[發明專利]一種搭載懸切刀破巖的多臂式懸臂掘進機及其施工方法

在審

• 申請號: 201810936793.6
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN108868811A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 李建斌;賀飛;齊志沖;張倩;楊添任;董岳;李坤
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D9/12
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;張彬

本發明公開了一種搭載懸切刀破巖的多臂式懸臂掘進機及其施工方法，解決了現有掘進機對短距離、硬巖、異形隧道難以開挖時的問題。本發明包括主體機構，主體結構下部安裝有反力支撐機構、出渣裝置和行走機構，主體結構前部上下對稱設有兩個回轉臺，兩個回轉臺的前部均設有俯仰油缸，回轉臺上鉸接有至少一個懸臂，懸臂的內部設有轉軸，懸臂均通過轉軸與刀盤連接，懸臂的中部與俯仰油缸鉸接，刀盤上設有懸切刀。本發明采用雙回轉臺上加裝多懸臂、并在刀盤上加裝懸切刀，可使所有的刀盤可同時開挖，擴大了同時破巖工作范圍，提高了開挖效率，適用于開挖短距離隧道、異形斷面和硬巖隧道。

技術領域

本發明涉及掘進機懸臂技術領域，特別是指一種搭載懸切刀破巖的多臂式懸臂掘進機及其施工方法。

背景技術

目前隧道施工中所用懸臂掘進機多用于硬度較低的全巖巷道和半煤巷道，對于硬巖隧道的應用較少。現有的懸臂掘進機為單個懸臂，掘進施工時懸臂開挖結構貼緊掌子面，懸臂左右、上下擺動，從一側到另一側順序切割巖石，開挖效率比較低下。所以需要一種可用于短距離、硬巖、異形隧道開挖的懸臂掘進機。

發明內容

為了解決背景技術中所存在的現有掘進機對短距離、硬巖、異形隧道難以開挖時的問題，本發明提出了一種搭載懸切刀破巖的多臂式懸臂掘進機及其施工方法。

本發明的技術方案是：一種搭載懸切刀破巖的多臂式懸臂掘進機，包括主體機構，主體機構前部上下對稱設有兩個回轉裝置，回轉裝置上活動設有至少一個懸臂，懸臂的前部與刀盤轉動連接，刀盤上設有懸切刀。

所述主體機構下部安裝有反力支撐機構和行走機構，主體機構內部設有出渣系統，出渣系統延伸出主體機構后部。

所述回轉裝置包括回轉臺，回轉臺活動設在主體機構前部，主體機構內部設有驅動回轉臺旋轉的液壓回轉油缸，回轉臺的前部設有俯仰油缸，懸臂鉸接在回轉臺上。

所述回轉臺上設有耳座，懸臂的后部鉸接在耳座上。

所述懸臂前部設有轉軸，懸臂的內部設有驅動轉軸轉動的旋轉電機，懸臂通過轉軸與刀盤轉動連接。

所述懸切刀上部的刀刃延伸出刀盤的邊沿外部，懸切刀的下部通過螺栓固定在刀盤上。

所述的搭載懸切刀破巖的多臂式懸臂掘進機的施工方法，包括如下步驟：S1：啟動行走機構驅動主體機構到達施工現場，反力支撐架抵住地面對主體機構進行固定，對巖層切割點進行定點；

S2：主體機構內的驅動油缸通過齒輪傳動進而帶動回轉臺進行旋轉運動，回轉臺帶動懸臂進行轉動，俯仰油缸驅動懸臂上下運動，調整刀盤的位置，使刀盤邊沿上的上懸切刀的刀刃抵達切割點；

S3：主體機構內的驅動油缸通過齒輪傳動進而帶動回轉臺進行旋轉運動，每個回轉臺帶動對應的懸臂和刀盤同時進行水平轉動，俯仰油缸驅動懸臂進而帶動刀盤進行豎向運動，使得所有的刀盤可以在同一巖石表層內任意移動進行獲得更大的破巖范圍；

S4：主體機構驅動懸臂內的旋轉電機轉動，與旋轉電機的輸出軸連接的轉軸帶動刀盤進行旋轉，刀盤帶動懸切刀進行旋轉；懸切刀的刀刃受到壓力斜向切入巖石，開挖面巖石在懸切刀的刀刃滾壓產生的斜向切應力下產生裂縫進而崩落；

S5：崩落的巖石碎渣通過出渣系統被運送到主體機構后部，當此處巖石表層破巖完畢后，行走機構驅動主體機構繼續前進；

S6：重復S1~S5，直至破巖工程結束。

本發明采用雙回轉臺上加裝多懸臂、并在刀盤上加裝懸切刀的方式，可使所有的刀盤可同時開挖，擴大了同時破巖工作范圍，提高了開挖效率，適用于開挖短距離隧道；回轉臺驅動懸臂在水平面上左右擺動，俯仰油缸驅動懸臂在豎直面上進行上下移動，使刀盤可在掌子面任一點進行破巖工作，可用于開挖異形斷面；開挖時，刀盤上的懸切刀斜向切入巖石，進而通過懸切刀施加的斜向切應力破開巖石，可適用于開挖硬巖隧道。