CN219733394U - 掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掘进机。掘进机包括盾体、刀盘和多个刀具。其中，刀盘可转动地设置在盾体的掘进端。多个刀具设置在刀盘上。且刀具包括弧形片。弧形片的底边与刀盘连接，弧形片的顶边形成用于对土层进行切削的刀刃，弧形片的中部朝刀盘的径向外侧凸出。本实用新型实施例的掘进机将刀具设置为朝径向外侧凸出的弧形片，且弧形片的顶边形成刀刃，这样刀刃在切入冻土层时，切入角更小，因此更容易切入冻土，进而提高对冻土层的切削效率。

Description

掘进机

技术领域

本实用新型涉及一种掘进机。

背景技术

冻土指的是温度低于0℃，并且含冰的各种岩石和土壤。高原冻土层是在隧道施工中面临的一种常见地质。在对高原冻土层的掘进过程中，存在开挖、出渣困难等问题。但是现有的掘进机不能很好地适用于高原冻土层。

实用新型内容

本实用新型提供一种掘进机，以提高针对高原冻土层的掘进效率。

本实用新型提供一种掘进机，包括：

盾体；

刀盘，可转动地设置在盾体的掘进端；

多个刀具，设置在刀盘上，且刀具包括弧形片，弧形片的底边与刀盘连接，弧形片的顶边形成用于对土层进行切削的刀刃，弧形片的中部朝刀盘的径向外侧凸出。

在一些实施例中，刀刃的切入角为30°～50°。

在一些实施例中，顶边的长度小于底边的长度。

在一些实施例中，弧形片还包括用于连接顶边和底边且相对设置的第一侧边和第二侧边，第一侧边为光滑设置的弧线，第二侧边包括阶梯连接的至少两个弧线段。

在一些实施例中，弧形片的顶边的厚度被构造为最小。

在一些实施例中，多个刀具形成至少两个沿刀盘的径向方向延伸的刀具组，每个刀具组包括多个间隔设置的刀具。

在一些实施例中，掘进机还包括刮板输送机和皮带机，刮板输送机设置在盾体的内腔以用于将刀具切削的渣土输送至皮带机。

在一些实施例中，刮板输送机包括外壳、设置于外壳内的输送机以及设置在输送机的输送面上的多个刮板，刮板在输送机的带动下将渣土输送到外侧。

在一些实施例中，刮板输送机还包括设置在外壳的输出端的清渣装置，清渣装置包括转轴和设置在转轴上的多个清渣叶片，清渣叶片可转动地设置以清除粘附在刮板上的渣土。

在一些实施例中，掘进机用于对冻土隧道进行掘进施工。

基于本实用新型提供的技术方案，掘进机包括盾体、刀盘和多个刀具。其中，刀盘可转动地设置在盾体的掘进端。多个刀具设置在刀盘上。且刀具包括弧形片。弧形片的底边与刀盘连接，弧形片的顶边形成用于对土层进行切削的刀刃，弧形片的中部朝刀盘的径向外侧凸出。本实用新型实施例的掘进机将刀具设置为朝径向外侧凸出的弧形片，且弧形片的顶边形成刀刃，这样刀刃在切入冻土层时，切入角更小，因此更容易切入冻土，进而提高对冻土层的切削效率。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的掘进机的立体结构示意图。

图2为图1中的刀具的立体结构示意图。

图3为图1中的刀具的主视结构示意图。

图4为图1中的刀具的俯视结构示意图。

图5为图1中的刀具的左视结构示意图。

图6为图1中刮板输送机和皮带机的结构示意图。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参考图1和图2，本实用新型实施例提供一种掘进机，包括盾体3、刀盘2和多个刀具1。其中，刀盘2可转动地设置在盾体3的掘进端。多个刀具1设置在刀盘2上。且刀具1包括弧形片。弧形片的底边11与刀盘2连接，弧形片的顶边12形成用于对土层进行切削的刀刃，弧形片的中部朝刀盘2的径向外侧凸出。

