[發(fā)明專(zhuān)利]一種旋轉(zhuǎn)-沖擊作用下實(shí)現(xiàn)硬巖類(lèi)矩形高效盾構(gòu)的刀盤(pán)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111056072.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113914879B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔新霞;李強(qiáng);江紅祥;李洪盛;于浩;崔玉明;張德義;楊斯冕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/087
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/087;E21D9/08;E21D9/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 馬嚴(yán)龍

本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)?沖擊作用下實(shí)現(xiàn)硬巖類(lèi)矩形高效盾構(gòu)的刀盤(pán)，包括安裝有兩個(gè)花瓣形刀架的前盾體，花瓣形刀架上安裝有滾刀、刮刀，用以實(shí)現(xiàn)斷面大面積旋轉(zhuǎn)截割，沖擊裝置沖擊破碎花瓣形刀架旋轉(zhuǎn)截割的切削盲區(qū)，形成滾刀、刮刀、沖擊等多種破巖刀具及破巖機(jī)理同時(shí)作用于硬巖上，實(shí)現(xiàn)硬巖巷道類(lèi)矩形斷面完全截割、同步高效成型，節(jié)省了巷道空間，提高了地下空間利用率，提高了硬巖巷道掘進(jìn)成型的效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)-沖擊作用下實(shí)現(xiàn)硬巖類(lèi)矩形高效盾構(gòu)的刀盤(pán)領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)-沖擊作用下實(shí)現(xiàn)硬巖類(lèi)矩形高效盾構(gòu)的刀盤(pán)。

背景技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)是一種集挖掘、支護(hù)襯砌、推進(jìn)等多種作業(yè)于一體的大型暗挖隧道施工機(jī)械，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代交通運(yùn)輸、地下工程、水利工程及市政建設(shè)等。常用的盾構(gòu)機(jī)斷面為圓形，其襯砌結(jié)構(gòu)受力均勻、內(nèi)力較小，但在建筑物密集的城市核心區(qū)，圓形盾構(gòu)占用空間較大，空間利用率低。現(xiàn)有雙圓形盾構(gòu)雖能提高空間利用率，但雙圓形盾構(gòu)時(shí)頂部背土嚴(yán)重、沉降控制能力差；現(xiàn)有矩形盾構(gòu)雖能滿(mǎn)足空間最小化要求，但矩形盾構(gòu)斷面受力易變形且管片拼裝困難。類(lèi)矩形盾構(gòu)是一種較新的隧道挖掘盾構(gòu)，既克服了圓形盾構(gòu)斷面空間利用率低的缺點(diǎn)，又避免了雙圓盾構(gòu)機(jī)頂部背土嚴(yán)重，還解決了矩形盾構(gòu)面臨的隧道結(jié)構(gòu)受力變形、矩形管片拼裝等難點(diǎn)。

現(xiàn)有最常見(jiàn)的類(lèi)矩形盾構(gòu)刀盤(pán)為多小刀盤(pán)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)類(lèi)矩形盾構(gòu)或者兩X形大刀盤(pán)+上下各一個(gè)偏心刀盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。多小刀盤(pán)組合類(lèi)矩形盾構(gòu)刀盤(pán)存在刀盤(pán)數(shù)量多，控制難度大，多刀盤(pán)同步運(yùn)行困難，每個(gè)刀盤(pán)太小無(wú)法切割硬巖，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全類(lèi)矩形盾構(gòu)，總有部分區(qū)域截割不到等問(wèn)題；兩X形大刀盤(pán)+上下各一個(gè)偏心刀盤(pán)實(shí)現(xiàn)類(lèi)矩形盾構(gòu)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全斷面不能同時(shí)成型，由X形大刀盤(pán)在第一個(gè)工作面對(duì)開(kāi)挖面主要部分進(jìn)行挖掘，然后再利用偏心刀盤(pán)對(duì)兩X形大刀盤(pán)所切削斷面的間隙進(jìn)行第二個(gè)工作面切削，兩個(gè)工作面不是同步而是先后進(jìn)行截割，效率低。

因此急需一種能解決上述問(wèn)題，控制方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能完全實(shí)現(xiàn)斷面類(lèi)矩形截割，且全斷面同步成型的類(lèi)矩形盾構(gòu)的刀盤(pán)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)-沖擊作用下實(shí)現(xiàn)硬巖類(lèi)矩形高效盾構(gòu)的刀盤(pán)，其原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)可靠，能實(shí)現(xiàn)類(lèi)矩形斷面完全截割，且全斷面是同步高效成型的，無(wú)需將全斷面分成第一工作面和第二個(gè)工作面分步先后切削，提高了工作效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)-沖擊作用下實(shí)現(xiàn)硬巖類(lèi)矩形高效盾構(gòu)的刀盤(pán)，包括作為刀盤(pán)框架的前盾體，所述前盾體前端面的中部設(shè)有兩個(gè)橫向布置的花瓣形刀架和用于控制花瓣形刀架轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)；

所述花瓣形刀架前端面的中部設(shè)有液壓滑環(huán)，所述液壓滑環(huán)的軸心與花瓣形刀架旋轉(zhuǎn)的軸心相重合，使其能夠在360度旋轉(zhuǎn)的同時(shí)傳輸多路液體、電、信號(hào)介質(zhì)；

所述液壓滑環(huán)的外圍還設(shè)有若干呈環(huán)形陣列均布的滾刀，所述滾刀固定在花瓣形刀架前端面并且相鄰兩個(gè)滾刀之間相互垂直布置；

所述花瓣形刀架包括若干個(gè)固結(jié)在一起的“θ”型花瓣，所述“θ”型花瓣兩側(cè)的上邊緣處設(shè)有若干刮刀，相鄰兩個(gè)所述刮刀之間的距離不小于刮刀的寬度；

所述“θ”型花瓣的中部設(shè)有連接橫梁；所述花瓣形刀架上其中一個(gè)“θ”型花瓣的外端設(shè)有開(kāi)口并且在開(kāi)口位置的底部設(shè)置有短橫梁；

所述花瓣形刀架的短橫梁上設(shè)有沖擊裝置；所述沖擊裝置用于對(duì)花瓣形刀架旋轉(zhuǎn)切削不到的剩余部分沖擊破巖，且旋轉(zhuǎn)切削和沖擊破巖在同一個(gè)工作面完成；

所述前盾體上還設(shè)有前后貫穿的切削運(yùn)出口，所述切削運(yùn)出口設(shè)在花瓣形刀架的下方。

優(yōu)選地，所述花瓣形刀架前端面設(shè)置滾刀的區(qū)域高出其環(huán)向邊緣180mm，所述“θ”型花瓣從中間以弧線(xiàn)型向邊緣展開(kāi)，中間處最厚，往邊緣成弧線(xiàn)型慢慢變薄，使整個(gè)花瓣形刀架成“穹頂形”。