CN209494573U - 一种新型扩挖刀箱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种新型扩挖刀箱结构，包括扩挖刀箱，所述的扩挖刀箱包括分块的外刀箱和内刀座，外刀箱与刀盘连接，外刀箱和内刀座连接，内刀座上设有滚刀。本实用新型的优点：在保证滚刀锁紧，及刀座结构强度的前提下，可实现中小直径TBM刀盘在半径方向最大125mm的扩挖；外刀箱和内刀座均是分半式结构，长度尺寸相对较短，占用空间小，分半式内刀座重量轻，可从刀盘内部方便的安装更换；内刀座和外刀箱采用螺栓连接，各安装面紧密贴合，滚刀载荷在刀箱上通过配合面良好的传递。

Description

一种新型扩挖刀箱结构

技术领域

本实用新型涉及隧道设备工程机械，特别是指一种新型扩挖刀箱结构。

背景技术

目前，TBM施工中多要求刀盘具有扩挖功能，以应对围岩的收敛导致的开挖洞径的缩小。常见的刀盘扩挖方式主要有三种：1.增厚卡块尺寸：通过增加边滚刀安装卡块的厚度，使边滚刀伸出，实现开挖洞径的扩大，该种扩挖方式受滚刀安装结构形式限制，最大只能实现半径方向50mm的扩挖；2.预留刀箱：在刀盘上预留1到2个刀箱，需要扩挖时，将预留刀箱安装滚刀，使刀盘开挖轨迹往外延伸，实现刀盘的扩挖。这种方式适用于开挖直径较大，刀盘面板空间富足的大直径TBM刀盘，可实现半径方向100mm至150mm的扩挖； 3.预留液压扩挖刀：扩挖时，液压扩挖刀在油缸推力的作用下伸出，实现刀盘的扩挖，可实现半径方向0-150mm的任意值的扩挖。这种扩挖方式由于需要在刀盘上安装油缸、油管及高压回转接头，结构可靠性差，故障率高，工程中已很少采用这种扩挖方式。针对中小直径TBM，由于刀盘空间紧凑无法预留扩挖刀箱，目前多采用上述第一种方式进行扩挖，最大只能实现半径方向50mm的扩挖。因此，如何解决中小直径TBM刀盘更大尺寸的扩挖，设计一种新型扩挖边滚刀刀箱结构，是TBM施工中亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种新型扩挖刀箱结构，解决了现有中小直径TBM刀盘更大尺寸的扩挖的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种新型扩挖刀箱结构，包括扩挖刀箱，所述的扩挖刀箱包括分块的外刀箱和内刀座，外刀箱与刀盘连接，外刀箱和内刀座连接，内刀座上设有滚刀。

所述的内刀座的底部和侧部均与外刀箱可拆卸连接。

所述的外刀箱和内刀座均两半对称。

所述的内刀座上设有可拆卸的卡块，卡块和楔形块卡住滚刀，楔形块和拉紧块可拆卸的拉紧在一起，楔形块与内刀座贴合，拉紧块与外刀箱贴合。

所述的外刀箱包括底部的凸台和上部的沉槽，内刀座的底部坐落在凸台上，内刀座的外凸台位于沉槽内，外刀箱和内刀座上设有连通的滚刀退刀槽，楔形块和拉紧块分别位于滚刀退刀槽的顶部和底部。

所述的卡块为标准卡块，楔形块为标准楔形块。

所述的卡块为增厚卡块，楔形块为扩挖楔形块。

所述的外刀箱与内刀座可拆卸连接。

所述的外刀箱与内刀座之间设有刀座垫块。

所述的刀座垫块坐落在外刀箱的凸台上，刀座垫块与内刀座的竖向轮廓相同。

本实用新型的优点：在保证滚刀锁紧，及刀座结构强度的前提下，可实现中小直径TBM刀盘在半径方向最大125mm的扩挖；外刀箱和内刀座均是分半式结构，长度尺寸相对较短，占用空间小，分半式内刀座重量轻，可从刀盘内部方便的安装更换；内刀座和外刀箱采用螺栓连接，各安装面紧密贴合，滚刀载荷在刀箱上通过配合面良好的传递。

