[發明專利]一種鉆劈密封刀盤

有效

• 申請號: 202010897827.2
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111963191B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 姜禮杰;楊航;錢豪;文勇亮
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11;E21D20/00;E21D9/10
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 高園

本發明公開了一種鉆劈密封刀盤，解決了現有技術中TBM刀盤對硬巖開挖時掘進效率低的問題。本發明包括刀盤，所述刀盤上設有軸向安裝孔和滾刀，軸向安裝孔內設有錨鉆劈裂裝置和用于封擋軸向安裝孔的開合密封裝置，錨鉆劈裂裝置能伸出開合密封裝置且能沿軸向安裝孔前后運動。本發明通過開合密封裝置有效防止碴石進入安裝孔內，對錨鉆劈裂裝置進行防護，進一步提高施工安全性。錨鉆劈裂裝置很好地將錨鉆、劈裂與刀盤融合，保證打孔和劈裂能夠高效進行，提高輔助破巖效率，且不影響刀盤本來的掘進功能，降低TBM刀盤滾刀磨損，實現高效隧道開挖。

技術領域

本發明涉及掘進機技術領域，特別是指一種鉆劈密封刀盤。

背景技術

巖石隧道掘進機（TBM）是一種集機械、電子、液壓、激光等技術于一體的大型隧道開挖裝備，在山嶺隧道及城市地鐵工程建設中發揮著重要作用。但是，當遇到高強度巖石，如花崗巖、大理石等，TBM掘進效率明顯下降，而且刀具損耗巨大，施工成本增加。而現有的挖掘設備如申請號為CN201410760991.3的一種掘錨鉆一體式硬巖掘進機及申請號為CN201711130728.6的一種復合劈進機可用于硬巖的挖掘，但是與現有TBM融合性差，如何利用錨鉆和劈裂設備來有效提高TBM刀盤的破巖效率和施工安全性，是TBM研究的關鍵技術之一。

發明內容

針對上述背景技術中的不足，本發明提出一種鉆劈密封刀盤，解決了現有技術中TBM刀盤對硬巖開挖時掘進效率低的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種鉆劈密封刀盤，包括刀盤，所述刀盤上設有軸向安裝孔和滾刀，軸向安裝孔內設有錨鉆劈裂裝置和用于封擋軸向安裝孔的開合密封裝置，錨鉆劈裂裝置能伸出開合密封裝置且能沿軸向安裝孔前后運動。

所述開合密封裝置包括擋板和蓋板，所述擋板固定在刀盤上，擋板上設有通孔，通孔與軸向安裝孔相對應；所述蓋板通過滑動機構與擋板相連接且蓋板與通孔相配合。

所述滑動機構包括固定在擋板上的直線電機，直線電機的滑塊Ⅰ上設有連接桿，連接桿與蓋板相連接，蓋板與擋板滑動連接。

所述擋板的背部設有滑動凹槽，通孔位于滑動凹槽內部，蓋板位于滑動凹槽內且與滑動凹槽滑動配合，所述蓋板與滑動凹槽之間設有密封條。

所述錨鉆劈裂裝置包括錨鉆裝置和劈裂裝置，所述刀盤內設有軸向軌道和滑移驅動裝置，錨鉆裝置和劈裂裝置通過滑移驅動裝置與軸向軌道相配合。

所述錨鉆裝置包括鉆機，鉆機通過固定座設置在軸向軌道上，鉆機的輸出端設有鉆桿，鉆桿上設有劈裂裝置，且鉆桿的外端部設有鉆頭。

所述劈裂裝置包括油缸筒，油缸筒固定密封設置在鉆桿上，油缸筒上沿油缸筒徑向設置有伸縮油缸，伸縮油缸的端部設有頂塊，鉆桿上設有回轉接頭，回轉接頭與油缸筒相連接。

所述油缸筒與鉆桿同軸線設置，鉆頭的外徑大于油缸筒的外徑。

所述滑移驅動裝置包括驅動機構和滑移機構，驅動機構設置在刀盤內，錨鉆裝置和劈裂裝置設置在滑移機構上且滑移機構與驅動機構相連接。

所述滑移機構包括固定在軸向軌道上的滑軌，滑軌上設有安裝板，安裝板的底部設有與滑軌相配合的滑塊Ⅱ；所述驅動機構包括驅動電機，驅動電機設置在刀盤內，驅動電機的輸出端設有用于卷繞鋼絲繩的纏繞輪，鋼絲繩的自由端繞過設置在驅動電機一側的張緊輪且與安裝板相連接。

本發明與掘進機配合使用時，通過錨鉆裝置在掌子面上鉆孔，劈裂裝置對鉆孔張裂，先于刀盤對掌子面進行錨鉆和劈裂，進行硬巖鉆破，然后刀盤對鉆破后的掌子面進行開挖，降低開挖刀具的磨損，提高開挖效率。本發明通過開合密封裝置有效防止碴石進入安裝孔內，對錨鉆劈裂裝置進行防護，進一步提高施工安全性。錨鉆劈裂裝置很好地將錨鉆、劈裂與刀盤融合，保證打孔和劈裂能夠高效進行，提高輔助破巖效率，且不影響刀盤本來的掘進功能，降低TBM刀盤滾刀磨損，實現高效隧道開挖。

附圖說明