一種開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤，包括一、二級(jí)刀盤組件和驅(qū)動(dòng)裝置，一、二級(jí)刀盤組件均配置有軸向推進(jìn)裝置；每級(jí)刀盤組件均包括刀盤和刀盤幅板盤，一、二級(jí)刀盤的盤面上分別設(shè)有多個(gè)排渣口，一、二級(jí)刀盤幅板盤設(shè)有多個(gè)呈放射狀布置的幅板，每個(gè)刀盤組件中幅板的數(shù)量與排渣口的數(shù)量相等。通過軸向推進(jìn)和驅(qū)動(dòng)裝置的協(xié)調(diào)動(dòng)作，可以控制組合刀具不同的掘進(jìn)方式及每級(jí)刀盤組件的開口率。本發(fā)明組合刀盤工作時(shí)各級(jí)刀盤承載負(fù)荷小，提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和載荷分布的均衡，使得刀盤不致因受力過大，受力不均而變形。提高了刀盤的適應(yīng)性掘進(jìn)能力，提高了掘進(jìn)安全性和掘進(jìn)效率。
【專利說明】
一種開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及挖掘地下隧道的掘進(jìn)設(shè)備，屬隧道機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。更具體說是涉及能夠提高復(fù)雜地質(zhì)下大直徑掘進(jìn)機(jī)工作適應(yīng)性，旨在可以依據(jù)不同地質(zhì)工況非常容易的通過兩級(jí)獨(dú)立可伸縮刀盤上進(jìn)行二級(jí)刀盤掘進(jìn)配置以及各級(jí)刀盤可獨(dú)立調(diào)整開口率達(dá)到地質(zhì)適應(yīng)性的一種二級(jí)刀盤結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)法是隧道暗挖工法之一，刀盤是盾構(gòu)機(jī)重要的部件。國(guó)內(nèi)對(duì)盾構(gòu)刀盤的研究重點(diǎn)在整體刀盤開口率分析、刀盤受力分析、刀具布局、復(fù)雜地質(zhì)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)的影響、刀盤刀具壽命分析等，取得了很大進(jìn)展，同時(shí)也收獲很多的成果。
[0003]目前，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)使用刀盤大部分為面板式刀盤結(jié)構(gòu)。刀盤的開挖過程是刀盤與巖土體相互作用的過程，只有與巖土體地質(zhì)特征相適應(yīng)的刀盤才能很好地開挖巖土體，否則將導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)困難，產(chǎn)生相關(guān)的工程問題。因此，盾構(gòu)機(jī)刀盤的設(shè)計(jì)必須根據(jù)隧道的地質(zhì)條件“量體裁衣”進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。
[0004]對(duì)于大直徑長(zhǎng)距離隧道，可緩解建筑用地緊張、交通擁擠的現(xiàn)狀，而飛速發(fā)展的施工技術(shù)水平更使其日益成為城市地下空間的重要建筑結(jié)構(gòu)。目前使用的大直徑盾構(gòu)刀盤多為輻條、幅板分塊結(jié)構(gòu)通過梁鏈接焊接構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)力和扭矩的傳遞。由于開挖斷面大使得刀盤承受的總載荷過大、不平衡力矩過大而造成刀盤變形；由于隧道過長(zhǎng)使得掌子面地質(zhì)復(fù)雜多變、刀盤受力不平衡，進(jìn)而造成主軸承的偏心載荷過大。
