本發(fā)明屬于隧道施工機(jī)械的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于硬巖矩形切削斷面的偏心滾刀平動(dòng)刀盤。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，從安全性、節(jié)能、勞動(dòng)環(huán)境的改善等觀點(diǎn)出發(fā)，在隧道開(kāi)挖領(lǐng)域，機(jī)械化程度快速發(fā)展。在山嶺、地鐵隧道施工中，從安全性、快速施工的必要性和經(jīng)濟(jì)性考慮，硬巖掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用受到了關(guān)注。雖然現(xiàn)在硬巖掘進(jìn)機(jī)的施工業(yè)績(jī)主要集中在引水隧道領(lǐng)域，也多為圓形刀盤盾構(gòu)，但是在公路、鐵路隧道和市政、地鐵隧道的開(kāi)挖中，硬巖掘進(jìn)機(jī)同樣需求巨大，隨著硬巖掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用范圍的逐步拓寬，各種各樣的隧道開(kāi)挖面也對(duì)新型盾構(gòu)提出了異形斷面要求，而適應(yīng)新型截面的異形盾構(gòu)刀盤設(shè)計(jì)又是其重中之重。

偏心多軸機(jī)構(gòu)刀盤以其扭矩較小、切削刀具的磨損量一致等優(yōu)勢(shì)在軟土地層中已有所應(yīng)用，而此機(jī)構(gòu)在異形硬巖盾構(gòu)機(jī)刀盤應(yīng)用上也是極具誘惑的，但針對(duì)硬巖地層，滾刀不是像切削刀那樣的切削型刀具，而是通過(guò)使刀具自身旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沖擊壓碎和剪切碾碎在硬巖上的壓碎型刀具，因此在硬巖盾構(gòu)機(jī)上采用偏心多軸開(kāi)挖機(jī)構(gòu)時(shí)，也存在著諸多問(wèn)題，如所有滾刀刀具的旋轉(zhuǎn)半徑都是相同的，而且都較小，所以滾刀的隨動(dòng)性成為問(wèn)題；此外，受滾刀刀座尺寸的影響，在刀盤上可配置刀具的數(shù)量也受到限制。導(dǎo)致只靠平行連桿運(yùn)動(dòng)無(wú)法開(kāi)挖出規(guī)定刀間距的軌跡，并會(huì)出現(xiàn)開(kāi)挖盲區(qū)。對(duì)此，一種能夠適應(yīng)于異形斷面硬巖掘進(jìn)的新型滾刀刀盤亟需被設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種用于硬巖矩形切削斷面的偏心滾刀平動(dòng)刀盤，解決了現(xiàn)有技術(shù)中偏心多軸滾刀刀盤在硬巖地層應(yīng)用的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種用于硬巖矩形切削斷面的偏心滾刀平動(dòng)刀盤，包括刀盤體、刀具、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，刀盤體通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，所述刀盤體為輻條式矩形刀盤體；刀具又包括正滾刀，其中正滾刀安裝于正滾刀刀座之上，正滾刀刀座與刀座轉(zhuǎn)軸通過(guò)螺栓緊固連接為一體，刀座轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承連接于刀盤體，正滾刀刀座中心與刀座轉(zhuǎn)軸中心偏心。

所述正滾刀刀座在刀具滾轉(zhuǎn)方向兩端配有刮刀；所述刀盤體四周分布有邊滾刀，邊滾刀與前進(jìn)方向成45°夾角向外斜伸。

所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括偏心驅(qū)動(dòng)軸和主驅(qū)動(dòng)，刀盤體通過(guò)軸承由至少3個(gè)偏心驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。

所述正滾刀刀座、刀盤體、偏心驅(qū)動(dòng)軸在軸向方向均設(shè)置有止推軸承；所述每個(gè)偏心驅(qū)動(dòng)軸配合有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

所述刀盤體和主驅(qū)動(dòng)在水平方向和垂直方向上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)偏移機(jī)構(gòu)。

所述驅(qū)動(dòng)偏移機(jī)構(gòu)包括水平導(dǎo)軌、水平油缸、豎直導(dǎo)軌、豎直油缸，其中豎直導(dǎo)軌布置于水平導(dǎo)軌內(nèi)，水平導(dǎo)軌固定于盾體之上，驅(qū)動(dòng)箱體通過(guò)豎直油缸的推拉可在豎直導(dǎo)軌內(nèi)上下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)箱體和豎直導(dǎo)軌一起通過(guò)水平油缸的推拉可在水平導(dǎo)軌內(nèi)左右移動(dòng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有效益處和實(shí)質(zhì)性技術(shù)進(jìn)步有：

本發(fā)明提供了一種用于硬巖矩形切削斷面的偏心滾刀平動(dòng)刀盤，該新型刀盤體由多個(gè)偏心驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)而做平行連桿運(yùn)動(dòng)，使得所有刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡趨于一致，實(shí)現(xiàn)刀具的磨損量不受安裝位置的影響；該新型刀盤的正滾刀具偏心設(shè)置，具有隨刀盤平動(dòng)而自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，此外，刀盤體和主驅(qū)動(dòng)整體可在水平方向和垂直方向上實(shí)現(xiàn)整體滑移，解決了滾刀等壓碎型刀具偏心多軸運(yùn)動(dòng)開(kāi)挖時(shí)存在開(kāi)挖盲區(qū)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了偏心多軸開(kāi)挖機(jī)構(gòu)在隧道硬巖掘進(jìn)機(jī)上的應(yīng)用。

