一種用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，包括設(shè)置在盾殼內(nèi)的刀盤盾體，刀盤盾體內(nèi)安裝有刀盤盤面為圓形結(jié)構(gòu)的一級(jí)刀盤系統(tǒng)，套裝在一級(jí)刀盤系統(tǒng)外部、刀盤盤面為環(huán)形的二級(jí)刀盤系統(tǒng)，套裝在二級(jí)刀盤系統(tǒng)外部、刀盤盤面為環(huán)形的三級(jí)刀盤系統(tǒng)；三級(jí)刀盤系統(tǒng)分別安裝有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)各自刀盤盤面旋轉(zhuǎn)的刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，三級(jí)刀盤系統(tǒng)的刀盤盤面分別通過(guò)固定連接在其后端的刀盤支撐腹板安裝在刀盤盾體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)刀盤正反轉(zhuǎn)獨(dú)立控制，刀盤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)四種工作模式，各級(jí)刀盤盤面均有各自的支撐腹板，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，使得刀盤不致因受力過(guò)大，受力不均而變形甚至開裂。
【專利說(shuō)明】一種用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道開鑿領(lǐng)域，涉及一種隧道掘進(jìn)機(jī)，特別涉及一種用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全斷面巖石掘進(jìn)機(jī),通常簡(jiǎn)稱隧道掘進(jìn)機(jī)(Tunnel Boring Machine,縮寫為TBM),是一種用于圓形斷面隧(巷)道、采用滾壓式切削盤在全斷面范圍內(nèi)破碎巖石，集破巖、裝巖、轉(zhuǎn)載、支護(hù)于一體的大型綜合掘進(jìn)機(jī)械，現(xiàn)已成為國(guó)外較長(zhǎng)隧道(>3km)開挖普遍采用的方法，其開挖隧(巷)道直徑一般為2.5?10m，巖石單軸抗壓強(qiáng)度為50?350MPa。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、各級(jí)刀盤正反轉(zhuǎn)獨(dú)立控制的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，包括設(shè)置在盾殼內(nèi)的刀盤盾體，刀盤盾體內(nèi)安裝有刀盤盤面為圓形結(jié)構(gòu)的一級(jí)刀盤系統(tǒng)，套裝在一級(jí)刀盤系統(tǒng)外部、刀盤盤面為環(huán)形的二級(jí)刀盤系統(tǒng)，套裝在二級(jí)刀盤系統(tǒng)外部、刀盤盤面為環(huán)形的三級(jí)刀盤系統(tǒng)；一級(jí)刀盤系統(tǒng)、二級(jí)刀盤系統(tǒng)和三級(jí)刀盤系統(tǒng)分別安裝有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)各自刀盤盤面旋轉(zhuǎn)的刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一級(jí)刀盤系統(tǒng)、二級(jí)刀盤系統(tǒng)和三級(jí)刀盤系統(tǒng)的刀盤盤面分別通過(guò)固定連接在其后端的刀盤支撐腹板安裝在刀盤盾體內(nèi)，刀盤盾體后端安裝有驅(qū)動(dòng)其向前推進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，刀盤盾體內(nèi)腔中設(shè)置有排碴裝置。
[0006]所述一級(jí)刀盤系統(tǒng)包括一級(jí)刀盤盤面和用于安裝一級(jí)刀盤盤面的一級(jí)刀盤外圈支撐腹板，一級(jí)刀盤外圈支撐腹板后端與一級(jí)刀盤法蘭固定連接，一級(jí)刀盤法蘭通過(guò)套裝在其外部的一級(jí)刀盤主軸承安裝在刀盤盾體內(nèi)，刀盤盾體內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)一級(jí)刀盤盤面旋轉(zhuǎn)的一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置；所述一級(jí)刀盤主軸承為三排兩列滾子軸承。
[0007]所述一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括一級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一級(jí)刀盤離合器和一級(jí)刀盤減速機(jī)，一級(jí)刀盤減速機(jī)通過(guò)一級(jí)刀盤聯(lián)軸器與一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪連接，所述一級(jí)刀盤法蘭上固定有一級(jí)刀盤齒圈，一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪與一級(jí)刀盤齒圈嚙合。
[0008]所述一級(jí)刀盤盤面自內(nèi)向外依次設(shè)置有一級(jí)刀盤中心刀和一級(jí)刀盤正刀，一級(jí)刀盤溜碴板焊裝在一級(jí)刀盤外圈支撐腹板上。