[0005]刀盤開口率一般指刀盤開口區(qū)域面積與刀盤總面積的比值。這個(gè)值的選型關(guān)系到刀盤與地層的適應(yīng)性，還影響在掘進(jìn)過程中帶壓換刀。刀盤開口模式及開口率大小直接影響渣土流動(dòng)性、刀盤刀具發(fā)熱、磨損、切削效率和可靠性，以及開倉(cāng)作業(yè)時(shí)進(jìn)倉(cāng)人員的安全。刀盤開口率研究方面主要結(jié)論有:開口率越小，土艙壓力越小，刀盤扭矩越大，開挖前方土體不容易進(jìn)入土倉(cāng)，出土率越小，反之亦然。1.一般面板式刀盤開口率較小，在30 %左右;2.輻板式刀盤兼有面板式和輻條式刀盤的特點(diǎn)，開口率約在35%?50%之間；3.刀盤開口率對(duì)土艙壓力、刀盤扭矩和盾構(gòu)出土率等都有明顯影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明專利目的在于克服傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)，尤其是大直徑盾構(gòu)機(jī)刀盤上刀具的位置及開口率等均為固定的，應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)，刀盤的徑向不平衡力、傾覆力矩大、刀盤變形大、地質(zhì)適應(yīng)性差等缺點(diǎn)，而提供一種開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤。二級(jí)刀盤能有效地把破巖載荷分散到各級(jí)刀盤，同時(shí)提高了刀盤剛度，避免了刀盤應(yīng)力過度集中，有效減小了刀盤的偏心載荷。針對(duì)不同地質(zhì)工況，通過調(diào)整一級(jí)刀盤、二級(jí)刀盤開口率及兩級(jí)刀盤分級(jí)掘進(jìn)組合，使得刀盤整體開口率在20 %?70 %范圍內(nèi)調(diào)整，提升復(fù)雜地質(zhì)大直徑盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)效率和掘進(jìn)質(zhì)量。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤，包括一級(jí)刀盤組件、二級(jí)刀盤組件和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸，所述一級(jí)刀盤組件和二級(jí)刀盤組件均配置有軸向推進(jìn)裝置;所述一級(jí)刀盤組件包括一級(jí)刀盤和一級(jí)刀盤幅板盤，所述一級(jí)刀盤固定在驅(qū)動(dòng)軸的前端，所述一級(jí)刀盤上設(shè)有多個(gè)第一排渣口，所述一級(jí)刀盤幅板盤包括第一軸套，所述第一軸套上設(shè)有第一法蘭，所述第一軸套設(shè)有內(nèi)花鍵，所述第一法蘭上通過云腿連接有多個(gè)呈放射狀布置的第一幅板，所述第一幅板的數(shù)量與所述第一排渣口的數(shù)量相等;所述二級(jí)刀盤組件包括二級(jí)刀盤和二級(jí)刀盤幅板盤，所述二級(jí)刀盤包括第二軸套、第二法蘭和環(huán)形盤，該環(huán)狀盤的內(nèi)徑大于一級(jí)刀盤的外徑;所述環(huán)形盤上設(shè)有多個(gè)第二排渣口，所述第二軸套設(shè)有內(nèi)花鍵和外花鍵;所述二級(jí)刀盤幅板盤包括第三軸套，所述第三軸套上設(shè)有第三法蘭，所述第三軸套設(shè)有內(nèi)花鍵，所述第三法蘭上通過云腿連接有多個(gè)呈放射狀布置的第二幅板，所述第二幅板的數(shù)量與所述第二排渣口的數(shù)量相等;所述第二軸套與所述第三軸套之間為花鍵連接;所述驅(qū)動(dòng)軸為階梯軸，所述驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有分別與所述第一軸套內(nèi)花鍵和所述第二軸套內(nèi)花鍵配合的兩段外花鍵；所述第一軸套與驅(qū)動(dòng)軸之間及所述第二軸套與驅(qū)動(dòng)軸之間均為花鍵連接。