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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型正常开挖状态滚刀装配主视图。

图2为本实用新型正常开挖状态滚刀装配俯视图。

图3为本实用新型正常开挖状态滚刀装配侧视图。

图4为本实用新型扩挖状态滚刀装配主视图。

图5为本实用新型扩挖状态滚刀装配俯视图。

图6为本实用新型扩挖状态滚刀装配侧视图。

图中：1-刀盘，2-滚刀，3-外刀箱，4-内刀座，5-标准卡块，6-标准楔形块，7-拉紧块，8-螺纹件I，9-螺纹件II，10-螺纹件III，11-螺纹件IV，12-螺母件，14-扩挖楔形块，15-增厚卡块，16-刀座垫块，17-螺纹件V，18-螺纹件VI，19-螺纹件VII。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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一部分实施例，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付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。

如图1、2和3所示，一种新型扩挖刀箱结构，主要由刀盘1、滚刀2、外刀箱3、内刀座4、标准卡块5、标准楔形块6、拉紧块7、螺纹件I8、螺纹件II9、螺纹件III10、螺纹件IV11和螺母件12组成。外刀箱3焊接在刀盘1上，外刀箱3底部设有凸台，上部设有沉槽，沉槽的宽度比内刀座4外凸台的宽度略大0.2mm，内刀座4安装在外刀箱3上，内刀座4可以沿外刀箱3的沉槽上下滑动，内刀座4坐落在外刀箱3的底部凸台上，为内刀座4提供支撑反力，内刀座4通过螺纹件III10和螺栓IV11固定在外刀箱3上。内刀座4从底部加工有两个沉头孔，标准卡块5通过螺纹件II9安装在内刀座4上，滚刀2安装在标准卡块5上，标准楔形块6及拉紧块7分别安装在滚刀退刀槽的顶部及底部，标准楔形块6的楔形安装面分别与内刀座4和滚刀2贴合，拉紧块7的凸台卡在外刀箱3和内刀座4连通的滚刀退刀槽内，通过安装并拧紧螺纹件I8和螺母件12，将滚刀2固定在刀座上。该种刀箱外形尺寸与常规刀箱结构外形尺寸相同，可以按照常规的刀箱结构在刀盘上布置，不会过多占用刀盘空间。

如图4、5和6所示，需要扩挖时，将滚刀2及内刀座4拆下，再将内刀座4上的标准卡块5拆下，通过螺纹件VI18安装增厚卡块15，增厚卡块15的底座厚度相比标准卡块5的底座厚度增加了50mm，可使滚刀2向外伸出50mm。先将刀箱垫块16安装在外刀箱3凸台上，刀箱垫块16截面与内刀座4截面尺寸相同，外侧有凸台，内侧有滚刀退刀槽，两侧加工有通孔，再安装内刀座4，内刀座4下表面坐落在刀箱垫块16上表面，安装螺纹件IV11和螺纹件VII19，将内刀座4和刀箱垫块16固定在外刀箱3上，最后安装滚刀2、扩挖楔形块14、拉紧块7、螺纹件V17和螺母件12，将滚刀2锁紧在刀座上。在保证滚刀2锁紧，及刀座使用强度的前提下，刀箱垫块16的厚度尺寸最大可以达到75mm，最终实现刀盘半径方向125mm的扩挖。