本实用新型实施例的掘进机将刀具1设置为朝径向外侧凸出的弧形片，且弧形片的顶边12形成刀刃，这样刀刃在切入冻土层时，切入角更小，因此更容易切入冻土，进而提高对冻土层的切削效率。

刀刃的切入角指的是弧形片在刀刃处的切平面与掌子面之间的夹角。本实用新型实施例的掘进机搭载的刀具摈弃了以往全断面掘进机上传统的切刀和滚刀形式，采用全新的犁形刀具，相对于现有切刀，犁形刀具的切入角更小，这样在切入冻土层时所需的切削力更小，更容易切入冻土，刀盘所提供的扭矩更小，适用于针对冻土这种土层进行较高效率的切削。

在一些实施例中，刀刃的切入角为30°～50°。将刀刃的切入角设置为30°～50°，更易切入到冻土层中。

在一些实施例中，顶边12的长度小于底边11的长度。也就是说底边11的长度大于顶边12的长度，这样使得刀具1与刀盘2的连接长度更长，进而提高刀具1连接的稳固性。而且将顶边12设置得较短，更易切入到冻土内。

在一些实施例中，弧形片还包括用于连接顶边和底边且相对设置的第一侧面和第二侧面，第一侧面13包括光滑设置的弧面连接面，第二侧面14包括阶梯连接的至少两个弧面段。

如图2所示，第二侧面14包括从顶边到底边依次设置的第一弧面段、第二弧面段和第三弧面段。其中，第一弧面段、第二弧面段和第三弧面段的曲率和斜度不同，也就是说，第一弧面段、第二弧面段和第三弧面段形成阶梯面。

如图2至图5所示，第一侧面包括弧面连接面和平面段。其中，弧面连接面朝内侧凹入。

在一些实施例中，弧形片的顶边12的厚度被构造为最小。将弧形片的顶边12设置得较薄，以更好地切入到冻土层内。

如图1所示，在一些实施例中，多个刀具1组成至少两个沿刀盘2的径向方向延伸的刀具组。每个刀具组包括多个间隔设置的刀具。如图1所示，多个刀具组呈辐射状设置在刀盘2上。每个刀具组均包括在径向方向上设置得多个刀具1。这样在刀盘2转动时，刀盘2上的多个刀具1会随着刀盘2的转动而转动进而实现对掌子面的切削。

如图1所示，盾体3为圆柱形腔体，其张紧在洞壁上以稳定刀盘2进而防止顶层冻土塌陷。刀盘2设置在盾体3的掘进端，并在驱动机构的驱动下绕刀盘2的轴线转动。刀具1连接在刀盘2上以在刀盘2的带动下同步转动。图1示例性地示出刀盘2为圆形刀盘，在其他附图未示出的实施例中，刀盘也可以是其他非圆形结构，例如方形。

冻土相对于普通土体，土体本身的特点在于自稳性好，有韧性且具备一定强度。开挖下来的冻土还未完全融化，相对于普通土体，间隙大，几乎没有流动性，因此在冻土层开挖时，掘进机属于常压掘进，这种情况下，使用土压平衡盾构机的常规配置的螺旋输送机就不合适，因为此时的土仓没有压力。没有压力，螺旋输送机中，土体就无法充满，带来的影响是：一方面，渣土输送效率低；另一方面，螺旋输送机驱动轴悬臂较长，受力变差，容易发生断轴现象。由上可知，本实施例的掘进机处于常压掘进状态，如果使用螺旋输送机输送，由于土仓的压力没有达到一定的压力，会出现螺旋输送机出渣困难，严重的情况下会导致无法出渣。若长时间无法出渣，则容易造成土仓起拱，发生掘进事故。为了解决以上问题以实现常压下的出渣，本实用新型实施例的掘进机采用刮板输送机进行出渣。与螺旋输送机相比，刮板输送机在常压状态下具有较高的出渣效率。

在一些实施例中，掘进机还包括刮板输送机4和皮带机8。刮板输送机4设置在盾体3的内腔以用于将刀具1切削的渣土输送至皮带机8。多个刀具1在刀盘2的带动下对冻土进行高效切削，切削后的渣土通过刮板输送机4及时地将渣土运送到皮带机8上，高效完成出渣工作。刮板输送机4的主体位于盾体3内部下方，一部分伸出盾体置于土仓内。