[0008]本發(fā)明中，所述第二軸套的長(zhǎng)度為A3，第二軸套上的內(nèi)花鍵為通長(zhǎng)，第二軸套上的外花鍵位于該第二軸套的前端、且長(zhǎng)度為A2，其中，A2小于A3。
[0009]所述一級(jí)刀盤的面板上設(shè)有中心刀、正滾刀、邊刀和刮刀;所述二級(jí)刀盤的面板上設(shè)有正滾刀、邊刀和刮刀。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0011]本專利解決了長(zhǎng)期以來嚴(yán)重困擾盾構(gòu)施工的刀盤地質(zhì)適應(yīng)性差，盾構(gòu)掘進(jìn)效率低、刀盤的重復(fù)利用率低及刀盤開口率等均為固定的問題，依據(jù)地質(zhì)適應(yīng)性理論，采用大開口率刀盤配套幅板盤的配置方案，使得二級(jí)伸縮刀盤在掘進(jìn)過程中既能調(diào)節(jié)二級(jí)刀盤的伸縮掘進(jìn)，又可以調(diào)整各級(jí)刀盤開口率來適應(yīng)各種地質(zhì)層。由于采用二級(jí)刀盤系統(tǒng)分體式設(shè)計(jì)，大大提高了大直徑盾構(gòu)刀盤的地質(zhì)適應(yīng)性，提高了刀盤的有效使用壽命，經(jīng)濟(jì)性十分可觀。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的二級(jí)組合刀盤端向視圖；
[0013]圖2為本發(fā)明二級(jí)組合刀盤軸向視圖；
[0014]圖3為本發(fā)明二級(jí)組合刀盤兩極均處于最大開口時(shí)的端向視圖；
[0015]圖4為本發(fā)明二級(jí)組合刀盤僅調(diào)節(jié)二級(jí)開口的示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明中二級(jí)刀盤組件端向視圖；
[0017]圖6為本發(fā)明中二級(jí)刀盤幅板盤的端向視圖；
[0018]圖7為本發(fā)明中一級(jí)刀盤端向視圖；
[0019]圖8為本發(fā)明中一級(jí)刀盤幅板盤的端向視圖；
[0020]圖9為本發(fā)明中僅一級(jí)刀盤進(jìn)行掘進(jìn)的狀態(tài)示意圖；
[0021 ]圖10為掘進(jìn)過程中一級(jí)刀盤幅板盤與一級(jí)刀盤脫離狀態(tài)放大示意圖；
[0022]圖11為本發(fā)明中二級(jí)刀盤組件與驅(qū)動(dòng)軸之間的連接關(guān)系放大示意圖。
[0023]圖中:1-一級(jí)刀盤組件刀，2-二級(jí)刀盤組件，3-驅(qū)動(dòng)軸，4-一級(jí)刀盤，5-—級(jí)刀盤幅板盤，6-第一排渣口，7-第一軸套，8-第一法蘭，9-第一幅板，10-二級(jí)刀盤，11-二級(jí)刀盤幅板盤，12-第二軸套，13-第二法蘭，14-環(huán)形盤，15-第二排渣口，16-第三軸套，17-第三法蘭，18-第二幅板，19-主液壓缸，20-刀盤伸縮液壓缸，21-幅板盤伸縮液壓缸。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明提出的一種開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤，如圖1和圖2所示，包括一級(jí)刀盤組件1、二級(jí)刀盤組件2和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸3，所述一級(jí)刀盤組件I和二級(jí)刀盤組件2均配置有軸向推進(jìn)裝置。
