用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及盾構(gòu)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤。
【背景技術(shù)】
[0002]目前圓形盾構(gòu)機(jī)使用的切削刀盤為單一的主刀盤全斷面切削形式，如圖1和圖2所示，切削刀盤I整體呈圓盤形，通過(guò)后端主軸9固定在后部的胸板6上，帽檐5位于刀盤I的后部，帽檐5、刀盤I和胸板6共同組成了渣土倉(cāng)10。切削刀盤I由若干塊面板15通過(guò)焊接而成，面板15之間通過(guò)加強(qiáng)筋板16連接，面板15之間的空隙形成了切削刀盤I的進(jìn)土開(kāi)口 13，切削刀12和泡沫注口 14設(shè)置在刀盤的面板15上，而超挖刀11設(shè)置在面板15的側(cè)面。
[0003]在單一主刀盤應(yīng)用于大直徑的圓形盾構(gòu)機(jī)上時(shí)，例如直徑大于1m的圓形盾構(gòu)機(jī)，存在諸多不便之處。首先，單一刀盤所需的扭矩非常大。眾所周知，圓形盾構(gòu)機(jī)切削刀盤所需要的切削力矩與刀盤直徑的三次方成正比，隨著刀盤直徑的增加，所需的驅(qū)動(dòng)力矩呈指數(shù)級(jí)上升，對(duì)切削刀盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的壓力。其次，單一大直徑切削刀盤的運(yùn)輸和吊裝都存在巨大的問(wèn)題。由于大直徑切削刀盤無(wú)法直接整體運(yùn)輸，因此每次進(jìn)行運(yùn)輸和安裝前，都需要進(jìn)行切割和焊接作業(yè)，多次焊接和切割作業(yè)對(duì)刀盤的強(qiáng)度和精度產(chǎn)生明顯的不利影響，嚴(yán)重降低刀盤的使用壽命。最后，單一大直徑的切削刀盤的重復(fù)利用率低，經(jīng)濟(jì)效益差。單一大直徑切削刀盤的切削直徑為固定值，只適合某一固定尺寸，當(dāng)隧道的直徑變化時(shí)，原有的大直徑切削刀盤無(wú)法滿足新的施工要求，只能修改或閑置，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于大直徑圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤，所需的切削力矩降低，便于運(yùn)輸，且能適用于不同直徑的盾構(gòu)機(jī)，提高設(shè)備利用率。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤，包括:主刀盤、多個(gè)內(nèi)層小刀盤、多個(gè)外層小刀盤、帽檐和胸板，所述主刀盤、內(nèi)層小刀盤及外層小刀盤分別通過(guò)主刀盤軸、內(nèi)層小刀盤軸及外層小刀盤軸固定在胸板上，所述主刀盤位于組合式刀盤的中心部位，所述內(nèi)層小刀盤與外層小刀盤沿主刀盤圓周呈環(huán)向排列，并且所述內(nèi)層小刀盤與外層小刀盤間隔排列，所述外層小刀盤、內(nèi)層小刀盤及主刀盤分別位于第一切削平面、第二切削平面及第三切削平面，所述帽檐固定在所述胸板外側(cè)一圈，所述帽檐前端所處的平面與主刀盤的第三切削平面在同一平面。
[0006]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述第一切削平面位于盾構(gòu)機(jī)頭部的最前方，所述第二切削平面位于第一切削平面的后方，所述第三切削平面位于第二切削平面的后方。
[0007]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述外層小刀盤后端面到所述內(nèi)層小刀盤前端面的距離等于所述內(nèi)層小刀盤后端面到所述主刀盤前端面的距離。
[0008]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述外層小刀盤后端面到所述內(nèi)層小刀盤前端面的距離遠(yuǎn)小于所述主刀盤后端面到所述胸板面的距離。
[0009]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，第一切削平面、第二切削平面和第三切削平面互相平行。
[0010]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述內(nèi)層小刀盤、外層小刀盤及主刀盤均為圓形面板式結(jié)構(gòu)，每個(gè)刀盤由多塊面板通過(guò)加強(qiáng)筋板連接而成，每個(gè)刀盤上面板之間的空隙為進(jìn)土口。
[0011]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，在所述面板上設(shè)置有切削刀，所述切削刀位于所述面板外側(cè)端面。
[0012]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，在所述面板上設(shè)置有泡沫注口。
[0013]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，在所述主刀盤和內(nèi)層小刀盤的后端面上設(shè)有多個(gè)攪拌棒。
[0014]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，在所述內(nèi)層小刀盤及外層小刀盤的側(cè)面設(shè)有可沿徑向伸出的超挖刀。
[0015]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，小刀盤的超挖刀有兩把，一把正常使用，一把備用。
[0016]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，超挖刀的伸出量可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0017]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所有小刀盤的正常切削區(qū)域與圓形盾構(gòu)機(jī)的外輪廓線保持內(nèi)切。
[0018]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，任一刀盤的切削區(qū)域與周圍相鄰刀盤的切削區(qū)域存在重疊部分。
[0019]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所有小刀盤的外形尺寸和結(jié)構(gòu)均相同。
