專利名稱：一種用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于盾構(gòu)設(shè)備，特別涉及一種用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)施工相對(duì)其它施工方法具有自動(dòng)化程度高、快速、安全、高效、對(duì)地表環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種地下隧道建設(shè)。刀盤作為盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，主要作用是對(duì)掌子面巖土的破碎剝離以及對(duì)掌子面進(jìn)行支撐。刀盤的結(jié)構(gòu)形式及開口率、刀具的組合形式及刀具布置和刀盤耐磨裝置及泡沫噴嘴的合理設(shè)計(jì)，是盾構(gòu)機(jī)高效掘進(jìn)的重要保障。隧道掌子面的巖土破碎后通過盾構(gòu)刀盤的開口處進(jìn)入土倉(cāng)，刀盤的開口率是指刀盤開口部分的面積與刀盤面積的比值，開口率大，渣土流動(dòng)更加順暢?，F(xiàn)有盾構(gòu)刀盤的開口率比較小，一般不超過30%，尤其中心部位開口面積更小；刀盤的整體耐磨性能差；滾刀刀間距過大，一般為100mm，刀間距是刀具布置時(shí)編號(hào)相鄰兩把刀的分布半徑之差；固接在切刀和邊緣刮刀上用于切削巖土的硬質(zhì)合金較?。挥糜谕馏w改良的泡沫通道在刀盤體內(nèi)采用一根管道分流為兩根管道形式，容易造成泡沫噴嘴堵塞，現(xiàn)有的盾構(gòu)刀盤在遇到隧道區(qū)間橫斷面與縱斷面地質(zhì)情況變化大的復(fù)合地層時(shí)，由于刀盤結(jié)構(gòu)、刀具的組合形式、刀具的布置以及土體改良的泡沫噴嘴等設(shè)計(jì)不夠合理，經(jīng)常出現(xiàn)刀盤、刀具非正常磨損和“泥餅”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了盾構(gòu)施工效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種開口率大，可降低刀盤、刀具的磨損，減小刀盤結(jié) “泥餅”可能性的用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的采用的技術(shù)方案是用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，包括箱體結(jié)構(gòu)的刀盤體，所述刀盤體的正面安裝有滾刀，所述滾刀包括安裝在十字形刀梁上的若干單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀、安裝在位于十字形刀梁中心區(qū)的一字形刀梁上的若干單刃中心滾刀、安裝在邊緣區(qū)域的若干單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀；沿所述十字形刀梁兩側(cè)成同心圓對(duì)稱安裝有切刀，在刀盤體正面的邊緣上位于所述十字形刀梁兩側(cè)及十字形刀梁的每?jī)蓚€(gè)刀梁中間位置安裝有邊緣刮刀；在所述刀盤體的周邊設(shè)有若干保徑刀；在刀盤體的箱體內(nèi)設(shè)有從周邊伸出的超挖刀；在所述刀盤體的正面位于十字形刀梁的每?jī)蓚€(gè)刀梁之間和所述刀盤體的周邊設(shè)有耐磨復(fù)合鋼板，其中設(shè)在刀盤體正面的耐磨復(fù)合鋼板為Y狀，所述邊緣區(qū)域的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀設(shè)在耐磨復(fù)合鋼板上；所述耐磨復(fù)合鋼板上及刀盤體1后部隔板上設(shè)有若干個(gè)泡沫噴嘴。所述滾刀均通過刀座安裝在所述刀盤體上，所述刀座包括五連體滾刀刀座、六連體滾刀刀座、八連體中心滾刀刀座和單刃滾刀刀座，其中，所述十字形刀梁上通過五連體滾刀刀座和六連體滾刀刀座交叉安裝有五個(gè)單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和六個(gè)單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀；所述一字形刀梁上通過八連體中心滾刀刀座安裝有成同心圓布置的八個(gè)單刃中心滾刀；所述邊緣區(qū)域
3的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀通過單刃滾刀刀座安裝。所述滾刀均通過兩個(gè)楔塊和一個(gè)壓塊從刀座背部固定，楔塊置于刀座側(cè)板內(nèi)的斜槽內(nèi)，高強(qiáng)螺栓穿過壓塊上的通孔與滾刀端蓋上的螺紋孔連接，將滾刀固定于刀座內(nèi)。所述切刀、邊緣刮刀刀頭上焊有大塊硬質(zhì)合金。所述五連體滾刀刀座及六連體滾刀刀座內(nèi)的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀、單刃滾刀刀座內(nèi)的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀可分別與單刃中心齒刀、單刃標(biāo)準(zhǔn)齒刀、單刃偏心齒刀進(jìn)行互換。本實(shí)用新型刀盤體上設(shè)有四種滾刀刀座及七種刀具，各種刀具的上述布置增大了刀盤的開口率，特別是增大了刀盤中心部位開口率。