[0026]如圖1、圖7和圖8所示，所述一級(jí)刀盤組件I包括一級(jí)刀盤4和一級(jí)刀盤幅板盤5，所述一級(jí)刀盤4的面板上設(shè)有中心刀、正滾刀、邊刀和刮刀。所述一級(jí)刀盤4固定在驅(qū)動(dòng)軸3的前端，所述一級(jí)刀盤4上設(shè)有多個(gè)第一排渣口 6，所述一級(jí)刀盤幅板盤5包括第一軸套7，所述第一軸套7上設(shè)有第一法蘭8，所述第一軸套7設(shè)有內(nèi)花鍵，所述第一法蘭8上通過云腿連接有多個(gè)呈放射狀布置的第一幅板9，所述第一幅板9的數(shù)量與所述第一排渣口 6的數(shù)量相等。
[0027]如圖2、圖5、圖6和圖11所示，所述二級(jí)刀盤組件2包括二級(jí)刀盤10和二級(jí)刀盤幅板盤11，所述二級(jí)刀盤10的面板上設(shè)有正滾刀、邊刀和刮刀。所述二級(jí)刀盤10包括第二軸套12、第二法蘭13和環(huán)形盤14，該環(huán)狀盤14的內(nèi)徑大于一級(jí)刀盤4的外徑;所述環(huán)形盤14上設(shè)有多個(gè)第二排渣口 15，所述第二軸套12設(shè)有內(nèi)花鍵和外花鍵;所述第二軸套12的長(zhǎng)度為A3，第二軸套12上的內(nèi)花鍵為通長(zhǎng)，第二軸套12上的外花鍵位于該第二軸套12的前端、且長(zhǎng)度為A2，其中，A2小于A3;如圖11所示。所述二級(jí)刀盤幅板盤11包括第三軸套16，所述第三軸套16上設(shè)有第三法蘭17，所述第三軸套16設(shè)有內(nèi)花鍵，所述第三法蘭17上通過云腿連接有多個(gè)呈放射狀布置的第二幅板18，所述第二幅板18的數(shù)量與所述第二排渣口 15的數(shù)量相等；所述第二軸套12與所述第三軸套16之間為花鍵連接。
[0028]如圖11所示，所述驅(qū)動(dòng)軸3為階梯軸，所述驅(qū)動(dòng)軸3上設(shè)有分別與所述第一軸套7上的內(nèi)花鍵和所述第二軸套12上的內(nèi)花鍵配合的兩段外花鍵;所述第一軸套7與驅(qū)動(dòng)軸3之間及所述第二軸套12與驅(qū)動(dòng)軸3之間均為花鍵連接。
[0029]實(shí)施例:本發(fā)明開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤的具體過程是:
[0030]本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置包括由電機(jī)帶動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸3，軸向推進(jìn)裝置可以采用液壓缸系統(tǒng)，該液壓缸系統(tǒng)包括用于軸向推動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸的主液壓缸19和多個(gè)用于軸向推動(dòng)各級(jí)刀盤的刀盤伸縮液壓缸20和多個(gè)用于軸向推動(dòng)各級(jí)刀盤幅板的幅板盤伸縮液壓缸21，如圖2、圖
9、和圖10所示。
[0031]本發(fā)明中一級(jí)刀盤4與驅(qū)動(dòng)軸3連接，一級(jí)刀盤幅板盤5通過花鍵與驅(qū)動(dòng)軸連接，實(shí)現(xiàn)一級(jí)刀盤4、一級(jí)刀盤幅板盤5同軸轉(zhuǎn);與此同時(shí)，液壓缸系統(tǒng)中的主液壓缸和幅板盤伸縮液壓缸聯(lián)動(dòng)推進(jìn)驅(qū)動(dòng)軸和一級(jí)刀盤幅板盤5，實(shí)現(xiàn)一級(jí)刀盤的掘進(jìn)。一級(jí)刀盤掘進(jìn)過程中，遇到地質(zhì)層變化時(shí)，可通過調(diào)節(jié)一級(jí)刀盤幅板盤5與一級(jí)刀盤4相對(duì)位置來決定開口率(SP第一幅板9遮擋第一排渣口 6后留有空隙)的大小，其調(diào)整步驟如下:首先，一級(jí)刀盤4向前推進(jìn)或者一級(jí)刀盤幅板盤5液壓缸收縮使得一級(jí)刀盤連接的帶有外花鍵的驅(qū)動(dòng)軸3和(帶動(dòng)一級(jí)刀盤幅板盤5的)第一軸套7的內(nèi)花鍵脫離;然后，驅(qū)動(dòng)軸3帶動(dòng)一級(jí)刀盤4旋轉(zhuǎn)到需要的位置(即近似到整數(shù)花鍵齒的位置)；一級(jí)刀盤幅板盤5沿軸向推進(jìn)至與驅(qū)動(dòng)軸3上的花鍵配合，至此完成一次一級(jí)刀盤組件I開口率調(diào)整。
