CN216665620U - 一种隧道机械臂带刀开挖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隧道机械臂带刀开挖装置，该装置包括刀头本体和与挖掘机的机械臂相连的快速转换接头本体。所述快速转换接头本体的一侧设有弹力卡槽，另一侧设有固定卡槽；所述刀头本体包括刀身、刀尖和刀柄；所述刀身上设有吊环；所述刀柄的一端分别与所述弹力卡槽、所述固定卡槽相连，另一端与所述刀身相连，该刀身的末端与所述刀尖相连。本实用新型结构简单，效率高、成本低、安全性好，特别适用于松散砂砾层、粉质土、断层破碎带软岩段的隧道开挖施工。

Description

一种隧道机械臂带刀开挖装置

技术领域

本实用新型涉及隧道开挖技术领域，尤其涉及一种隧道机械臂带刀开挖装置。

背景技术

普通的钻爆法在遇到断层破碎带段原岩结构已破坏地质条件下弊端凸显，爆破施工时当药量稍有增加会造成施工临空面超挖较大破坏围岩的稳定造成工作面坍塌和片帮，且爆破后产生的粉尘等有害气体影响职工的身心健康，相应的成本增加，当药量较少时可能无法将作业面爆破出来，再次进行钻眼补爆时浪费时间，增加成本。

因此，如何实现当遇到断层破碎带软岩时能够安全、环保、经济、高效的开挖就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种效率高、成本低、安全性好的隧道机械臂带刀开挖装置。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：该装置包括刀头本体和与挖掘机的机械臂相连的快速转换接头本体；所述快速转换接头本体的一侧设有弹力卡槽，另一侧设有固定卡槽；所述刀头本体包括刀身、刀尖和刀柄；所述刀身上设有吊环；所述刀柄的一端分别与所述弹力卡槽、所述固定卡槽相连，另一端与所述刀身相连，该刀身的末端与所述刀尖相连。

所述机械臂中的挖掘机小臂、挖掘机液压杆链接端头分别通过固定插销键系统与所述快速转换接头本体相连。

所述固定插销键系统为φ8@50cm的钢柱体，一端带顶帽，另一端带插销孔。

所述弹力卡槽为φ8@50cm的半圆型的带有弹簧的装置，其伸缩范围为5~10cm。

所述固定卡槽为φ8@50cm的半圆型固定装置。

所述刀柄通过一对对称安装在链接键座上的固定间距链接键分别与所述弹力卡槽、所述固定卡槽相连；所述链接键座与所述刀身相连。

所述固定间距链接键为φ8@50cm的钢柱体。

所述吊环设置在靠近所述刀柄处。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型中机械臂灵活性较强，可根据不同的位置转换刀头本体的方向，在较为狭小的作业空间中，实现了刀头本体与挖斗之间的快速便捷切换，提高了作业效率。

2、实现了控制性开挖，经济效益显著：

本实用新型采用带刀开挖时对围岩的扰动做到了最小化，且开挖后超挖较小并无欠挖，减少了材料用量以及炸药和雷管的使用量，降低了成本。

3、人员投入减少，安全性提高：

本实用新型采用机械开挖，整个过程可减少人员数量，保证了人员的安全，且机械开挖不会产生有毒气体，更大程度上减少了对环境的破坏，也减少了对作业职工的健康损害。

4、本实用新型结构简单，易于实施，特别适用于松散砂砾层、粉质土、断层破碎带软岩段的隧道开挖施工。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型中快速转换接头示意图。

图2为本实用新型中刀头示意图。

图中：1—弹力卡槽；2—固定卡槽；3—固定插销键系统；4—机械臂；5—固定间距链接键；6—刀身；7—刀尖；8—链接键座；9—吊环。

具体实施方式

如图1~2所示，一种隧道机械臂带刀开挖装置，该装置包括刀头本体和与挖掘机的机械臂4相连的快速转换接头本体。

快速转换接头本体的一侧设有弹力卡槽1，另一侧设有固定卡槽2；刀头本体包括刀身6、刀尖7和刀柄；刀身6上设有吊环9；刀柄的一端分别与弹力卡槽1、固定卡槽2相连，另一端与刀身6相连，该刀身6的末端与刀尖7相连。

其中：机械臂4中的挖掘机小臂41、挖掘机液压杆链接端头42分别通过固定插销键系统3与快速转换接头本体相连。固定插销键系统3为φ8@50cm的钢柱体，一端带顶帽，另一端带插销孔，其作用是将快速转换接头本体固定在挖掘机端头。

