[發明專利]一種輪次破巖豎井全斷面掘進機刀盤

有效

• 申請號: 202111021937.3
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113605914B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 肖京;楊妹;柯威;陽旭;文威;林賚貺
• 申請（專利權）人: 中南大學;中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D9/11
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 叢詩洋

本發明公開了一種輪次破巖豎井全斷面掘進機刀盤，包括刀盤主體、驅動裝置、滑動刀箱、刀具組件、鎖緊裝置，所述驅動裝置安裝在刀盤主體上；所述滑動刀箱設于刀盤主體上并與驅動裝置傳動連接；所述刀具組件包括第一刀具組件及第二刀具組件，所述第一刀具組件固定安裝在刀盤主體上，所述第二刀具組件固定安裝在滑動刀箱內，并通過驅動裝置使滑動刀箱帶動第二刀具組件移動；所述鎖緊裝置設于滑動刀箱內部，用于將滑動刀箱固定鎖緊在刀盤主體的位置。本發明使得巖石在刀具多輪開挖下產生裂紋貫通破碎，減少單次破巖過程中刀具總數量，有效降低設備所需驅動能力，從而有效解決超大直徑豎井開挖功耗大、效率低、成本高的問題。

技術領域

本發明涉及隧道掘進設備技術領域，尤其涉及一種輪次破巖豎井全斷面掘進機刀盤。

背景技術

為滿足人類活動日益增長的空間需求，地下空間開發利用規模和數量不斷增長，近年來，地下停車場、地下儲油庫、地下調蓄池等豎井工程建設需求越來越大，由此促進豎井掘進裝備快速發展。對于一些超大直徑豎井工程建造，由于開挖斷面大，對設備動力配套能力要求更高，造成設備成本高、功耗大等問題。針對上述問題，現有技術的解決方案主要有兩種：一種是采用部分斷面豎井鉆機/掘進機進行多次伸縮與旋轉切削，最終完成整個斷面開挖；另一種是采用全斷面豎井掘進機進行分步開挖，將刀盤分為內環和外環，每一工作步僅伸出內環或外環刀具對巖面進行開挖，通過多步組合完成整個斷面開挖。

然而，部分斷面豎井鉆機/掘進機雖然對動力要求不高，且功耗低、運輸和拆裝方便，但其需要完成多個部分斷面開挖后組合成整個斷面，其開挖效率相比全斷面開挖更低，且成井偏移量較大；而分步開挖式全斷面豎井掘進機結構復雜，分步動作涉及的工序和零部件繁多，制造和裝配難度大，成本較高。

CN110748346B公開了一種全斷面大直徑豎井掘進機及其掘進裝置，該專利提供一種包含中心環和外環的刀盤結構，通過分步開挖降低整體開挖扭矩，但是每一步開挖時僅將中心環或者外環的刀具頂出與掌子面接觸，使得每一步開挖僅有中心環或者外環刀具作用，減少了開挖時刀盤扭矩，但是換步動作和結構復雜，零部件繁多。

發明內容

本發明旨在一定程度上解決上述存在的技術問題，提供一種輪次破巖豎井全斷面掘進機刀盤，使得巖石在刀具多輪開挖下產生裂紋貫通破碎，減少單次破巖過程中刀具總數量，有效降低設備所需驅動能力，從而有效解決超大直徑豎井開挖功耗大、效率低、成本高的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供了一種輪次破巖豎井全斷面掘進機刀盤，包括刀盤主體、驅動裝置、滑動刀箱、刀具組件、鎖緊裝置，所述驅動裝置安裝在刀盤主體上；所述滑動刀箱設于刀盤主體上并與驅動裝置傳動連接；所述刀具組件包括第一刀具組件及第二刀具組件，所述第一刀具組件固定安裝在刀盤主體上，所述第二刀具組件固定安裝在滑動刀箱內，并通過驅動裝置使滑動刀箱帶動第二刀具組件移動；所述鎖緊裝置設于滑動刀箱內部，用于將滑動刀箱固定鎖緊在刀盤主體的位置。

在某些優選實施例中，所述刀盤主體包括中心輻條、主輻條和支撐梁，若干所述主輻條以中心輻條為圓心陣列分布，相鄰兩主輻條之間通過若干所述支撐梁連接。

在某些優選實施例中，所述第一刀具組件與第二刀具組件結構相同，包括滾刀、刀座、刀具鎖緊附件，所述滾刀通過刀具鎖緊附件固定在刀座上，所述第一刀具組件的刀座焊接在中心輻條上，所述第二刀具組件的刀座焊接在滑動刀箱內部。

在某些優選實施例中，所述主輻條內部設有用于活動安裝滑動刀箱的腔體結構，每個所述主輻條內部均安裝有至少一個滑動刀箱，所述滑動刀箱內部等距固定安裝有若干第二刀具組件。

在某些優選實施例中，所述滑動刀箱外部兩側設有滑軌，所述主輻條設有與滑軌相匹配的滑槽，通過驅動裝置使滑動刀箱前后往復移動，使得切削軌跡加密。