[0020]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述內(nèi)層小刀盤和外層小刀盤的總數(shù)為偶數(shù)個(gè)。
[0021]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述帽檐、胸板、主刀盤的后端面和小刀盤的后端面共同組成了組合式刀盤的渣土倉(cāng)。
[0022]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，通過(guò)打開(kāi)多個(gè)小刀盤的超挖刀，實(shí)現(xiàn)組合式切削刀盤的仿形刀功能。
[0023]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，超挖刀處于打開(kāi)狀態(tài)的小刀盤為相鄰的若干個(gè)小刀盤。
[0024]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，相鄰的小刀盤包括與任一小刀盤相鄰的外層小刀盤或內(nèi)層小刀盤。
[0025]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，組合式刀盤的開(kāi)口由切削盲區(qū)、主刀盤上的開(kāi)口和小刀盤上的開(kāi)口組成。
[0026]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，通過(guò)調(diào)整切削盲區(qū)的大小對(duì)組合式刀盤的開(kāi)口率進(jìn)行微調(diào)。
[0027]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，在所述胸板上設(shè)置多個(gè)劈刀，所述劈刀數(shù)量對(duì)應(yīng)于整個(gè)組合式刀盤的切削盲區(qū)分塊數(shù)，所述劈刀的位置對(duì)應(yīng)于整個(gè)組合式刀盤的切削盲區(qū)處。
[0028]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述劈刀為棱錐型結(jié)構(gòu)，底座固定在所述胸板上，尖端指向盾構(gòu)推進(jìn)方向。
[0029]進(jìn)一步的，在所述的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤中，所述劈刀的高度不超出第三切削平面。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:通過(guò)主刀盤和多個(gè)小刀盤的組合形成切削面積更大的圓形刀盤，由于單個(gè)刀盤的切削直徑減小，能夠使所需的切削力矩大大減少，刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作難度明顯降低;在應(yīng)用中無(wú)需進(jìn)行切割和焊接刀盤，直接將主刀盤和多個(gè)小刀盤安裝完成后即可使用，通過(guò)調(diào)整小刀盤的位置、數(shù)量和切削直徑，能夠適用于不同直徑的圓形盾構(gòu)機(jī)，提高了設(shè)備利用率，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中切削刀盤的主視圖；
[0032]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中切削刀盤的側(cè)視圖；
[0033]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中組合式切削刀盤的主視圖；
[0034]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中組合式切削刀盤的側(cè)視圖；
[0035]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中內(nèi)層小刀盤的主視圖；
[0036]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中外層小刀盤的主視圖；
[0037]圖7為本發(fā)明一實(shí)施例中組合式刀盤的仿形功能示意圖。
[0038]1.主刀盤;2.內(nèi)層小刀盤;3.外層小刀盤;4.切削盲區(qū)；5帽檐;6胸板;7內(nèi)層小刀盤軸;8.外層小刀盤軸;9.大刀盤軸；10.渣土倉(cāng)；11.超挖刀；12.切削刀；13.刀盤開(kāi)口； 14.泡沫注口； 15.面板；16.加強(qiáng)筋板；17.超挖狀態(tài)的外層小刀盤；18.超挖區(qū)的切削盲區(qū)；19.超挖區(qū)；20.超挖狀態(tài)的內(nèi)層小刀盤。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0040]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0041]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0042]請(qǐng)參考圖3和圖4，在本實(shí)施例中，提出了一種用于大截面圓形盾構(gòu)機(jī)的組合式切削刀盤，包括:主刀盤1、多個(gè)內(nèi)層小刀盤2、多個(gè)外層小刀盤3、帽檐5和胸板6，所述主刀盤1、內(nèi)層小刀盤2及外層小刀盤3分別通過(guò)主刀盤軸9、內(nèi)層小刀盤軸7及外層小刀盤軸8固定在胸板6上，所述主刀盤I位于組合式刀盤的中心部位，所述內(nèi)層小刀盤2與外層小刀盤3沿主刀盤I圓周呈環(huán)向排列，并且所述內(nèi)層小刀盤2與外層小刀盤3間隔排列，所述外層小刀盤2、內(nèi)層小刀盤3及主刀盤I分別位于第一切削平面、第二切削平面及第三切削平面，所述帽檐5固定在所述胸板6外側(cè)一圈，所述帽檐5前端所處的平面與主刀盤I的第三切削平面在同一平面。
[0043]所述內(nèi)層小刀盤2、外層小刀盤3及主刀盤I均為圓形面板式結(jié)構(gòu)，每個(gè)刀盤由多塊面板15通過(guò)加強(qiáng)筋板16連接而成，各個(gè)面板15之間的空隙形成了每個(gè)刀盤的進(jìn)土開(kāi)口 13。在主刀盤1、內(nèi)層小刀盤2和外層小刀盤3的面板前端面上設(shè)置有切削刀12和泡沫注口 14，如圖5和圖6所示。此外，為了使得刀盤具備對(duì)渣土的攪拌功能，在主刀盤I和內(nèi)層小刀盤2的后端面(