[0032]本發(fā)明中，通過計(jì)算并設(shè)計(jì)一級(jí)刀盤的整體面積、一級(jí)刀盤的開口面積和一級(jí)刀盤幅板盤的面積，可以得到需要的一級(jí)刀盤開口率的調(diào)整范圍，本發(fā)明中優(yōu)選一級(jí)刀盤組件I開口率的可控范圍為16 %?60 %。該計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容屬于本領(lǐng)域公知常識(shí)，在此不再贅述。根據(jù)實(shí)際調(diào)整開口率的精度需求，還可以調(diào)整驅(qū)動(dòng)軸3和第一軸套7之間嚙合的內(nèi)外花鍵的齒數(shù)來實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中第一軸套7的內(nèi)花鍵槽為通長(zhǎng)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)軸3上與之配合的外花鍵槽的長(zhǎng)度H，其具體數(shù)值以滿足一級(jí)刀盤組件調(diào)節(jié)開口率過程中的伸縮距離即可，如圖1O所示。
[0033]本發(fā)明中二級(jí)刀盤10依次通過第二法蘭13和第二軸套12與驅(qū)動(dòng)軸3連接，二級(jí)刀盤幅板盤11依次通過第三法蘭17、第三軸套16和第二軸套12與驅(qū)動(dòng)軸3連接，實(shí)現(xiàn)二級(jí)刀盤
10、二級(jí)刀盤幅板盤11同軸轉(zhuǎn)，如圖11所示；與此同時(shí)，液壓缸系統(tǒng)中的主液壓缸和幅板盤伸縮液壓缸聯(lián)動(dòng)推進(jìn)驅(qū)動(dòng)軸3和二級(jí)刀盤幅板盤11，實(shí)現(xiàn)二級(jí)刀盤10的掘進(jìn)。二級(jí)刀盤掘進(jìn)過程中，遇到地質(zhì)層變化時(shí)，可通過調(diào)節(jié)二級(jí)刀盤幅板盤11與二級(jí)刀盤10相對(duì)位置來決定二級(jí)刀盤組件2開口率的大小，其調(diào)整步驟如下:首先，第二軸套16在驅(qū)動(dòng)軸3的帶動(dòng)下向前推進(jìn)或者是在二級(jí)幅板盤伸縮液壓缸連同二級(jí)刀盤幅板盤11、第三法蘭17和第三軸套16回退至第三軸套16和第二軸套12之間花鍵配合段脫離;然后，驅(qū)動(dòng)軸3依次帶動(dòng)二級(jí)軸套12、二級(jí)刀盤10旋轉(zhuǎn)到需要的位置(即近似到整數(shù)花鍵齒的位置)；二級(jí)刀盤幅板盤11沿軸向推進(jìn)至第三軸套16與第二軸套12的花鍵配合，至此完成一次二級(jí)刀盤組件2開口率調(diào)整。本發(fā)明中，優(yōu)選二級(jí)刀盤組件2開口率的可控范圍為20%?70%。
[0034]本發(fā)明中，第二軸套12的長(zhǎng)度為A3、所述第二軸套12上花鍵軸段的長(zhǎng)度為A2，第三軸套16的長(zhǎng)度為A4、驅(qū)動(dòng)軸3上與第二軸套配合的花鍵軸段的長(zhǎng)度為Al，如圖11所示，其中，A1>A2>A4，且A3-A2>A4。