[0009]所述二級(jí)刀盤系統(tǒng)包括二級(jí)刀盤盤面和用于安裝二級(jí)刀盤盤面后端的二級(jí)刀盤外圈支撐腹板、二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板，二級(jí)刀盤外圈支撐腹板后端與二級(jí)刀盤法蘭固定連接，二級(jí)刀盤法蘭通過(guò)套裝在其外部的二級(jí)刀盤主軸承與刀盤盾體連接，二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板通過(guò)固定在其后端的二級(jí)刀盤推力軸承與刀盤盾體連接，刀盤盾體內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)二級(jí)刀盤盤面55)旋轉(zhuǎn)的二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置；所述二級(jí)刀盤推力軸承為單排推力滾子軸承；所述二級(jí)刀盤主軸承為三排兩列滾子軸承。
[0010]所述二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括二級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、二級(jí)刀盤離合器和二級(jí)刀盤減速機(jī)，二級(jí)刀盤減速機(jī)通過(guò)二級(jí)刀盤聯(lián)軸器與二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪連接，所述二級(jí)刀盤法蘭上固定有二級(jí)刀盤齒圈，二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪與二級(jí)刀盤齒圈嚙合。
[0011]所述二級(jí)刀盤盤面上設(shè)置有二級(jí)刀盤正刀，二級(jí)刀盤溜碴板焊裝在二級(jí)刀盤外圈支撐腹板和二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板之間。
[0012]所述三級(jí)刀盤系統(tǒng)包括三級(jí)刀盤盤面，和用于安裝三級(jí)刀盤盤面后端的三級(jí)刀盤外圈支撐腹板、三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板，三級(jí)刀盤外圈支撐腹板后端與三級(jí)刀盤法蘭固定連接，三級(jí)刀盤法蘭通過(guò)套裝在其外部的三級(jí)刀盤主軸承與刀盤盾體連接，三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板通過(guò)固定在其后端的三級(jí)刀盤推力軸承與刀盤盾體連接，刀盤盾體內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)三級(jí)刀盤盤面旋轉(zhuǎn)的三級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置；所述三級(jí)刀盤主軸承為三排兩列滾子軸承；所述三級(jí)刀盤推力軸承為單排推力滾子軸承。
[0013]所述三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括三級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、三級(jí)刀盤離合器和三級(jí)刀盤減速機(jī)，三級(jí)刀盤減速機(jī)通過(guò)三級(jí)刀盤聯(lián)軸器與三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪連接，所述三級(jí)刀盤法蘭上固定有三級(jí)刀盤齒圈，三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪與三級(jí)刀盤齒圈嚙合。
[0014]所述三級(jí)刀盤盤面上自內(nèi)向外依次設(shè)置有三級(jí)刀盤正刀、三級(jí)刀盤邊緣滾刀和擴(kuò)挖刀，三級(jí)刀盤溜碴板焊裝在三級(jí)刀盤外圈支撐腹板和三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板之間。
[0015]本發(fā)明的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，包括三級(jí)刀盤系統(tǒng)、三級(jí)刀盤系統(tǒng)分別安裝有獨(dú)立的刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)刀盤正反轉(zhuǎn)獨(dú)立控制，三級(jí)刀盤共用一套刀盤推進(jìn)系統(tǒng)，通過(guò)控制各級(jí)獨(dú)立刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作方式，刀盤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)四種工作模式:一級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)；一級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)；一級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)；一級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)。
