，集束冲击器周围岩石内产生裂纹并不断扩展，使岩石强度减小。滚刀21再对集束冲击器周围岩石进行滚切破碎时，破碎效率高，刀具磨损量小。

冲击器42中的冲击钻头预先伸出滚刀21适当距离，在刀盘支撑架1的转动和气压的共同作用下，冲击器旋转冲击钻凿中心导洞，导洞周围的岩石卸载，且在原岩应力及冲击扰动载荷的作用下产生裂纹并不断扩展，使岩石强度弱化。随后滚刀21接触诱导损伤区岩石6，在刀盘支撑架1的带动下滚刀21滚切破岩。由于诱导损伤区岩石6已经在集束冲击器的作用下产生大量裂纹，强度已经弱化，滚刀21滚切破岩效率高，且岩石强度的弱化极大的减小了滚刀的磨损。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：包括刀盘支撑架（1）、滚刀（21）、集束冲击器（4）和切刀（5），所述集束冲击器（4）垂直固定于刀盘支撑架（1）的圆心处，若干个滚刀（21）相隔一定间隙地并列设置并形成滚刀组（2），若干组滚刀组（2）沿着集束冲击器（4）的圆周方向安装于刀盘支撑架（1）上，且每组滚刀组（2）沿着刀盘支撑架（1）的径向方向设置；在每组滚刀组（2）中每个滚刀（21）的两侧均设有切刀（5）；

所述集束冲击器（4）包括安装柱（41）和冲击器（42），安装柱（41）固定于刀盘支撑架（1）上，若干个冲击器（42）固定于安装柱（41）上，且冲击器（42）的冲击钻头沿着刀盘支撑架（1）的轴向方向运动。

2.如权利要求1所述的冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：所述集束冲击器（4）中的安装柱（41）通过法兰与螺栓固定连接在刀盘支撑架（1）上。

3.如权利要求1所述的冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：所述冲击器（42）的冲击钻头的往复运动是通过油缸驱动或者通过电机带减速机驱动。

4.如权利要求1所述的冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：所述刀盘支撑架（1）设有滚刀孔（10），滚刀（21）转动连接在滚刀孔（10）内，在刀盘支撑架（1）上固定若干压盖（3），一个压盖（3）对应将一个滚刀组（2）固定于刀盘支撑架（1）上，滚刀组（2）中的滚刀（21）的刃口穿过压盖（3）并伸于压盖（3）上方。

5.如权利要求4所述的冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：所述滚刀（21）的轴线沿着刀盘支撑架（1）的径向方向设置。

6.如权利要求4所述的冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：所述滚刀（21）上设有转轴（31），在转轴（31）的两端设有轴承（32）；在压盖（3）的下端面上设有若干个上定位槽（36），在刀盘支撑架（1）上且位于滚刀孔（10）的两侧均设有一个下定位槽（16），所述轴承（32）通过上定位槽（36）与下定位槽（16）轴向定位。

7.如权利要求6所述的冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：所述压盖（3）的下端面上设有若干凸筋（35），每个定位槽（36）由两根凸筋（35）组合形成。

8.如权利要求7所述的冲击滚切复合破岩刀具，其特征在于：每个上定位槽（36）中内侧的凸筋（35）上设有上密封槽（38），在刀盘支撑架（1）上且位于上密封槽（38）的下方设有下密封槽（18），在转轴（31）上固定有密封挡圈（39），密封挡圈（39）伸于上密封槽（38）和下密封槽（18）内。