CN217270189U - 掘进圆形竖井的铣挖头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掘进圆形竖井的铣挖头，其具有筒体，底座、凿刀、平铲，其中筒体包括本体、第一固定部、第二固定部、并且，本体设计成两端直径小，中间直径大的酒桶形，在其外表面上沿着纵断面轮廓设置有多个拆卸部与容纳部；在本体的容纳部内焊接多个底座，并在底座内安装凿刀和平铲，以此来铣挖地面，能够直接开挖大直径的圆形竖井，工作效率高，竖井内壁圆度好，使用寿命长、维护更换容易，并且对地质环境没有破坏。

Description

掘进圆形竖井的铣挖头

技术领域

本实用新型属于掘进机技术领域，具体涉及一种用于竖井掘进机的铣挖头。

背景技术

竖井是人类进入深层地下空间的重要通道，竖井开拓技术是一个国家进行深地资源开采与地下空间开发的关键技术保障。目前，为了缩短工程建设周期及满足通风、物料供应等要求，长距离铁路隧道工程一般采取“长隧短打、多开支洞”的方式进行施工；支洞型式多为斜井，按照10%的坡度计算，平均埋深500m、总长度30km的的隧道所需建设5条以上、单个长度约5km的斜井支洞作为辅助工程，工程量巨大、建设周期长；为能迅速而可靠地进行竖井施工，海瑞克开发了下沉式竖井掘进设备VSM，目前该产品已被市场广泛接受。这种独一无二的机械化沉井设备在地下水以下地层施工时更显其优势。总体而言，本设备可在抗压强度小于80兆帕的稳定软质地层中使用。下沉式竖井掘进设备均由两个主要部件组成：竖井挖掘设备和沉降设备。竖井挖掘机吊装到始发井结构内，由三条机械臂牢固地压附在井壁上。在一条伸缩臂上，安装能旋转的截割头，截割头上安装有截齿。截割头在竖井底部削挖土壤。截割头具有伸缩性，可以执行上转、下转和旋转动作。这样，即可完成整个竖井的挖掘，并完成一定超挖。此举大幅度缩短建设工期、降低工程造价，特别是保障长距离深埋铁路山岭隧道安全快速施工意义重大。但是，目前来看，现在所用的铣挖头在切削后，竖井内壁的圆度上并不理想，后期还需要修补工作，并且凿刀等的更换也只能采用原始的锤击拆卸，施工效率低，劳动强度大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种掘进圆形竖井的铣挖头，能够直接开挖大直径的圆形竖井，工作效率高，竖井内壁圆度好，使用寿命长、维护更换容易，并且对地质环境没有破坏。

本实用新型的目的是这样实现的，一种掘进圆形竖井的铣挖头，包括筒体、底座、凿刀和平铲，筒体包括酒桶状的本体和设于本体内轴向两侧的第一固定部、第二固定部，第一固定部和第二固定部为圆盘状；本体两端具有直径φX1，中部具有直径φX2，且直径φX1＜φX2；

所述本体两侧的口部对称的呈台阶状设置，在本体内部形成由内到外依次排列的第一内表面、第二内表面、第三内表面和第四内表面，其中，第一内表面具有直径φX3；第二内表面具有直径φX4；第三内表面具有直径φX5；第四内表面(18)具有直径φX6，且直径φX3＜直径φX4＜直径φX5＜直径φX6＜直径φX1＜直径φX2；

所述本体外侧表面设有多个安装座，安装座包括凹陷的用于固定底座的容纳部和用于辅助拆卸底座的拆卸部，容纳部和拆卸部相连通；底座通过容纳部固定在本体上；凿刀和平铲通过底座安装固定于在本体表面，且凿刀和平铲在本体表面交错布置。

优选的是：所述φX1尺寸范围在400mm至1400mm之间，φX2尺寸范围在500mm至1500mm之间；本体长400mm至1900mm。

优选的是：所述底座与本体焊接固定，第一固定部和第二固定部分别焊接固定在第二内表面上。

优选的是：多个所述安装座以螺旋状排布于本体表面。

优选的是：多个所述安装座沿4至16条螺旋线排布于本体表面，并且在螺旋线沿本体中分平面两侧排布。

优选的是：所述第一固定部中部加工有第一通孔，第二固定部中部加工有第二通孔。

优选的是：所述第一固定部上设置有第一内螺纹孔组；在第二固定部上设置有第二内螺纹孔组。

优选的是：所述凿刀和平铲沿螺旋线交错布置。

优选的是：同一螺旋线上凿刀的顶点与相邻平铲的上端中点之间的投影距离不小于10mm。

优选的是：同一螺旋线上凿刀的顶点与相邻平铲的上端中点之间的投影距离为30mm至100mm。

本实用新型的掘进圆形竖井的铣挖头，具有酒桶形状的本体，更有利于掘进作业；本体的容纳部内焊接多个底座，并在底座内安装凿刀和平铲，以此来铣挖地面，能够直接开挖大直径的圆形竖井，工作效率高，竖井内壁圆度好，使用寿命长、维护更换容易，并且对地质环境没有破坏。

