适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；刀头本体由刀架、刀具、圆盘结构的挡板、铲斗、挡板固定架和轴承体构成；刀架由至少四个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂位于中心位置处的端部与刀臂连接盘固定连接,每个刀臂分别通过连杆与轴承体的内圈固定连接,挡板设置在轴承体与刀架之间,挡板通过挡板固定架与对应的连杆固定连接,挡板上开设有连杆穿孔；铲斗为多个,分别沿挡板外缘均匀布置在挡板工作面上；刀具为多个，分别沿每个刀臂的纵向间隔固定在刀臂的工作面上。本实用新型专利技术优点在于针对短隧洞施工而设计，满足了对不同断面直径隧洞的开挖要求，极大方便了掘进机的运输、组装和拆卸。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及敞开式硬岩掘进机，尤其是涉及适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头。
技术介绍
在隧洞掘进施工中，广泛采用的施工方法为钻爆法和掘进机法。掘进机在适宜的地质条件下，具有掘进效率高、对围岩扰动小、超挖量小、开挖面光滑、质量好、对施工人员劳动保护好等一系列优点。但是, 掘进机法在隧洞掘进施工中但也存在如下缺点：1、一次性设备投入大；传统掘进机施工时，掘进机专门为某条隧洞设计，基本不具有通用性，一次性投入设备费过高，掘进机隧洞掘进施工中，每米直径的成本为10万美元～120万美元，因次采用掘进机法施工的隧洞长度小于3km是不经济的。2、投产时间长；因机械的制造、运输、组装等占用时间一般为6个月～18个月。3、单体重量重、体积大不便于运输；单体重量达400t左右，拆分后的单体重量也达几十吨。4、动力消耗大；电力供应达到钻爆法所需电力的6倍左右。5、结构尺寸针对性强；传统掘进机刀头的刀具直接固定在刀盘上，刀盘为整体结构不可拆卸，其重量往往达到几十吨，尺寸与隧洞开挖断面等同，一般道路很难满足运输要求，导致掘进机的运输、组装、拆卸极为困难，特别是当需要在洞内组装或拆卸时，需要扩挖至少为原隧洞两倍以上空间。以上缺点限制了掘进机的使用，尤其是以短隧洞为主的水利工程如泄洪洞、引水发电洞和导流洞等地下工程施工的应用。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头。为实现上述目的，本技术采取下述技术方案：本技术所述适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；所述刀头本体由刀架、刀具、圆盘结构的挡板、铲斗、挡板固定架和轴承体构成；所述刀架由至少四个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂位于中心位置处的端部均与刀臂连接盘固定连接,每个刀臂分别通过连杆与所述轴承体的内圈固定连接,所述挡板设置在轴承体与刀架之间, 挡板通过所述挡板固定架与对应的连杆固定连接, 挡板上开设有连杆穿孔；所述铲斗为多个,分别沿挡板外缘均匀布置在挡板工作面上；所述刀具为多个，分别沿每个刀臂的纵向间隔固定在刀臂的工作面上。所述刀架由八个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，刀架的外缘回转直径等于或大于所述挡板的直径。本技术优点在于针对短隧洞施工而设计，将所述刀架的每个刀臂与刀架中心位置处的刀臂连接盘固定连接,满足了对不同断面直径隧洞的开挖要求，即：根据开挖隧洞直径，通过更换刀臂的长度和不同直径的挡板来实现，通用性强，并且缩短了刀头的生产、安装、调试周期，减小了运输、安装、调试难度，降低了对洞外场地的要求。刀臂和挡板可拆卸，减小了掘进机的最大部件尺寸，也极大的方便了掘进机的运输、组装和拆卸。同时，当用于开挖短隧洞时，仅保留掘进机的开挖功能，将其余后配套功能取消；当用于较长隧洞开挖时，可方便挂设后配套台车，最大限度地减少了一次性设备的投入成本。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术所述刀架和刀具组装后的结构示意图。图3是本技术所述挡板和铲斗组装后的结构示意图。图4是本技术用于硬岩掘进机的使用状态参考图。具体实施方式如图1-3所示，本技术所述适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；所述刀头本体由刀架、刀具1、圆盘结构的挡板2、铲斗3、挡板固定架4和轴承体5构成；所述刀架由八个结构相同的刀臂6沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂6位于中心位置处的端部均与刀臂连接盘7固定连接,每个刀臂6分别通过连杆8与所述轴承体5的内圈固定连接,所述挡板2设置在轴承体5与刀架之间, 挡板2的直径等于刀架的外缘回转直径， 挡板2通过所述挡板固定架4与对应的连杆8固定连接, 挡板2上开设有连杆穿孔9；所述铲斗3为四个,分别沿挡板2外缘均匀布置在挡板2工作面上，挡板2上位于每个铲斗3位置处均开设有出渣孔10；所述刀具1为多个，分别沿每个刀臂6的纵向间隔固定在刀臂6的工作面上。如图4所示，本技术使用时，将所述轴承体5内圈与硬岩掘进机的动力输出轴11固定连接，轴承体5外圈与硬岩掘进机的支承壳体12固定连接即可。刀架在硬岩掘进机动力输出轴11的驱动下旋转掘进，铲斗3将已经破碎的岩渣从隧道底部铲起，当挡板2转动提升到顶部时自出渣孔10倾入卸渣溜槽，再由出渣运输带排泄到运渣车辆内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；其特征在于：所述刀头本体由刀架、刀具、圆盘结构的挡板、铲斗、挡板固定架和轴承体构成；所述刀架由至少四个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂位于中心位置处的端部均与刀臂连接盘固定连接,每个刀臂分别通过连杆与所述轴承体的内圈固定连接,所述挡板设置在轴承体与刀架之间, 挡板通过所述挡板固定架与对应的连杆固定连接, 挡板上开设有连杆穿孔；所述铲斗为多个,分别沿挡板外缘均匀布置在挡板工作面上；所述刀具为多个，分别沿每个刀臂的纵向间隔固定在刀臂的工作面上。

【技术特征摘要】
1.一种适于短隧洞开挖的敞开式硬岩掘进机刀头，包括刀头本体；其特征在于：所述刀头本体由刀架、刀具、圆盘结构的挡板、铲斗、挡板固定架和轴承体构成；所述刀架由至少四个结构相同的刀臂沿径向放射性均匀分布设置，每个刀臂位于中心位置处的端部均与刀臂连接盘固定连接,每个刀臂分别通过连杆与所述轴承体的内圈固定连接,所述挡板设置在轴承体与刀架之间, 挡板通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金良，刘宗仁，张远生，蓝祖秀，竹怀水，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41