如图6所示，在一些实施例中，刮板输送机4包括外壳41、设置于外壳41内的输送机42以及设置在输送机42的输送面上的多个刮板43，刮板43在输送机42的带动下将渣土输送到外侧。输送机42倾斜设置，输送机42的下端靠近刀盘2设置形成为渣土的输入端，输送机42的上端形成为渣土的输出端。渣土在输送机42的输送下向上输送以输出。本实施例的刮板输送机4通过在输送面上设置多个刮板43，这样在输送机42的输送下，多个刮板43跟随输送机的输送面移动，刮板43实现对积土的挖取并随着输送面的转动将渣土运往皮带机8。而且输送机的外侧设置外壳41，外壳41包裹输送机42，可以防止渣土掉落。

在一些实施例中，刮板输送机4还包括设置在外壳41的输出端的清渣装置44，清渣装置44包括转轴和设置在转轴上的多个清渣叶片，清渣叶片可转动地设置。清渣装置44的清渣叶片转动以输送渣土，而且清渣叶片转动也可以清除粘附在刮板43上的渣土，防止渣土堵塞输送机，有效保证出渣的效率和出渣的稳定性。

在一些实施例中，掘进机用于对冻土隧道进行掘进施工。

本实施例的掘进机的工作过程如下：首先驱动刀盘2转动，刀具1在刀盘2的带动下转动以同步对冻土进行切削，冻土掉至土仓内，在刮板输送机4的输送下被传送到皮带机8上。当进行较长时间作业之后，刮板43上可能会有粘连的渣土，影响出渣效率，此时清渣装置44可以对刮板43进行清理，保证出渣工作的稳定。

本实用新型实施例的掘进机利用犁形刀具(刀具1)对冻土进行高效切削，然后通过刮板输送机及时地将渣土运送至皮带机上，不需要对渣土进行改良就可以直接进行出渣工作，因此能够很好的应用于冻土层中的隧道掘进施工，解决冻土层开挖困难，出渣困难等难题。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种掘进机，其特征在于，包括：

盾体(3)；

刀盘(2)，可转动地设置在所述盾体(3)的掘进端；

多个刀具(1)，设置在所述刀盘(2)上，且所述刀具(1)包括弧形片，所述弧形片的底边与所述刀盘(2)连接，所述弧形片的顶边形成用于对土层进行切削的刀刃，所述弧形片的中部朝所述刀盘(2)的径向外侧凸出。

2.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述刀刃的切入角为30°～50°。

3.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述顶边的长度小于所述底边的长度。

4.根据权利要求3所述的掘进机，其特征在于，所述弧形片还包括用于连接所述顶边和所述底边且相对设置的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边为光滑设置的弧线，所述第二侧边包括阶梯连接的至少两个弧线段。

5.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述弧形片的顶边的厚度被构造为最小。

6.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述多个刀具(1)形成至少两个沿所述刀盘(2)的径向方向延伸的刀具组，每个所述刀具组包括多个间隔设置的刀具。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的掘进机，其特征在于，所述掘进机还包括刮板输送机(4)和皮带机(8)，所述刮板输送机(4)设置在所述盾体(3)的内腔以用于将所述刀具(1)切削的渣土输送至所述皮带机(8)。

8.根据权利要求7所述的掘进机，其特征在于，所述刮板输送机(4)包括外壳(41)、设置于所述外壳(41)内的输送机(42)以及设置在所述输送机(42)的输送面上的多个刮板(43)，所述刮板在所述输送机(42)的带动下将渣土输送到外侧。

9.根据权利要求8所述的掘进机，其特征在于，所述刮板输送机(4)还包括设置在所述外壳(41)的输出端的清渣装置(44)，所述清渣装置(44)包括转轴和设置在所述转轴上的多个清渣叶片，所述清渣叶片可转动地设置以清除粘附在所述刮板(43)上的渣土。

10.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述掘进机用于对冻土隧道进行掘进施工。