整個(gè)刀盤開口率為37%，中心部位開口率為34%。當(dāng)滾刀更換為相應(yīng)的齒刀后，開口率將更大。本實(shí)用新型利用滾刀、切刀、邊緣刮刀、保徑刀及超挖刀構(gòu)成的刀具組合對(duì)掌子面進(jìn)行全斷面切削。切刀成同心圓對(duì)稱布置，保證了全斷面切削。切刀、邊緣刮刀刀頭上焊有大塊硬質(zhì)合金，提高了刀具的耐磨性能。刀盤體的面板和周邊焊有耐磨復(fù)合鋼板，可提高整個(gè)刀盤的耐磨性能。刀盤體上布置有多個(gè)泡沫噴嘴，可以向掌子面及土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫或膨潤(rùn)土，改良渣土，減小了渣土對(duì)刀盤、刀具的磨損，降低了刀盤結(jié)泥餅的風(fēng)險(xiǎn)。刀盤開口率增加，使被刀具切削破碎的渣土能更快進(jìn)入土倉(cāng)進(jìn)行攪拌，減小了渣土對(duì)刀盤面板的磨損， 提高了刀盤的掘進(jìn)效率。同時(shí)可根據(jù)不同的地質(zhì)情況，進(jìn)行不同的刀具組合，將單刃中心滾刀、單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀、單刃偏心滾刀更換為單刃中心齒刀、單刃標(biāo)準(zhǔn)齒刀、單刃偏心齒刀，可提高掘進(jìn)效率。本實(shí)用新型依據(jù)施工中遇到的不同地層情況，可以適時(shí)的調(diào)整刀具種類與數(shù)量， 進(jìn)行不同的刀具組合配置，以提高施工效率。當(dāng)遇到硬度較高的巖層時(shí)，采用全滾刀與切刀的組合，通過滾刀將巖層輾壓破碎，切刀將輾壓后的碎塊剝離；當(dāng)遇到泥質(zhì)粉砂巖或粉質(zhì)粘土類地層時(shí)，可將滾刀換成齒刀，采用齒刀與切刀組合切削破碎掌子面巖土。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，減小了刀座的外形尺寸，增大了刀盤的開口率，改善了渣動(dòng)流動(dòng)性，提高了整個(gè)刀盤的耐磨性能。并可通過更換刀具，采取不同的刀具配置適應(yīng)不同的地質(zhì)條件，提高了盾構(gòu)的掘進(jìn)效率。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型中的滾刀安裝示意圖。圖3是本實(shí)用新型中的齒刀安裝示意圖。圖4是本實(shí)用新型中的切刀安裝示意圖。圖5是本實(shí)用新型中的邊緣刮刀安裝示意圖。圖6是圖5的A— A向視圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，包括箱體結(jié)構(gòu)的刀盤體1，所述刀盤體1的正面安裝有滾刀，所述滾刀包括通過刀座分別安裝在十字形刀梁18上的若干單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7、安裝在位于十字形刀梁18中心區(qū)的一字形刀梁19上的若干單刃中心滾刀6、安裝在邊緣區(qū)域的3個(gè)單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7a和4個(gè)單刃偏心滾刀8 ；其中，所述十字形刀梁18上通過五連體滾刀刀座3和六連體滾刀刀座4交叉安裝有五個(gè)單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7和六個(gè)單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7 ； 所述一字形刀梁19上通過八連體中心滾刀刀座2安裝有成同心圓布置的八個(gè)單刃中心滾刀6 ；所述邊緣區(qū)域的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7和單刃偏心滾刀8通過單刃滾刀刀座5安裝；沿所述十字形刀梁18兩側(cè)成同心圓對(duì)稱安裝有切刀12，在刀盤體1正面的邊緣上位于所述十字形刀梁18兩側(cè)及十字形刀梁18的每?jī)蓚€(gè)刀梁中間位置安裝有邊緣刮刀13 ；在所述刀盤體1 的周邊設(shè)有若干保徑刀14 ；在刀盤體1的箱體內(nèi)設(shè)有從周邊伸出的超挖刀15 ；在所述刀盤體1的正面位于十字形刀梁18的每?jī)蓚€(gè)刀梁之間和所述刀盤體1的周邊設(shè)有耐磨復(fù)合鋼板16，其中設(shè)在刀盤體1正面的耐磨復(fù)合鋼板16為Y狀，所述邊緣區(qū)域的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7a 和單刃偏心滾刀8設(shè)在耐磨復(fù)合鋼板16上；所述耐磨復(fù)合鋼板16上及刀盤體1后部隔板上設(shè)有若干個(gè)泡沫噴嘴17，其中面板上5個(gè)，刀盤后部隔板上1個(gè)。如圖2所示，本實(shí)用新型中的滾刀均通過兩個(gè)楔塊22和一個(gè)壓塊21從刀座背部固定，楔塊22置于刀座側(cè)板23內(nèi)的斜槽內(nèi)，高強(qiáng)螺栓20穿過壓塊21上的通孔與滾刀端蓋 M上的螺紋孔連接，將滾刀固定于刀座內(nèi)。如圖3所示，本實(shí)用新型中的齒刀安裝與滾刀相同。如圖4所示，本實(shí)用新型中的切刀12用螺釘25固定在十字形刀梁18的兩側(cè)，刀頭上焊有硬質(zhì)合金26。如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型中的邊緣刮刀13用螺釘25固定在刀盤體1的正面邊緣，刀頭上焊有硬質(zhì)合金26。作業(yè)時(shí)，可根據(jù)不同地層情況將所述五連體滾刀刀座3及六連體滾刀刀座4內(nèi)的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7、單刃滾刀刀座5內(nèi)的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀7和單刃偏心滾刀8分別與單刃中心齒刀9、單刃標(biāo)準(zhǔn)齒刀10、單刃偏心齒刀11進(jìn)行互換。
