[發(fā)明專利]激光全斷面巖石掘進機刀盤設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611152413.7
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106761805B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍軍周;黃曉琦;鮑有能
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11;E21D9/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種掘進機刀盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，將傳統(tǒng)掘進機刀盤輻條上原有滾刀的位置用高壓水槍(3-4)作替換，改變了傳統(tǒng)掘進機刀盤中心部位的結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)掘進機刀盤的中心部位增設(shè)一個用于連接輻條的輻條盤(2)，并在輻條盤(2)的中心設(shè)有激光盤(1)；

掘進機刀盤包括激光盤(1)、輻條盤(2)、輻條(3)和輻條盤座(4)；輻條盤(2)上安裝有輻條(3)；輻條(3)的布置按照等角度布置，使掘進機刀盤徑向的受力平衡，保證隧道挖掘過程中挖掘方向的穩(wěn)定性；激光盤(1)安裝于輻條盤(2)以及輻條盤座(4)的中心，輻條盤(2)與輻條盤座(4)用螺釘連接；

激光盤(1)的厚度等于輻條盤(2)與輻條盤座(4)的厚度之和，即激光盤(1)位于輻條盤(2)的空心圓柱內(nèi)，激光盤(1)與輻條盤座(4)由2個不同的驅(qū)動軸分別驅(qū)動，輻條盤座(4)的驅(qū)動軸為空心軸，其內(nèi)部裝有激光盤(1)的驅(qū)動軸，兩驅(qū)動軸單獨驅(qū)動，使高壓水槍(3-4)與激光發(fā)生器(1-1)的工作時刻錯開；

激光盤(1)的正面安裝有數(shù)個激光發(fā)生器(1-1)，以激光盤(1)的中心為螺旋線中心，激光發(fā)生器(1-1)在激光盤(1)上呈螺旋線分布，從螺旋線的中心向外側(cè)，每兩個激光發(fā)生器(1-1)間的距離逐漸增大；激光發(fā)生器(1-1)與激光盤(1)盤面呈一定的角度布置，使激光發(fā)生器(1-1)所切割的巖石半徑不受激光盤(1)半徑的限制，隨著巖石表面與掘進機刀盤距離的增大，激光發(fā)生器(1-1)所切割的巖石半徑也相應增大；

其中每個激光發(fā)生器(1-1)所切割的巖石半徑r由公式(1)確定：

其中：r為激光發(fā)生器(1-1)所能切割的巖石半徑，r₀為激光發(fā)生器(1-1)到激光盤(1)中心的距離，d為掘進機刀盤與待切割巖石表面間的距離，θ為激光發(fā)生器(1-1)與激光盤(1)的夾角；

在激光盤(1)的背面設(shè)置有激光盤傳輸孔(1-4)，激光盤傳輸孔(1-4)用于激光發(fā)生器(1-1)與外界電源的連接通道；激光盤(1)的背面與其驅(qū)動軸的連接設(shè)有用于定位與聯(lián)接的激光盤螺紋孔(1-2)以及傳遞驅(qū)動力的激光盤傳力槽(1-3)；

高壓水槍(3-4)內(nèi)部設(shè)有儲水箱(3-5)，在輻條(3)的背部開有兩水箱入水孔(3-11)，在水箱正面開有水箱出水孔(3-6)，其個數(shù)與高壓水槍(3-4)數(shù)量相同，高壓水槍(3-4)與水箱出水孔(3-6)間用塑膠軟管連接；輻條前板(3-3)與輻條其他部分的連接利用前板螺釘(3-8)連接；

輻條盤座(4)整體為圓形凸臺，其凸臺中心的空心圓柱尺寸與輻條盤(2)中心的空心圓柱相同，用于安裝激光盤(1)，輻條盤座(4)中的圓形凸臺與輻條盤(2)進行連接，輻條盤座(4)底部與驅(qū)動軸聯(lián)接，在輻條盤座(4)底部設(shè)置有圍繞圓心等角度分布的輻條盤座固定孔(4-1)，用于連接掘進機的動力裝置，輻條盤座固定孔(4-1)的數(shù)量依據(jù)實際工況確定；在輻條盤座(4)的盤底開有輻條盤座傳力槽(4-2)，用于與驅(qū)動軸相連，傳遞驅(qū)動力矩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于，所述的輻條數(shù)為4、6或8，輻條盤(2)的邊緣輪廓依據(jù)輻條個數(shù)而定，當取4根輻條時，輻條盤(2)為四邊形；當取6根輻條時，輻條盤(2)為六邊形；當取8根輻條時，則輻條盤(2)為八邊形；便于輻條(3)的焊接安裝，輻條盤(2)的中心為空心圓柱，用于安裝激光盤(1)，輻條盤(2)的后座設(shè)有輻條盤螺紋孔(4-3)用于與輻條盤座(4)聯(lián)接，輻條盤螺紋孔(4-3)的位置處于外緣多邊形的棱角處。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)計方法，其特征在于，在掘進機刀盤邊緣裝有無角度的滾刀(3-1)。