附图说明

图1是本实用新型的铣挖头筒体的主视图；

图2是图1筒体的A-A全剖视图；

图3也是图1筒体的A-A全剖视图；

图4是本实用新型的铣挖头的主视图；

图5是本实用新型的铣挖头的侧视图；

图6是本实用新型的铣挖头挖掘后形成的竖井的俯视图；

图7是图6的B-B全剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细描述。

如图1至图4所示，一种竖井掘进机用铣挖头，其具有筒体1，底座2、凿刀3、平铲4，筒体包括圆筒状的本体100和设于本体内轴向两侧的第一固定部8、第二固定部9，本体100的外表面101上设置有多个凹陷的拆卸部6与容纳部7，容纳部7和拆卸部6相连通。本体100外表面101上设置的多个拆卸部6与容纳部7按照一定规律的螺旋状排布。容纳部7内放置有对应数量的底座2，并将底座2焊接固定在容纳部7内。在底座2中安装有相应数量的凿刀3与平铲4。底座2按照一定规律的螺旋状排布。此一定规律的螺旋状排布通常设置为4至16条螺旋线布局，凿刀和平铲沿螺旋线交错布置，并且螺旋线在中分平面M两侧排布。底座2使用金属焊接的方式与筒体1固定连接。同一螺旋线上凿刀3的顶点30与平铲4的上端中点40，两者在地面上的投影之间的距离为L1，L1尺寸范围在30mm至100mm之间。凿刀3的顶点30与平铲4的工作部41由耐磨合金元件构成。本体设计成两端直径小，中间直径大的酒桶形，实践中表明，这种表面为弧面的筒体更有利于掘进作业；在其外表面上沿着纵断面轮廓设置有多个凹陷的拆卸部6与容纳部7。

本实施例中，本体100呈酒桶状，本体100内轴向两侧设有第一固定部8、第二固定部9，第一固定部8和第二固定部9为圆盘状；所述底座2与本体100焊接固定，第一固定部8和第二固定部9分别焊接固定在第二内表面16上。本体100两端具有直径φX1，中部具有直径φX2，且直径φX1＜φX2。

如图2图3所示，筒体1有左端面13，右端面14，从左端面13至右端面14有长度L2，尺寸范围在400mm至1900mm。筒体1有中分平面M，直径φX2位于外表面101与中分平面M相交处。即直径φX2是筒体外表面最大直径。直径φX1位于外表面101与左端面13，右端面14相交处。即直径φX1是筒体外表面最小直径。

在图2图3中可见，本体100内部有第一内表面15，第二内表面16，第三内表面17，第四内表面18，并且关于中分平面M两侧对称设置。本体100的第一内表面15具有直径φX3；第二内表面16具有直径φX4；第三内表面17具有直径φX5；第四内表面18具有直径φX6。并且，在同一筒体1上，直径φX3＜直径φX4＜直径φX5＜直径φX6＜直径φX1＜直径φX2。φX1尺寸范围在400mm至1400mm之间，φX2尺寸范围在500mm至1500mm之间；直径φX3尺寸范围在300mm至1300mm之间；直径φX4尺寸范围在310mm至1310mm之间；直径φX5尺寸范围在330mm至1330mm之间；直径φX6尺寸范围在350mm至1350mm之间。

在图4中示出了竖井掘进机用铣挖头的最大工作宽度L，即从最左侧凿刀3的顶点30到最右侧凿刀3的顶点30的距离，其尺寸范围在500mm至2000mm之间。在图2中示出了竖井掘进机用铣挖头的最大工作直径φX，即底座2围绕筒体1的表面一周，底座2中安装的凿刀3的顶点30所形成的直径，其尺寸范围在800mm至1800mm之间。

在图1-3中可以看到，本体100构成圆柱形空筒状，其内部设置有第一固定部8与第二固定部9。在第一固定部8上设置有第一内螺纹孔组10；在第二固定部9上设置有第二内螺纹孔组11。第一固定部8与第二固定部9通过金属焊接的方式与本体100固定连接。此第一固定部8与第二固定部9为圆形盘状，圆心位置分别有第一通孔12和第二通孔5，安装时使用螺栓穿过第一内螺纹孔组10、第二内螺纹孔组11，两侧一起将铣挖头安装固定在竖井掘进机的对应轴承支架上，可以实现铣挖头的自由转动。筒体1有长度L2，尺寸范围在400mm至1900mm之间。筒体1有最大直径φX2，在筒体1的中部，尺寸范围在500mm至1500mm；筒体1有最小直径φX1，在筒体1的两侧，尺寸范围在400mm至1400mm。另外，在图2-3中可以看到筒体1的剖视图中，筒体1呈两头直径小，中间直径大的形状，其表面101由弧线构成，该弧线具有半径R（即酒桶状本体的曲面半径），R尺寸范围在3000mm至9000mm之间，在该弧度或曲率下，筒体有更好的掘进作业表现。