[0016]相比傳統(tǒng)刀盤系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017](I)各級(jí)刀盤盤面均有各自的支撐腹板，在很大程度上提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；刀盤系統(tǒng)分級(jí)設(shè)計(jì)提高了載荷分布的均衡性，使得刀盤不致因受力過(guò)大，受力不均而變形甚至開裂。
[0018](2)各級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立，所以其刀盤轉(zhuǎn)速可以單獨(dú)控制，有效解決了大刀盤內(nèi)外側(cè)滾刀線速度差過(guò)大的問題。
[0019](3)該刀盤系統(tǒng)具有四種工作模式，針對(duì)不同的地質(zhì)條件，選擇相應(yīng)的工作方式，提高了刀盤的適應(yīng)性掘進(jìn)能力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的右視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明的刀盤盤面之間連接軸承組件剖視圖。
[0024]其中:出碴孔I，三級(jí)刀盤溜碴板2，二級(jí)刀盤溜碴板3，一級(jí)刀盤溜碴板4，刮碴板5，三級(jí)刀盤邊緣滾刀6，三級(jí)刀盤正滾刀7，二級(jí)刀盤正滾刀8，一級(jí)刀盤中心刀9，擴(kuò)挖刀10，一級(jí)刀盤正滾刀11，三級(jí)刀盤盤面12，三級(jí)刀盤外圈支撐腹板13，三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板14，盾殼15，三級(jí)刀盤法蘭16，三級(jí)刀盤螺栓17，三級(jí)刀盤主軸承18，三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪19，三級(jí)刀盤齒圈20，三級(jí)刀盤聯(lián)軸器21，刀盤盾體22，三級(jí)刀盤減速機(jī)23，三級(jí)刀盤離合器24，三級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)25，液壓推進(jìn)系統(tǒng)26，三級(jí)刀盤推力滾子軸承27，二級(jí)刀盤推力滾子軸承28，一級(jí)刀盤主軸承29，一級(jí)刀盤法蘭30，一級(jí)刀盤螺栓31，一級(jí)刀盤減速機(jī)32，一級(jí)刀盤離合器33，一級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)34，排渣裝置35，一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪36，一級(jí)刀盤聯(lián)軸器37，一級(jí)刀盤齒圈38，二級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)39，二級(jí)刀盤離合器40，二級(jí)刀盤減速機(jī)41，二級(jí)刀盤聯(lián)軸器42，二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪43，二級(jí)刀盤齒圈44，二級(jí)刀盤主軸承45，二級(jí)刀盤螺栓46，二級(jí)刀盤法蘭47，二級(jí)刀盤外圈支撐腹板48，二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板49，一級(jí)刀盤外圈支撐腹板50，一級(jí)刀盤盤面51，一級(jí)刀盤溜碴孔52，第一二刀盤面連接軸承及其密封組件53，二級(jí)刀盤內(nèi)圈溜碴孔54，二級(jí)刀盤盤面55，二級(jí)刀盤外圈溜碴孔56，第二三刀盤面連接軸承及其密封組件57，三級(jí)刀盤溜碴孔58，外側(cè)端蓋螺栓59，外側(cè)軸承端蓋60，夕卜圈刀盤套筒61，角接觸滾子軸承62，小套筒63，內(nèi)側(cè)軸承端蓋64，內(nèi)側(cè)端蓋螺栓65，內(nèi)側(cè)密封件66，內(nèi)圈刀盤套筒67，內(nèi)圈套筒螺栓68，外側(cè)密封件69。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]如圖1和圖3所示，本發(fā)明包括設(shè)置在盾殼15內(nèi)的刀盤盾體22，刀盤盾體22內(nèi)安裝有刀盤盤面為圓形結(jié)構(gòu)的一級(jí)刀盤系統(tǒng)和刀盤盤面為環(huán)形的二級(jí)刀盤系統(tǒng)和三級(jí)刀盤系統(tǒng)，二級(jí)刀盤系統(tǒng)套裝在一級(jí)刀盤系統(tǒng)外部，三級(jí)刀盤系統(tǒng)套裝在二級(jí)刀盤系統(tǒng)外部；一級(jí)刀盤系統(tǒng)、二級(jí)刀盤系統(tǒng)和三級(jí)刀盤系統(tǒng)分別安裝有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)各自刀盤盤面旋轉(zhuǎn)的刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一級(jí)刀盤系統(tǒng)、二級(jí)刀盤系統(tǒng)和三級(jí)刀盤系統(tǒng)的刀盤盤面分別通過(guò)固定連接在其后端的刀盤支撐腹板安裝在刀盤盾體22內(nèi)，刀盤盾體22后端安裝有驅(qū)動(dòng)其向前推進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，刀盤盾體22內(nèi)腔中設(shè)置有排碴裝置35，三級(jí)刀盤系統(tǒng)共用一套推進(jìn)系統(tǒng)和排渣裝置。