弹力卡槽1为φ8@50cm的半圆型的带有弹簧的装置，其伸缩范围为5~10cm，固定卡槽2为φ8@50cm的半圆型固定装置。二者的作用是链接固定间距链接键5。

刀柄通过一对对称安装在链接键座8上的固定间距链接键5分别与弹力卡槽1、固定卡槽2相连；链接键座8与刀身6相连。固定间距链接键5为φ8@50cm的钢柱体，目的是将刀头本体固定在固定间距链接键5上，便于链接快速转换接头本体。

吊环9设置在靠近刀柄处，用于吊动刀头本体。

刀尖7为刀头本体所设置的破碎装置。

快速转换接头本体通过固定插销键系统3与挖掘机小臂41、挖掘机液压杆链接端头42铰接，通过固定卡槽2与弹力卡槽1协调工作实现刀头与挖斗的快捷转换。

固定间距链接键5可实现刀头本体的正向与反向链接，通过挖掘机小臂41液压控制杆操作刀头完成作业。

使用时，通过控制挖掘机的机械臂4和液压系统，检查固定插销键系统3与快速转换接头本体的固定卡槽2与弹力卡槽1的连接，同时检查快速转换接头本体的固定插销键系统3与挖掘机小臂41、挖掘机液压杆链接端头42铰接；待试运行10min后行进行正式开挖作业。

将刀头本体正向安装，在刀头本体的反向安装刀头钢拱架，使钢拱架内缘与刀身6相重合，液压控制系统暂停操作，沿钢拱架内缘匀速转动挖掘机小臂41，清除上一循环掌子面回弹的喷锚料。通过刀尖7沿掌子面范围内划线形式运动，清除松动的浮石，通过目测无浮石，且新鲜岩面全面裸露，表明掌子面清理完毕。

首先，正向安装刀头本体，严格控制松动范围，松动范围控制在上榀拱架内缘20cm~25cm范围，沿钢拱架边缘转动刀头本体，使在主开挖范围在开挖之前沿开挖轮廓线先挖出一条具有一定宽度的贯穿裂缝。其次，从拱顶位置开始，从中心线到左侧、从中心线到右侧进行逐层交替开挖，每层控制厚度在20~30cm范围。然后，刀头转动弧度控制在与隧道中心线夹角控制在30°~45°范围；最后，以靠近掌子面最近的一榀拱架内缘为参照物，对隧道轮廓进行修整。循环以上步骤，直至进尺达架立钢拱架的要求。

掌子面拱顶至拱腰范围内，挖掘机大小臂完全伸展，开挖速度控制在慢速范围内，通过机械移动完成开挖；掌子面拱腰至拱脚，通过大臂与小臂的伸展收缩，实现快速开挖。最终以上两个步骤实现完成带刀开挖。

Claims (8)

1.一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：该装置包括刀头本体和与挖掘机的机械臂（4）相连的快速转换接头本体；所述快速转换接头本体的一侧设有弹力卡槽（1），另一侧设有固定卡槽（2）；所述刀头本体包括刀身（6）、刀尖（7）和刀柄；所述刀身（6）上设有吊环（9）；所述刀柄的一端分别与所述弹力卡槽（1）、所述固定卡槽（2）相连，另一端与所述刀身（6）相连，该刀身（6）的末端与所述刀尖（7）相连。

2.如权利要求1所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：所述机械臂（4）中的挖掘机小臂（41）、挖掘机液压杆链接端头（42）分别通过固定插销键系统（3）与所述快速转换接头本体相连。

3.如权利要求2所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：所述固定插销键系统（3）为φ8@50cm的钢柱体，一端带顶帽，另一端带插销孔。

4.如权利要求1所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：所述弹力卡槽（1）为φ8@50cm的半圆型的带有弹簧的装置，其伸缩范围为5~10cm。

5.如权利要求1所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：所述固定卡槽（2）为φ8@50cm的半圆型固定装置。

6.如权利要求1所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：所述刀柄通过一对对称安装在链接键座（8）上的固定间距链接键（5）分别与所述弹力卡槽（1）、所述固定卡槽（2）相连；所述链接键座（8）与所述刀身（6）相连。

7.如权利要求6所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：所述固定间距链接键（5）为φ8@50cm的钢柱体。

8.如权利要求1所述的一种隧道机械臂带刀开挖装置，其特征在于：所述吊环（9）设置在靠近所述刀柄处。

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