一种旋转-冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113914879A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111056072.4(22)申请日2021.09.09(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市铜山区大学路1号(72)发明人崔新霞李强江红祥李洪盛于浩崔玉明张德义杨斯冕(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人马严龙(51)Int.Cl.E21D9/087(2006.01)E21D9/08(2006.01)E21D9/10(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种旋转-冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘(57)摘要本发明公开了一种旋转‑冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘，包括安装有两个花瓣形刀架的前盾体，花瓣形刀架上安装有滚刀、刮刀，用以实现断面大面积旋转截割，冲击装置冲击破碎花瓣形刀架旋转截割的切削盲区，形成滚刀、刮刀、冲击等多种破岩刀具及破岩机理同时作用于硬岩上，实现硬岩巷道类矩形断面完全截割、同步高效成型，节省了巷道空间，提高了地下空间利用率，提高了硬岩巷道掘进成型的效。CN113914879ACN113914879A权利要求书1/2页1.一种旋转‑冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘，其特征在于，包括作为刀盘框架的前盾体(1)，所述前盾体(1)前端面的中部设有两个横向布置的花瓣形刀架(2)和用于控制花瓣形刀架(2)转动的动力机构；所述花瓣形刀架(2)前端面的中部设有液压滑环(9)，所述液压滑环(9)的轴心与花瓣形刀架(2)旋转的轴心相重合，使其能够在360度旋转的同时传输多路液体、电、信号介质；所述液压滑环(9)的外围还设有若干呈环形阵列均布的滚刀(4)，所述滚刀(4)固定在花瓣形刀架(2)前端面并且相邻两个滚刀(4)之间相互垂直布置；所述花瓣形刀架(2)包括若干个固结在一起的“θ”型花瓣(2‑1)，所述“θ”型花瓣(2‑1)两侧的上边缘处设有若干刮刀(5)，相邻两个所述刮刀(5)之间的距离不小于刮刀(5)的宽度；所述“θ”型花瓣(2‑1)的中部设有连接横梁(2‑5)；所述花瓣形刀架(2)上其中一个“θ”型花瓣(2‑1)的外端设有开口并且在开口位置的底部设置有短横梁(2‑6)；所述花瓣形刀架(2)的短横梁(2‑6)上设有冲击装置，所述冲击装置用于对花瓣形刀架(2)旋转切削不到的剩余部分冲击破岩，且旋转切削和冲击破岩在同一个工作面完成；所述冲击装置选用液压冲击装置或高压水射流冲击装置或以上两种装置组合使用；所述前盾体(1)上还设有前后贯穿的切削运出口(1‑1)，所述切削运出口(1‑1)设在花瓣形刀架(2)的下方。2.如权利要求1所述的一种旋转‑冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘，其特征在于，所述花瓣形刀架(2)前端面设置滚刀(4)的区域高出其环向边缘180mm，所述“θ”型花瓣(2‑1)从中间以弧线型向边缘展开，中间处最厚，往边缘成弧线型慢慢变薄，使整个花瓣形刀架(2)成“穹顶形”。3.如权利要求1所述的一种旋转‑冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘，其特征在于，所述“θ”型花瓣(2‑1)的上边缘处设有若干用于安装刮刀垫块(6)的刮刀安装槽(2‑4)，所述刮刀垫块(6)成斜楔型，刮刀垫块(6)底部的平端面通过螺栓与刮刀安装槽(2‑4)固定；刮刀垫块(6)顶部的斜端面通过螺栓与刮刀(5)固定。4.如权利要求3所述的一种旋转‑冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘，其特征在于，所述刮刀安装槽(2‑4)与刮刀垫块(6)上设有多组相互对应的螺纹孔，通过适配不同的螺纹孔来调整刮刀垫块(6)的固结位置，从而调整刮刀垫块(6)在“θ”型花瓣(2‑1)上边缘的高度以及倾斜度，进而调整刮刀(5)凸出“θ”型花瓣(2‑1)上边缘的高度以及安装角度，实现在刮刀(5)上部磨损后，通过调整刮刀(5)高度实现刮刀(5)再利用。5.如权利要求1所述的一种旋转‑冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘，其特征在于，所述冲击装置选用液压冲击装置(7)，所述液压冲击装置(7)包括设有钎杆(7‑2)的液压破碎锤，所述液压破碎锤上锤体(7‑1)的下表面与短横梁(2‑6)固定连接，所述锤体(7‑1)的尾部与连接横梁(2‑5)固定连接；所述钎杆(7‑2)前端固定连接冲击刀(7‑3)，钎杆(7‑2)在液压油的作用下往复式运动，带动冲击刀(7‑3)往复冲击破碎岩体。6.如权利要求1所述的一种旋转‑冲击作用下实现硬岩类矩形高效盾构的刀盘，其特征在于，所述冲击装置选用高压水射流冲击装置(8)，所述高压水射流冲击装置(8)包括缸筒下表面与短横梁(2‑6)固定连接双作用液压缸(8‑1)，双作用液压缸(8‑1)的尾部与连接横梁(2‑5)固定连接；