结构特点：

1.刀箱外形尺寸与常规刀箱外形尺寸相同，不会过多占用刀盘空间，可以作为中小直径TBM刀盘的边滚刀刀箱，也可以作为大直径TBM刀盘的预留扩挖刀箱使用。

2.在保证滚刀锁紧及内刀座使用寿命的前提下，可实现刀盘半径方向最大125mm的长距离扩挖。

3.外刀箱为两半对称结构，材质与刀盘材质相同，外刀箱通过焊接固定连接在刀盘上。外刀箱的下部设有凸台结构，上部设有沉槽结构，侧面设有螺纹孔，底面设有通孔。

4.内刀座为两半对称结构，材质为高硬度合金钢，外侧设有凸台，侧面设有两排通孔，是滚刀破岩的主要受力结构。

5.内刀座坐落在外刀箱的底部凸台上，及上部沉槽内，并通过侧面螺纹件IV11和底部螺纹件III10将内刀座与外刀箱固定。

6.内刀座的外侧凸台与外刀箱的上部沉槽为小间隙配合，内刀座可以沿外刀箱沉槽上下滑动。

7.外刀箱和内刀座均是分半式结构，长度尺寸相对较短，占用空间小，内刀箱分半重量轻，安装方便，可从刀盘内部方便的安装更换，如果外刀箱和内刀箱都是一体式结构，外刀箱底部有凸台，内刀箱无法从刀盘背部安装，洞内需要更换时只能从刀盘前面去更换，一体式内刀箱重量大，更换非常不方便，且一体式内外刀箱长度尺寸要大，在刀盘上占用空间大。

8.滚刀破岩时，分半刀箱可以保证内外刀箱底面侧面的紧密贴合，确保滚刀载荷的良好传递，螺栓不承受剪切载荷，内刀座承受来自滚刀的竖直方向的推力、水平方向的切向力和滚刀轴向的侧向力，推力由外刀箱的底部凸台提供反力，切向力由外刀箱沉槽的侧表面提供反力，侧向力由拉紧块和侧面两排螺栓共同提供，结构受力合理，保证外刀箱和内刀座连接的可靠性，避免一体式结构刀箱只能保证底面一个安装面紧密贴合，四周面没有螺栓固定无法保证贴合，螺纹件承受切向力和拉力，而发生断裂的状况。

9.刀座垫块截面与内刀座相同，厚度与外刀箱和内刀座之间的螺纹件IV11的间距相匹配，刀座垫块厚度为间距的整数倍，保证内刀座抬升后，内刀座的通孔与外刀箱的螺纹孔能一一对应。

10.扩挖楔形块的高度尺寸比标准楔形块的高度尺寸要大几公分，以补偿扩挖状态时标准楔形块伸出内刀箱后，内刀箱与标准楔形块配合面的减小。

11.增厚卡块的厚度尺寸减去标准卡块的厚度尺寸，即为垫块抬高的滚刀伸出量，刀座垫块的厚度值即为刀座伸出刀箱抬高的滚刀伸出量，两者之和即为本结构抬高的滚刀伸出量。

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 (10)

1.一种新型扩挖刀箱结构，包括扩挖刀箱，其特征在于：所述的扩挖刀箱包括分块的外刀箱（3）和内刀座（4），外刀箱（3）与刀盘（1）连接，外刀箱（3）和内刀座（4）连接，内刀座（4）上设有滚刀（2）。

2.根据权利要求1所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的内刀座（4）的底部和侧部均与外刀箱（3）可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的外刀箱（3）和内刀座（4）均两半对称。

4.根据权利要求1所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的内刀座（4）上设有可拆卸的卡块，卡块和楔形块卡住滚刀（2），楔形块和拉紧块（7）可拆卸的拉紧在一起，楔形块与内刀座（4）贴合，拉紧块（7）与外刀箱（3）贴合。

5.根据权利要求4所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的外刀箱（3）包括底部的凸台和上部的沉槽，内刀座（4）的底部坐落在凸台上，内刀座（4）的外凸台位于沉槽内，外刀箱（3）和内刀座（4）上设有连通的滚刀退刀槽，楔形块和拉紧块（7）分别位于滚刀退刀槽的顶部和底部。

6.根据权利要求4或5所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的卡块为标准卡块（5），楔形块为标准楔形块（6）。

7.根据权利要求4或5所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的卡块为增厚卡块（15），楔形块为扩挖楔形块（14）。

8.根据权利要求1或4所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的外刀箱（3）与内刀座（4）可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的外刀箱（3）与内刀座（4）之间设有刀座垫块（16）。

10.根据权利要求9所述的新型扩挖刀箱结构，其特征在于：所述的刀座垫块（16）坐落在外刀箱（3）的凸台上，刀座垫块（16）与内刀座（4）的竖向轮廓相同。