可变换刀盘式掘进机的切削刀盘

摘要

一种可变换刀盘式掘进机的切削刀盘。属于隧道机械技术领域。由辐条式刀盘、面板式箱体刀盘组以及螺栓组成，辐条式刀盘、面板式箱体刀盘组分别为独立构件，刀盘面板形式以辐条式刀盘时，刀盘面板采用辐条式刀盘；或者刀盘面板形式以面板式时，将面板式箱体刀盘组通过螺栓连接在辐条式刀盘的大箱体座和小箱体座上，即形成面板式刀盘。本发明对于胶结粘性土之类的高粘附性土质，可采用大开口率的刀盘；对于易坍塌性围岩，则可采用较小的开口率。用螺栓连接使刀盘转换更方便，具有一机多用的特点，可降低工程设备造价约10％。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于隧道掘进的切削刀盘，特别是一种遇不同土质条件隧道掘进的辐条式、面板式互换的可变换刀盘式掘进机的切削刀盘。属于隧道机械技术领域。

背景技术

隧道掘进机的刀盘形式按照地质条件和施工控制要求，大致可分为面板式和辐条式刀盘。面板式掘进机的安全性比辐条式高；在遇到大砾石地层时增加滚刀和破砾石刀具的自由程度大，而辐条式由于没有面板，配置刀具时受制约，应付的自由度小；而辐条式的土压管理比面板式容易。刀盘土仓内可防止砂土闭塞，刀盘的切削扭矩小，可适用大范围土质。因此两种形式各有长短。在隧道掘进施工过程中，由于在整个施工掘进轴线中，在不同的区间段可能遇到不同土质情况，以单一的刀盘面板形式有时就无法满足整个施工需要，而以往的掘进机刀盘都是以单一的刀盘形式出现。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利号为：95243673.6，名称为：多刀盘顶管掘进机，申请人为：上海市第二市政工程公司顶管技术研究所，该实用新型专利自述：一种顶管技术领域的多刀盘顶管掘进机，其特征在于整机设置四个带有搅拌棒的刀盘整体，其刀盘伸向土舱，主轴座、减速器、联轴器和电机伸向动力舱内，动力舱壳体上分别相应设置四个纠偏油缸和油泵，整个机体内最底部设置一台螺旋输送机，改善过去的单一圆形切削断面。虽为多刀盘，然而刀盘形式却为单一的，无法适应复杂的土质情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种可变换刀盘式掘进机的切削刀盘，使其能遇不同土质条件时合理运用其不同的刀盘形式，进行隧道掘进施工，能更好地控制土压平衡，保证地面建筑物不受损害。面板式刀盘通过面板来维持开挖面的稳定，适用于粘土、砂、粉砂等土质；辐条式刀盘一般用于开挖面易于稳定的土层，最适用于块石、卵石等土质。

本发明是通过如下的技术方案来实现的，本发明由辐条式刀盘、面板式箱体刀盘组以及螺栓组成，辐条式刀盘、面板式箱体刀盘组分别为独立构件，刀盘面板形式以辐条式刀盘时，刀盘面板采用辐条式刀盘；或者刀盘面板形式以面板式时，将面板式箱体刀盘组通过螺栓连接在辐条式刀盘的大箱体座和小箱体座上，即形成面板式刀盘。刀盘的开口率通过选用不同大小的面板式箱体刀盘组而改变。

辐条式刀盘由盘体外圈、四条呈辐条状的轮辐、环筋、前面板、后面板、中心刀架、大箱体座、小箱体座组成结构件，并与切削刀、先行刀、中心刀、螺栓一起共同组成辐条式刀盘。切削刀用于全断面切削土体。先行刀的高度大于切削刀，布置在切削刀切削轨迹的前面，能有效改善切削刀的受力情况。中心刀用来切削中心区域的土体。盘体外圈与轮辐、轮辐与中心刀架、轮辐与环筋均为焊接连接、前面板、后面板分别与外圈、环筋、中心刀架之间亦均为焊接。盘体外圈内侧以及环筋外侧位置在圆周4个方向均对应预设大箱体座、小箱体座。大箱体座和小箱体座均为锲槽式。大箱体座、小箱体座分别与外圈、环筋焊接连接。

面板式箱体刀盘组由箱体、先行刀、切削刀、螺栓组成，先行刀焊接在箱体上，切削刀通过螺栓连接在箱体的侧面上。

面板式刀盘以辐条式刀盘为基础，通过螺栓将面板式箱体刀盘组固定在辐条式刀盘盘体内的大箱体座和小箱体座上。

大箱体座和小箱体座均为锲槽式。在切削时受力由锲槽受力，螺栓仅为连接使用。利用螺栓拼装有利于辐条式、面板式刀盘的灵活转换。

本发明与单一的刀盘形式相比，可变换式刀盘具有遇不同地质情况可以灵活采用相应的合理的刀盘形式，有利于保持切削面的土压平衡。刀盘的可变换性使刀盘即具有面板式刀盘的优点，也具有辐条式刀盘的优点，可适用于更大范围的地质条件的工程。通过采用不同的面板式箱体刀盘组，可相应地改变刀盘的开口率，有利于更好地控制开挖面的土体平衡。对于胶结粘性土之类的高粘附性土质，可采用大开口率的刀盘；对于易坍塌性围岩，则可采用较小的开口率。用螺栓连接使刀盘转换更方便，具有一机多用的特点，可降低工程设备造价约10％。

附图说明

图1为面板式刀盘结构示意图

图2为面板式刀盘箱体组与辐条式刀盘连接示意图

图3为幅条式刀盘结构示意图

图4为幅条式刀盘侧视示意图

图5为面板式箱体刀盘组结构图

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明由辐条式刀盘1、面板式箱体刀盘组2以及螺栓3组成，辐条式刀盘1、面板式箱体刀盘组2分别为独立构件，刀盘面板形式以辐条式刀盘时，刀盘面板采用辐条式刀盘1；或者刀盘面板形式以面板式时，将面板式箱体刀盘组2通过螺栓3连接在辐条式刀盘的大箱体座11和小箱体座12上，即形成面板式刀盘4。刀盘的开口率通过选用不同大小的面板式箱体刀盘组2而改变。

如图3、图4所示，辐条式刀盘1由盘体外圈5、四条呈辐条状的轮辐6、环筋7、前面板8、后面板9、中心刀架10、大箱体座11、小箱体座12组成，并与切削刀13、先行刀14、中心刀15、螺栓16一起共同组成辐条式刀盘。盘体外圈5与轮辐6、轮辐6与中心刀架10、轮辐6与环筋7均为焊接连接、前面板8、后面板9分别与外圈5、环筋7、中心刀架10之间亦均为焊接。盘体外圈5内侧以及环筋7外侧位置在圆周4个方向均对应预设大箱体座11、小箱体座12。大箱体座11和小箱体座12均为锲槽式。大箱体座11、小箱体座12分别与外圈5、环筋7焊接连接。

如图5所示，面板式箱体刀盘组2由箱体17、先行刀14、切削刀13、螺栓16组成，先行刀14焊接在箱体17上，切削刀通过螺栓16连接在箱体17的侧面上。通过螺栓3将面板式箱体刀盘组2固定在辐条式刀盘盘体内的大箱体座11和小箱体座12上。