[0027]如圖2所示，本發(fā)明的一級(jí)刀盤系統(tǒng)包括一級(jí)刀盤盤面51和焊裝在一級(jí)刀盤盤面51后端的一級(jí)刀盤外圈支撐腹板50，一級(jí)刀盤盤面51自內(nèi)向外依次設(shè)置有一級(jí)刀盤中心刀9和一級(jí)刀盤正刀11，一級(jí)刀盤溜碴板4焊裝在一級(jí)刀盤外圈支撐腹板50上，一級(jí)刀盤外圈支撐腹板50上開設(shè)有供渣土通過(guò)的一級(jí)刀盤溜碴孔52，一級(jí)刀盤外圈支撐腹板50后端與一級(jí)刀盤法蘭30固定連接，一級(jí)刀盤法蘭30外壁套裝有一級(jí)刀盤主軸承29，一級(jí)刀盤主軸承29為三排兩列滾子軸承，一級(jí)刀盤螺栓31把一級(jí)刀盤法蘭30、一級(jí)刀盤主軸承29、一級(jí)刀盤齒圈38連接在一起，共同安裝在刀盤盾體22內(nèi)，在刀盤盾體22內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)一級(jí)刀盤旋轉(zhuǎn)的一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置，一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括一級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)34，一級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)34上安裝有一級(jí)刀盤離合器33，一級(jí)刀盤離合器33連接有一級(jí)刀盤減速機(jī)32，一級(jí)刀盤減速機(jī)32通過(guò)一級(jí)刀盤聯(lián)軸器37與一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪36連接，一級(jí)刀盤法蘭30后端固定有一級(jí)刀盤齒圈28，一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪36與一級(jí)刀盤齒圈28嚙合；刀盤盾體22后端安裝有液壓推進(jìn)系統(tǒng)26。
[0028]所述的二級(jí)刀盤系統(tǒng)包括二級(jí)刀盤盤面55和焊裝在二級(jí)刀盤盤面55后端的二級(jí)刀盤外圈支撐腹板48和二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板49，二級(jí)刀盤外圈支撐腹板48和二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板49上分別開設(shè)有供渣土通過(guò)的二級(jí)刀盤外圈溜碴孔56和二級(jí)刀盤內(nèi)圈溜碴孔54，二級(jí)刀盤盤面55上設(shè)置有二級(jí)刀盤正刀8，二級(jí)刀盤溜碴板3焊裝在二級(jí)刀盤外圈支撐腹板48和二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板49之間，二級(jí)刀盤外圈支撐腹板48后端與二級(jí)刀盤法蘭47固定連接，二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板49后端與二級(jí)刀盤推力軸承28固定連接，二級(jí)刀盤推力軸承28為單排推力滾子軸承，二級(jí)刀盤法蘭47外壁套裝有二級(jí)刀盤主軸承45，二級(jí)刀盤主軸承45為三排兩列滾子軸承，二級(jí)刀盤螺栓46把二級(jí)刀盤法蘭47、二級(jí)刀盤主軸承45、二級(jí)齒圈44連接在一起，共同安裝在刀盤盾體22內(nèi)，在刀盤盾體22內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)二級(jí)刀盤旋轉(zhuǎn)的二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置，二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括二級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)39，二級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)39上安裝有二級(jí)刀盤離合器40，二級(jí)刀盤離合器40連接有二級(jí)刀盤減速機(jī)41，二級(jí)刀盤減速機(jī)41通過(guò)二級(jí)刀盤聯(lián)軸器42與二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪43連接，二級(jí)刀盤法蘭47后端固定有二級(jí)刀盤齒圈44，二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪43與二級(jí)刀盤齒圈44嚙合。
[0029]所述的三級(jí)刀盤系統(tǒng)包括三級(jí)刀盤盤面12和焊裝在三級(jí)刀盤盤面12后端的三級(jí)刀盤外圈支撐腹板13和三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板14，其上開設(shè)有供渣土通過(guò)的三級(jí)刀盤溜碴孔58，三級(jí)刀盤盤面12上設(shè)置有三級(jí)刀盤正刀7、三級(jí)刀盤邊緣滾刀6和擴(kuò)挖刀10，三級(jí)刀盤盤面12邊緣開設(shè)有出碴孔I和刮渣板5，三級(jí)刀盤溜碴板2焊裝在三級(jí)刀盤外圈支撐腹板13和三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板14之間，三級(jí)刀盤外圈支撐腹板13后端與三級(jí)刀盤法蘭16固定連接，三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板14后端與三級(jí)刀盤推力軸承27固定連接，三級(jí)刀盤推力軸承27為單排推力滾子軸承，三級(jí)刀盤法蘭16外壁套裝有三級(jí)刀盤主軸承18，三級(jí)刀盤主軸承18為三排兩列滾子軸承，三級(jí)刀盤螺栓17把三級(jí)刀盤法蘭16、三級(jí)刀盤主軸承