如图4图5所示，竖井掘进机用铣挖头的最大工作直径φX，其在中分平面M上，即以中心轴线A为旋转轴，底座2围绕筒体1的表面一周，底座2中安装的凿刀3的顶部30所环绕形成的直径，其尺寸范围在800mm至1800mm之间。还包括最小工作直径φXX，其分别在两侧平面M1和M2上，即以中心轴线A为旋转轴，底座2围绕筒体1的表面一周，底座2中安装的凿刀3的顶部30所环绕形成的直径，其尺寸范围在700mm至1700mm之间。那么结合图4，图5中的最大工作直径φX和最小工作直径φXX在轴向A方向上的连线，在图4的轴向A上形成切削轨迹线300，圆心O在中分平面M上，其具有半径RD，尺寸范围在4000mm至10000mm之间。

在图4图5中示出了凿刀3的顶点30与平铲4的工作部41与快速转动的铣挖头切碎后的地质材料直接接触，并且按照一定规律排布的螺旋状底座2、凿刀3与平铲4具有导向作用，可以将铣挖头切碎后的细小地质材料均匀地向中央收集起来，有利于将其集中输送到工作区域以外存放。当凿刀3的顶点30与平铲4的工作部41件磨损到无法继续使用时，可以很便利地拆除凿刀3和平铲4，更换新的凿刀3和平铲4并重新固定之。

如图6图7所示，展示了一种由本实用新型的铣挖头挖掘后形成的竖井，具有较好的内壁圆度。本实用新型的铣挖头切削后形成的竖井200的俯视图和全剖视图，可以看到竖井200有圆形入口202，内表面201，深度D和底面203，其中内表面201有直径φD，其数值大小至少大于或等于切削轨迹线300半径RD的2倍。

因此，本实用新型的一种竖井掘进机用铣挖头通过在筒体1上按照一定规律焊接多个底座2，并在底座2内安装凿刀3和平铲4，以此来铣挖地面，能够实现更长的使用寿命，实现更好的磨损特性，以及更简单地更换维护。

需要说明的是，本实施例的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型的实施例。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所做的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，包括筒体（1）、底座（2）、凿刀（3）和平铲（4），筒体（1）包括酒桶状的本体（100）和设于本体（100）内轴向两侧的第一固定部（8）、第二固定部（9），第一固定部（8）和第二固定部（9）为圆盘状；本体（100）两端具有直径φX1，中部具有直径φX2，且直径φX1＜φX2；

所述本体（100）两侧的口部对称的呈台阶状设置，在本体（100）内部形成由内到外依次排列的第一内表面（15）、第二内表面（16）、第三内表面（17）和第四内表面(18)，其中，第一内表面（15）具有直径φX3；第二内表面（16）具有直径φX4；第三内表面（17）具有直径φX5；第四内表面(18)具有直径φX6，且直径φX3＜直径φX4＜直径φX5＜直径φX6＜直径φX1＜直径φX2；

所述本体（100）外侧表面设有多个安装座，安装座包括凹陷的用于固定底座（2）的容纳部（7）和用于辅助拆卸底座（2）的拆卸部（6），容纳部（7）和拆卸部（6）相连通；底座（2）通过容纳部（7）固定在本体（100）上；凿刀（3）和平铲（4）通过底座（2）安装固定于在本体（100）表面，且凿刀（3）和平铲（4）在本体（100）表面交错布置。

2.根据权利要求1所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，所述φX1尺寸范围在400mm至1400mm之间，φX2尺寸范围在500mm至1500mm之间；本体（100）长400mm至1900mm，本体（100）表面为半径3000mm至9000mm的曲面。

3.根据权利要求1所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，所述底座与本体（100）焊接固定，第一固定部（8）和第二固定部（9）分别焊接固定在第二内表面（16）上。

4.根据权利要求1所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，多个所述安装座以螺旋状排布于本体（100）表面。

5.根据权利要求2所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，多个所述安装座沿4至16条螺旋线排布于本体（100）表面，并且在螺旋线沿本体（100）中分平面（M）两侧排布。

6.根据权利要求4所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，所述第一固定部（8）中部加工有第一通孔（12），第二固定部（9）中部加工有第二通孔（5）。

7.根据权利要求5所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，所述第一固定部（8）上设置有第一内螺纹孔组（10）；在第二固定部（9）上设置有第二内螺纹孔组（11）。

8.根据权利要求3所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，所述凿刀（3）和平铲（4）沿螺旋线交错布置。

9.根据权利要求8所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，同一螺旋线上凿刀（3）的顶点（30）与相邻平铲（4）的上端中点（40）之间的投影距离不小于10mm。

10.根据权利要求9所述的掘进圆形竖井的铣挖头，其特征在于，同一螺旋线上凿刀（3）的顶点（30）与相邻平铲（4）的上端中点（40）之间的投影距离为30mm至100mm。

Images