權(quán)利要求1.一種用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，包括箱體結(jié)構(gòu)的刀盤體，所述刀盤體的正面安裝有滾刀，其特征是所述滾刀包括安裝在十字形刀梁上的若干單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀、安裝在位于十字形刀梁中心區(qū)的一字形刀梁上的若干單刃中心滾刀、安裝在邊緣區(qū)域的若干單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀；沿所述十字形刀梁兩側(cè)成同心圓對(duì)稱安裝有切刀，在刀盤體正面的邊緣上位于所述十字形刀梁兩側(cè)及十字形刀梁的每?jī)蓚€(gè)刀梁中間位置安裝有邊緣刮刀；在所述刀盤體的周邊設(shè)有若干保徑刀；在刀盤體的箱體內(nèi)設(shè)有從周邊伸出的超挖刀；在所述刀盤體的正面位于十字形刀梁的每?jī)蓚€(gè)刀梁之間和所述刀盤體的周邊設(shè)有耐磨復(fù)合鋼板，其中設(shè)在刀盤體正面的耐磨復(fù)合鋼板為Y狀，所述邊緣區(qū)域的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀設(shè)在耐磨復(fù)合鋼板上；所述耐磨復(fù)合鋼板上及刀盤體1后部隔板上設(shè)有若干個(gè)泡沫噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，其特征是所述滾刀均通過刀座安裝在所述刀盤體上，所述刀座包括五連體滾刀刀座、六連體滾刀刀座、八連體中心滾刀刀座和單刃滾刀刀座，其中，所述十字形刀梁上通過五連體滾刀刀座和六連體滾刀刀座交叉安裝有五個(gè)單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和六個(gè)單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀；所述一字形刀梁上通過八連體中心滾刀刀座安裝有成同心圓布置的八個(gè)單刃中心滾刀；所述邊緣區(qū)域的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀通過單刃滾刀刀座安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，其特征是所述滾刀均通過兩個(gè)楔塊和一個(gè)壓塊從刀座背部固定，楔塊置于刀座側(cè)板內(nèi)的斜槽內(nèi)，高強(qiáng)螺栓穿過壓塊上的通孔與滾刀端蓋上的螺紋孔連接，將滾刀固定于刀座內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，其特征是所述切刀、邊緣刮刀刀頭上焊有大塊硬質(zhì)合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，其特征是所述五連體滾刀刀座及六連體滾刀刀座內(nèi)的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀、單刃滾刀刀座內(nèi)的單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀可分別與單刃中心齒刀、單刃標(biāo)準(zhǔn)齒刀、單刃偏心齒刀進(jìn)行互換。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于復(fù)合地層的盾構(gòu)刀盤，包括箱體結(jié)構(gòu)的刀盤體，刀盤體的正面安裝有滾刀，所述滾刀包括安裝在十字形刀梁上的若干單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀、安裝在位于十字形刀梁中心區(qū)的一字形刀梁上的若干單刃中心滾刀、安裝在邊緣區(qū)域的若干單刃標(biāo)準(zhǔn)滾刀和單刃偏心滾刀；沿所述十字形刀梁兩側(cè)成同心圓對(duì)稱安裝有切刀，在刀盤體正面的邊緣上位于所述十字形刀梁兩側(cè)及十字形刀梁的每?jī)蓚€(gè)刀梁中間位置安裝有邊緣刮刀；在所述刀盤體的周邊設(shè)有若干保徑刀；在刀盤體的箱體內(nèi)設(shè)有從周邊伸出的超挖刀。與現(xiàn)有技術(shù)相比，減小了刀座的外形尺寸，增大了刀盤的開口率，改善了渣動(dòng)流動(dòng)性，提高了整個(gè)刀盤的耐磨性能。
文檔編號(hào)E21D9/08GK202194670SQ20112031993
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者暨智勇, 程永亮, 羅孔林, 陽旭 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵建重工集團(tuán)有限公司