[0035]通常刀盤開口率取值范圍:(I)流塑性粘土中盾構(gòu)刀盤開口率選擇30%?40%左右，由于土層強(qiáng)度較低，較小的開口率對(duì)控制開挖面土層變形有利。(2)硬塑性粘土中盾構(gòu)刀盤開口率不宜低于50%，由于土層粘聚力高，小開口率對(duì)盾構(gòu)出土非常不利。(3)刀盤開口率在30%和50%時(shí)，刀盤的支護(hù)壓力與該地質(zhì)所對(duì)應(yīng)的地應(yīng)力較為接近，對(duì)掌子面支護(hù)比較有利。(4)當(dāng)開口率>70%時(shí)，泥土倉(cāng)土體下陷趨勢(shì)明顯。
[0036]圖1示出刀盤整體開口率最小狀態(tài)如，即一、二級(jí)刀盤幅板盤完全嵌入相對(duì)應(yīng)刀盤的開口區(qū)域內(nèi)；圖3示出一、二級(jí)刀盤組件均處于最大開口時(shí)的狀態(tài)，圖4示出了僅調(diào)節(jié)二級(jí)刀盤組件開口的狀態(tài)，即一二級(jí)刀盤系統(tǒng)幅板盤的幅板部分遮擋在相應(yīng)刀盤背后，零面積嵌入相對(duì)應(yīng)刀盤開口區(qū)域;本發(fā)明實(shí)施例中，其整體(由一級(jí)刀盤組件和二級(jí)刀盤組件構(gòu)成)的總開口率的可調(diào)范圍為20%?70%，可以滿足上述不同地質(zhì)環(huán)境下對(duì)刀盤開口率的要求。
[0037]本發(fā)明二級(jí)刀盤獨(dú)立伸縮掘進(jìn)主要有以下三種掘進(jìn)方式:第一種為一級(jí)刀盤組件I先掘進(jìn)，二級(jí)刀盤組件2后掘進(jìn);第二種為二級(jí)刀盤組件2先掘進(jìn)，一級(jí)刀盤組件I后掘進(jìn)；第三種為一、二級(jí)刀盤組件I和2形成一整體同時(shí)掘進(jìn)。
[0038]所述第一種掘進(jìn)方式為:一級(jí)刀盤組件I通過驅(qū)動(dòng)軸3推動(dòng)一級(jí)刀盤4掘進(jìn)，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件通過一級(jí)刀盤幅板盤5調(diào)節(jié)一級(jí)刀盤組件I開口率，如圖9所示。隨后，由二級(jí)刀盤伸縮液壓缸和二級(jí)刀盤幅板的幅板盤伸縮液壓缸推進(jìn)二級(jí)刀盤組件2掘進(jìn)，如圖2所示；根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件通過二級(jí)刀盤幅板盤11調(diào)節(jié)二級(jí)刀盤組件的開口率。
[0039]所述第二種掘進(jìn)方式為:二級(jí)刀盤伸縮液壓缸和二級(jí)刀盤幅板的幅板盤伸縮液壓缸推進(jìn)二級(jí)刀盤組件掘進(jìn)，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件通過二級(jí)刀盤幅板盤11調(diào)節(jié)二級(jí)刀盤組件2的開口率。隨后，驅(qū)動(dòng)軸3驅(qū)動(dòng)的同時(shí)主液壓缸推進(jìn)一級(jí)刀盤組件I掘進(jìn)，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件通過一級(jí)刀盤幅板盤5調(diào)節(jié)一級(jí)刀盤組件I的開口率。
[0040]所述第三種掘進(jìn)方式為:一、二級(jí)刀盤組件同時(shí)同步掘進(jìn)，整體刀盤開口率可由一、二級(jí)刀盤幅板盤配合調(diào)整。
[0041 ]綜上所述，本發(fā)明組合刀盤工作時(shí)各級(jí)刀盤承載負(fù)荷小，提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和載荷分布的均衡，使得刀盤不致因受力過大，受力不均而變形。刀盤具有三種掘進(jìn)工作模式和多種調(diào)整開口率方式，可以針對(duì)不同的地質(zhì)條件，選擇最佳工作方式，提高了刀盤的適應(yīng)性掘進(jìn)能力，也提高了掘進(jìn)安全性和掘進(jìn)效率。本發(fā)明可伸縮且開口率可調(diào)的組合刀盤的各級(jí)破巖總推力、扭矩和最大應(yīng)力均比同直徑平面刀盤小很多，實(shí)現(xiàn)了刀盤面板結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