18、三級(jí)齒圈20連接在一起，共同安裝在刀盤盾體22內(nèi)，在刀盤盾體22內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)三級(jí)刀盤旋轉(zhuǎn)的三級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置，三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括三級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)25，三級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)25上安裝有三級(jí)刀盤離合器24，三級(jí)刀盤離合器24連接有三級(jí)刀盤減速機(jī)23，三級(jí)刀盤減速機(jī)23通過(guò)三級(jí)刀盤聯(lián)軸器21與三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪19連接，三級(jí)刀盤法蘭16后端固定有三級(jí)刀盤齒圈20，三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪19與三級(jí)刀盤齒圈20嚙
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[0030]如圖4所示，三級(jí)刀盤盤面12與二級(jí)刀盤盤面55之間通過(guò)軸承連接，兩刀盤盤面之間設(shè)置有第二三刀盤面連接軸承及其密封組件57，包括安裝在兩個(gè)刀盤盤面之間的兩個(gè)角接觸滾子軸承62，設(shè)置在角接觸滾子軸承62兩側(cè)的內(nèi)側(cè)密封件66和外側(cè)密封件69。三級(jí)刀盤盤面和二級(jí)刀盤盤面?zhèn)缺谏戏謩e安裝外圈刀盤套筒61和內(nèi)圈刀盤套筒67，兩個(gè)角接觸滾子軸承62安裝在外圈刀盤套筒61和內(nèi)圈刀盤套筒67之間，由軸承前后兩側(cè)的外側(cè)軸承端蓋60和內(nèi)側(cè)軸承端蓋64固定，保證內(nèi)外刀盤盤面相互滑動(dòng)；兩角接觸滾子軸承62之間設(shè)置小套筒63將兩個(gè)角接觸滾子軸承62隔開，外側(cè)軸承端蓋60通過(guò)外側(cè)端蓋螺栓59固定在三級(jí)刀盤盤面12上，外側(cè)軸承端蓋60同時(shí)用于固定外側(cè)密封件69，外側(cè)端蓋螺栓59同時(shí)將外圈刀盤套筒61與三級(jí)刀盤盤面12固定；內(nèi)側(cè)軸承端蓋64通過(guò)內(nèi)側(cè)端蓋螺栓65固定在三級(jí)刀盤盤面12上，同時(shí)將內(nèi)側(cè)密封件66固定，內(nèi)圈刀盤套筒67通過(guò)內(nèi)圈套筒螺栓68與二級(jí)刀盤盤面55固定；整體形成密封結(jié)構(gòu)，保證三級(jí)刀盤盤面12與二級(jí)刀盤盤面55密封性的同時(shí)滿足其相互自由滑動(dòng)的需要。
[0031]與三級(jí)刀盤盤面12和二級(jí)刀盤盤面55之間結(jié)構(gòu)相同，在二級(jí)刀盤盤面55與一級(jí)刀盤盤面51之間設(shè)置有第一二刀盤面連接軸承及其密封組件53，保證一、二級(jí)刀盤盤面之間的密封性。
[0032]本發(fā)明工作方式詳述如下:
[0033]為滿足出碴要求，刮碴板的線速度方向需要指向與其對(duì)應(yīng)的出碴孔的內(nèi)側(cè)，因此在本發(fā)明中第三級(jí)刀盤只能順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中第三級(jí)刀盤只能順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。第一級(jí)刀盤和第二級(jí)刀盤可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，各自實(shí)現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以該結(jié)構(gòu)形式刀盤系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)四種掘進(jìn)工作模式一(I)一級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)；(2)—級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)；(3)—級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)；(4) 一級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)-二級(jí)刀盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)。