同時(shí)，該輻條式矩形刀盤體為小刀盤形式，亦可通過(guò)多刀盤組合模式開(kāi)挖，使其能夠適應(yīng)不同大小的異形開(kāi)挖面。綜上述，該偏心滾刀平動(dòng)刀盤具有小扭矩、施工安全、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，為現(xiàn)代隧道施工建設(shè)提供了技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明刀盤主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明刀盤左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明刀盤右視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2左視圖。

圖5為本實(shí)施例2主視圖。

其中：1-邊滾刀；2-刀盤體；3-正滾刀刀座；4-正滾刀；5-刮刀；6-止推軸承；7-刀座轉(zhuǎn)軸；8-偏心驅(qū)動(dòng)軸；9-驅(qū)動(dòng)箱體；10-盾體；11-豎直油缸；12-水平導(dǎo)軌；13-豎直導(dǎo)軌；14-主驅(qū)動(dòng)；15-水平油缸。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

如圖1~3所示，本發(fā)明提供了一種用于硬巖矩形切削斷面的偏心滾刀平動(dòng)刀盤，包括刀盤體2、刀具、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，刀盤體2通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，所述刀盤體2為輻條式矩形刀盤體；刀具包括正滾刀4，其中正滾刀4安裝于正滾刀刀座3之上，正滾刀刀座3與刀座轉(zhuǎn)軸7通過(guò)螺栓緊固連接為一體，刀座轉(zhuǎn)軸7通過(guò)軸承連接于刀盤體2，正滾刀刀座3中心與刀座轉(zhuǎn)軸7中心偏心。

所述正滾刀刀座3在刀具滾轉(zhuǎn)方向兩端配有刮刀5；所述刀盤體2四周分布有邊滾刀1，邊滾刀1與前進(jìn)方向成45°夾角向外斜伸。

所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括偏心驅(qū)動(dòng)軸8和主驅(qū)動(dòng)14，刀盤體2通過(guò)軸承由至少3個(gè)偏心驅(qū)動(dòng)軸8驅(qū)動(dòng)。

所述正滾刀刀座3、刀盤體2、偏心驅(qū)動(dòng)軸8在軸向方向均設(shè)置有止推軸承6；所述每個(gè)偏心驅(qū)動(dòng)軸8配合有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

所述刀盤體2和主驅(qū)動(dòng)14在水平方向和垂直方向上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)偏移機(jī)構(gòu)。

所述驅(qū)動(dòng)偏移機(jī)構(gòu)包括水平導(dǎo)軌12、水平油缸15、豎直導(dǎo)軌13、豎直油缸11，其中豎直導(dǎo)軌13布置于水平導(dǎo)軌12內(nèi)，水平導(dǎo)軌12固定于盾體10之上，驅(qū)動(dòng)箱體9通過(guò)豎直油缸11的推拉可在豎直導(dǎo)軌13內(nèi)上下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)箱體9和豎直導(dǎo)軌13一起通過(guò)水平油缸15的推拉可在水平導(dǎo)軌12內(nèi)左右移動(dòng)。

本實(shí)施例工作過(guò)程：工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)變速箱帶動(dòng)偏心驅(qū)動(dòng)軸8同步旋轉(zhuǎn)，偏心驅(qū)動(dòng)軸8再帶動(dòng)刀盤體2做平行連桿運(yùn)動(dòng)，所有刀具在刀盤體2的帶動(dòng)下以偏心驅(qū)動(dòng)軸8偏心量為半徑做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中，正滾刀4、刮刀5隨正滾刀刀座3可繞刀座轉(zhuǎn)軸7自由旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)刀盤體2運(yùn)動(dòng)時(shí)正滾刀4隨轉(zhuǎn)破巖，刮刀5隨即將碎巖刮除，同時(shí)邊滾刀1對(duì)巖石進(jìn)行剪切碾碎，保證開(kāi)挖尺寸。

與此同時(shí)，主驅(qū)動(dòng)14安裝于驅(qū)動(dòng)箱體9內(nèi)，驅(qū)動(dòng)箱體9布置于豎直導(dǎo)軌13內(nèi)，豎直導(dǎo)軌13布置于水平導(dǎo)軌12內(nèi)，水平導(dǎo)軌12固定于盾體10之上。驅(qū)動(dòng)箱體9通過(guò)豎直油缸11的推拉可在豎直導(dǎo)軌13內(nèi)上下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)箱體9和豎直導(dǎo)軌13一起通過(guò)水平油缸15的推拉可在水平導(dǎo)軌12內(nèi)左右移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)刀盤四個(gè)方向的擴(kuò)挖。

實(shí)施例2

如圖4、5所示，為本新型刀盤在矩形頂管上的應(yīng)用，將四組該新型刀盤布置于盾體前端左上、左下、右上、右下位置，并以偏移機(jī)構(gòu)可偏移最大距離作為刀盤間距，同時(shí)保證四組刀盤處于同一豎直平面內(nèi)。每組新型刀盤通過(guò)四組偏心驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)，在主頂油缸的頂推下新型刀盤工作實(shí)現(xiàn)對(duì)異形斷面硬巖隧道的掘進(jìn)。

其它結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。