[0042]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤，包括一級(jí)刀盤組件(I)、二級(jí)刀盤組件(2)和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸(3)，所述一級(jí)刀盤組件(I)和二級(jí)刀盤組件(2)均配置有軸向推進(jìn)裝置;其特征在于: 所述一級(jí)刀盤組件(I)包括一級(jí)刀盤(4)和一級(jí)刀盤幅板盤(5)，所述一級(jí)刀盤(4)固定在驅(qū)動(dòng)軸(3)的前端，所述一級(jí)刀盤(4)上設(shè)有多個(gè)第一排渣口(6)，所述一級(jí)刀盤幅板盤(5)包括第一軸套(7)，所述第一軸套(7)上設(shè)有第一法蘭(8)，所述第一軸套(7)設(shè)有內(nèi)花鍵，所述第一法蘭(8)上通過云腿連接有多個(gè)呈放射狀布置的第一幅板(9)，所述第一幅板(9)的數(shù)量與所述第一排渣口(6)的數(shù)量相等； 所述二級(jí)刀盤組件(2)包括二級(jí)刀盤(10)和二級(jí)刀盤幅板盤(11)，所述二級(jí)刀盤(10)包括第二軸套(12)、第二法蘭(13)和環(huán)形盤(14)，該環(huán)狀盤(14)的內(nèi)徑大于一級(jí)刀盤(4)的外徑;所述環(huán)形盤(14)上設(shè)有多個(gè)第二排渣口(15)，所述第二軸套(12)設(shè)有內(nèi)花鍵和外花鍵;所述二級(jí)刀盤幅板盤(11)包括第三軸套(16)，所述第三軸套(16)上設(shè)有第三法蘭(17)，所述第三軸套(16)設(shè)有內(nèi)花鍵，所述第三法蘭(17)上通過云腿連接有多個(gè)呈放射狀布置的第二幅板(18)，所述第二幅板(18)的數(shù)量與所述第二排渣口(15)的數(shù)量相等;所述第二軸套(12)與所述第三軸套(16)之間為花鍵連接； 所述驅(qū)動(dòng)軸(3)為階梯軸，所述驅(qū)動(dòng)軸(3)上設(shè)有分別與所述第一軸套(7)上的內(nèi)花鍵和所述第二軸套(12)上的內(nèi)花鍵配合的兩段外花鍵;所述第一軸套(7)與驅(qū)動(dòng)軸(3)之間及所述第二軸套(12)與驅(qū)動(dòng)軸(3)之間均為花鍵連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤，其特征在于:所述第二軸套(12)的長(zhǎng)度為A3，第二軸套(12)上的內(nèi)花鍵為通長(zhǎng)，第二軸套(12)上的外花鍵位于該第二軸套(12)的前端、且長(zhǎng)度為A2，其中，A2小于A3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述開口率可調(diào)的二級(jí)伸縮式掘進(jìn)機(jī)組合刀盤，其特征在于:所述一級(jí)刀盤(4)的面板上設(shè)有中心刀、正滾刀、邊刀和刮刀;所述二級(jí)刀盤(10)的面板上設(shè)有正滾刀、邊刀和刮刀。
【文檔編號(hào)】E21D9/08GK106050251SQ201610627503
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日
【發(fā)明人】劉建琴, 白巖龍, 郭偉, 王磊, 賈玄彬
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)