一种用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘.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CN106285709A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610965021.6(22)申请日2016.10.31(71)申请人中铁工程装备集团有限公司地址450048河南省郑州市经济技术开发区第六大街99号(72)发明人范磊王小涛薛广记董艳萍龚廷民蒋鹏鹏刘娇刘晓宇(74)专利代理机构郑州优盾知识产权代理有限公司41125代理人张绍琳董晓慧(51)Int.Cl.E21D9/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称一种用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘(57)摘要本发明提出一种用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘，解决了现有技术中偏心多轴滚刀刀盘在硬岩地层应用的问题。本发明包括刀盘体、刀具、驱动系统，刀盘体通过驱动系统驱动，所述刀盘体为辐条式矩形刀盘体；刀具又包括正滚刀，其中正滚刀安装于正滚刀刀座之上，正滚刀刀座与刀座转轴通过螺栓紧固连接为一体，刀座转轴通过轴承连接于刀盘体，刀座中心与刀座转轴中心偏心。本发明由多个偏心驱动轴驱动而做平行连杆运动，实现刀具的磨损量不受安装位置的影响；正滚刀具偏心设置，具有随刀盘平动而自动旋转的特点，解决了滚刀等压碎型刀具偏心多轴运动开挖时存在开挖盲区问题；该刀盘可通过多刀盘组合模式开挖，能够适应不同大小的异形开挖面。CN106285709ACN106285709A权利要求书1/1页1.一种用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘，包括刀盘体（2）、刀具、驱动系统，刀盘体（2）通过驱动系统驱动，其特征在于：所述刀盘体（2）为辐条式矩形刀盘体；刀具又包括正滚刀（4），其中正滚刀（4）安装于正滚刀刀座（3）之上，正滚刀刀座（3）与刀座转轴（7）通过螺栓紧固连接为一体，刀座转轴（7）通过轴承连接于刀盘体（2），正滚刀刀座（3）中心与刀座转轴（7）中心偏心。2.根据权利要求1所述的用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘，其特征在于：所述正滚刀刀座（3）在刀具滚转方向两端配有刮刀（5）；所述刀盘体（2）四周分布有边滚刀（1），边滚刀（1）与前进方向成45°夹角向外斜伸。3.根据权利要求1所述的用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘，其特征在于：所述驱动系统包括偏心驱动轴（8）和主驱动（14），刀盘体（2）通过轴承由至少3个偏心驱动轴（8）驱动。4.根据权利要求3所述的用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘，其特征在于：所述正滚刀刀座（3）、刀盘体（2）、偏心驱动轴（8）在轴向方向均设置有止推轴承（6）；所述每个偏心驱动轴（8）配合有一个驱动电机。5.根据权利要求1所述的用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘，其特征在于：所述刀盘体（2）和主驱动（14）在水平方向和垂直方向上设置有驱动偏移机构。6.根据权利要求5所述的用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘，其特征在于：所述驱动偏移机构包括水平导轨（12）、水平油缸（15）、竖直导轨（13）、竖直油缸（11），其中竖直导轨（13）布置于水平导轨（12）内，水平导轨（12）固定于盾体（10）上，驱动箱体（9）通过竖直油缸（11）的推拉可在竖直导轨（13）内上下移动，驱动箱体（9）和竖直导轨（13）一起通过水平油缸（15）的推拉可在水平导轨（12）内左右移动。2CN106285709A说明书1/3页一种用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘技术领域[0001]本发明属于隧道施工机械的技术领域，具体涉及一种用于硬岩矩形切削断面的偏心滚刀平动刀盘。背景技术[0002]近年来，从安全性、节能、劳动环境的改善等观点出发，在隧道开挖领域，机械化程度快速发展。在山岭、地铁隧道施工中，从安全性、快速施工的必要性和经济性考虑，硬岩掘进机的应用受到了关注。虽然现在硬岩掘进机的施工业绩主要集中在引水隧道领域，也多为圆形刀盘盾构，但是在公路、铁路隧道和市政、地铁隧道的开挖中，硬岩掘进机同样需求巨大，随着硬岩掘进机的应用范围的逐步拓宽，各种各样的隧道开挖面也对新型盾构提出了异形断面要求，而适应新型截面的异形盾构刀盘设计又是其重中之重。[0003]偏心多轴机构刀盘以其扭矩较小、切削刀具的磨损量一致等优势在软土地层中已有所应用，而此机构在异形硬岩盾构机刀盘应用上也是极具诱惑的，但针对硬岩地层，滚刀不是像切削刀那样的切削型刀具，而是通过使刀具自身旋转的同时冲击压碎和剪切碾碎在硬岩上的压碎型刀具，因此在硬岩盾构机上采用偏心多轴开挖机构时，也存在着诸多问题，如所有滚刀刀具的旋转半径都是相同的，而且都较小，所以滚刀的随动性成为问题；此外，受滚刀刀座尺寸的影响，在刀盘上可配置刀具的数量也受到限制。导致只靠平行连杆运动无法开挖出规定刀间距的轨迹，并会出现开挖盲区。对此，一种能