[0034]各級(jí)刀盤均有各自的支撐腹板，在很大程度上提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；刀盤分級(jí)設(shè)計(jì)提高了載荷分布的均衡性，使得刀盤不致因受力過(guò)大，受力不均而變形甚至開裂。各級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立，所以其刀盤轉(zhuǎn)速可以單獨(dú)控制，有效解決了大刀盤內(nèi)外側(cè)滾刀線速度差過(guò)大的問題。該刀盤系統(tǒng)具有四種工作模式，針對(duì)不同的地質(zhì)條件，選擇相應(yīng)的工作方式，提高了刀盤的適應(yīng)性掘進(jìn)能力。對(duì)于相鄰級(jí)刀盤旋轉(zhuǎn)方向相反的工作模式，兩級(jí)刀盤相鄰處滾刀實(shí)現(xiàn)相對(duì)反向切削，在切削機(jī)理上與傳統(tǒng)刀盤有所區(qū)別，或可提高破巖切削效率。
[0035]對(duì)于相鄰級(jí)刀盤旋轉(zhuǎn)方向相反的工作模式，兩級(jí)刀盤盤面相鄰處滾刀實(shí)現(xiàn)相對(duì)反向切削，在切削機(jī)理上與傳統(tǒng)刀盤有所區(qū)別，或可提高破巖切削效率。刀盤系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)形式為分塊面板式，各級(jí)可以獨(dú)立控制，三級(jí)刀盤各自通過(guò)刀盤法蘭連接在刀盤盾體上，各級(jí)刀盤盤面之間通過(guò)軸承連接，保證密封性的同時(shí)滿足各刀盤之間自由選裝的要求；三級(jí)刀盤共用安裝于一級(jí)刀盤系統(tǒng)內(nèi)側(cè)的出碴裝置出碴，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【權(quán)利要求】
1.一種用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置在盾殼(15)內(nèi)的刀盤盾體(22)，刀盤盾體(22)內(nèi)安裝有刀盤盤面為圓形結(jié)構(gòu)的一級(jí)刀盤系統(tǒng)，套裝在一級(jí)刀盤系統(tǒng)外部、刀盤盤面為環(huán)形的二級(jí)刀盤系統(tǒng)，套裝在二級(jí)刀盤系統(tǒng)外部、刀盤盤面為環(huán)形的三級(jí)刀盤系統(tǒng)；一級(jí)刀盤系統(tǒng)、二級(jí)刀盤系統(tǒng)和三級(jí)刀盤系統(tǒng)分別安裝有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)各自刀盤盤面旋轉(zhuǎn)的刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一級(jí)刀盤系統(tǒng)、二級(jí)刀盤系統(tǒng)和三級(jí)刀盤系統(tǒng)的刀盤盤面分別通過(guò)固定連接在其后端的刀盤支撐腹板安裝在刀盤盾體(22)內(nèi)，刀盤盾體(22)后端安裝有驅(qū)動(dòng)其向前推進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，刀盤盾體(22)內(nèi)腔中設(shè)置有排碴裝置(35)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述一級(jí)刀盤系統(tǒng)包括一級(jí)刀盤盤面(51)和用于安裝一級(jí)刀盤盤面(51)的一級(jí)刀盤外圈支撐腹板(50 )，一級(jí)刀盤外圈支撐腹板(50 )后端與一級(jí)刀盤法蘭(30)固定連接，一級(jí)刀盤法蘭(30)通過(guò)套裝在其外部的一級(jí)刀盤主軸承(29)安裝在刀盤盾體(22)內(nèi)，刀盤盾體(22)內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)一級(jí)刀盤盤面(51)旋轉(zhuǎn)的一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置；所述一級(jí)刀盤主軸承(29)為三排兩列滾子軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括一級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)(34)、一級(jí)刀盤離合器(33 )和一級(jí)刀盤減速機(jī)(32 )，一級(jí)刀盤減速機(jī)(32 )通過(guò)一級(jí)刀盤聯(lián)軸器(37 )與一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪(36)連接，所述一級(jí)刀盤法蘭(30)上固定有一級(jí)刀盤齒圈(28)，一級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪(36)與一級(jí)刀盤齒圈(28)嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述一級(jí)刀盤盤面(51)自內(nèi)向外依次設(shè)置有一級(jí)刀盤中心刀(9)和一級(jí)刀盤正刀(11)，一級(jí)刀盤溜碴板(4)焊裝在一級(jí)刀盤外圈支撐腹板(50)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述二級(jí)刀盤系統(tǒng)包括二級(jí)刀盤盤面(55)和用于安裝二級(jí)刀盤盤面(55 )的二級(jí)刀盤外圈支撐腹板(48 )、二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板(49 )，二級(jí)刀盤外圈支撐腹板(48)后端與二級(jí)刀盤法蘭(47)固定連接，二級(jí)刀盤法蘭(47)通過(guò)套裝在其外部的二級(jí)刀盤主軸承(45 )與刀盤盾體(22 )連接，二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板(49 )通過(guò)固定在其后端的二級(jí)刀盤推力軸承(28)與刀盤盾體(22)連接，刀盤盾體(22)內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)二級(jí)刀盤盤面(55)旋轉(zhuǎn)的二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置；所述二級(jí)刀盤推力軸承(28)為單排推力滾子軸承；所述二級(jí)刀盤主軸承(45)為三排兩列滾子軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括二級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)(39)、二級(jí)刀盤離合器(40)和二級(jí)刀盤減速機(jī)(41)，二級(jí)刀盤減速機(jī)(41)通過(guò)二級(jí)刀盤聯(lián)軸器(42)與二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪(43)連接，所述二級(jí)刀盤法蘭(47)上固定有二級(jí)刀盤齒圈(44)，二級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪(43)與二級(jí)刀盤齒圈(44)嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述二級(jí)刀盤盤面(55)上設(shè)置有二級(jí)刀盤正刀(8)，二級(jí)刀盤溜碴板(3)焊裝在二級(jí)刀盤外圈支撐腹板(48)和二級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板(49)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述三級(jí)刀盤系統(tǒng)包括三級(jí)刀盤盤面(12)，和用于安裝三級(jí)刀盤盤面(12 )的三級(jí)刀盤外圈支撐腹板(13 )、三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板(14 )，三級(jí)刀盤外圈支撐腹板(13)后端與三級(jí)刀盤法蘭(16)固定連接，三級(jí)刀盤法蘭(16)通過(guò)套裝在其外部的三級(jí)刀盤主軸承(18)與刀盤盾體(22)連接，三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板(14)通過(guò)固定在其后端的三級(jí)刀盤推力軸承(27)與刀盤盾體(22)連接，刀盤盾體(22)內(nèi)設(shè)置有呈環(huán)形分布的多組驅(qū)動(dòng)三級(jí)刀盤盤面(12)旋轉(zhuǎn)的三級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置；所述三級(jí)刀盤主軸承(18)為三排兩列滾子軸承；所述三級(jí)刀盤推力軸承(27)為單排推力滾子軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置包括三級(jí)刀盤主驅(qū)動(dòng)電機(jī)(25)、三級(jí)刀盤離合器(24)和三級(jí)刀盤減速機(jī)(23)，三級(jí)刀盤減速機(jī)(23)通過(guò)三級(jí)刀盤聯(lián)軸器(21)與三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪(19)連接，所述三級(jí)刀盤法蘭(16)上固定有三級(jí)刀盤齒圈(20)，三級(jí)刀盤驅(qū)動(dòng)齒輪(19)與三級(jí)刀盤齒圈(20)嚙合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述三級(jí)刀盤盤面(12)上自內(nèi)向外依次設(shè)置有三級(jí)刀盤正刀(7)、三級(jí)刀盤邊緣滾刀(6)和擴(kuò)挖刀(10)，三級(jí)刀盤溜碴板(2)焊裝在三級(jí)刀盤外圈支撐腹板(13)和三級(jí)刀盤內(nèi)圈支撐腹板(14)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的各級(jí)轉(zhuǎn)速可調(diào)型三級(jí)平面式刀盤系統(tǒng)，其特征在于:所述一級(jí)刀盤盤面(51)與二級(jí)刀盤盤面(55)之間，二級(jí)刀盤盤面(55)與三級(jí)刀盤盤面(12)之間均設(shè)置有軸承連接及密封組件，所述軸承連接及密封組件包括安裝在兩刀盤盤面之間的角接觸滾子軸承(62 )，角接觸滾子軸承(62 )兩側(cè)設(shè)置分別安裝有內(nèi)側(cè)密封件(66)和外側(cè)密封件(69)。
【文檔編號(hào)】E21C31/08GK103485778SQ201310196511
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月23日
【發(fā)明者】魏正英, 盧秉恒, 耿麒, 杜軍 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)