高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀及破岩方法技术

本发明专利技术公开了一种高压水射流‑机械耦合一体式破岩盘型滚刀及破岩方法，解决了现有技术中高压水射流与可自转的刀具配合度不高的问题。本发明专利技术包括刀轴、刀体和刀圈，刀体安装在刀轴上，刀圈安装在刀体上，所述刀轴内设有高压进水孔道，刀体内设有高压水分配通道，刀圈内设有高压出水孔道，高压水分配通道与高压进水孔道相对应，高压出水孔道与高压水分配通道相对应。本发明专利技术采用镶嵌式高压水射流，即高压水经高压进水孔道进入滚刀，然后高压水经高压水分配通道与高压出水孔道向外射出形成高压水射流，高压水射流先于滚刀对岩面进行冲击使其产生裂纹，然后滚刀（刀圈）对产生裂纹的岩面进行碾压破碎，提高掘进效率。

High pressure water jet mechanical coupling rock breaking disc type hob and rock breaking method

【技术实现步骤摘要】
高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀及破岩方法
本专利技术涉及盾构机
，特别是指一种高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀及破岩方法。
技术介绍
隧道掘进机是一种集机械、电子、液压、激光等技术于一体的大型隧道开挖装备，在山岭隧道及城市地铁工程建设中发挥着重要作用。在硬岩掘进过程中，岩石硬度较大，刀盘刀具受力复杂，刀具的磨损较快，换刀的频率相对较高，大大制约了施工效率。另外，盾构机的换刀作业不仅耗资巨大、周期长，而且作业环境恶劣，操作人员将承受极大的安全风险。研制一种适于硬岩掘进使用的新型滚刀是一件迫在眉睫的课题。高压水射流是指通过高压水发生装置将水加压至几十兆帕以上，并利用具有“细孔”特征的喷射装置将其转换为高速的微细射流，其速度一般都在一倍马赫数以上，具有巨大的打击能量，可以用于工业切割、矿业开采、表面清洗以及材料破碎等。机械破岩相比，水射流辅助机械刀具破岩可以提高刀具破岩能力，减小刀具阻力，延长刀具的使用寿命，降低粉尘浓度等。但目前水射流辅助破岩设计主要聚焦于高压水射流和刀具的配合使用，如公开专利（CN2015202本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀，包括刀轴（1）、刀体（3）和刀圈（2），刀体（3）安装在刀轴（1）上，刀圈（2）安装在刀体（3）上，其特征在于：所述刀轴（1）内设有高压进水孔道（4），刀体（3）内设有高压水分配通道（5），刀圈（2）内设有高压出水孔道（6），高压水分配通道（5）与高压进水孔道（4）相对应，高压出水孔道（6）与高压水分配通道（5）相对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀，包括刀轴（1）、刀体（3）和刀圈（2），刀体（3）安装在刀轴（1）上，刀圈（2）安装在刀体（3）上，其特征在于：所述刀轴（1）内设有高压进水孔道（4），刀体（3）内设有高压水分配通道（5），刀圈（2）内设有高压出水孔道（6），高压水分配通道（5）与高压进水孔道（4）相对应，高压出水孔道（6）与高压水分配通道（5）相对应。


2.根据权利要求1所述的高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀，其特征在于：所述高压进水孔道（4）包括一个轴向进水孔道（401）和若干个径向进水孔道（402），径向进水孔道（402）与轴向进水孔道（401）相连通。


3.根据权利要求2所述的高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀，其特征在于：所述轴向进水孔道（401）的中心轴线与刀轴（1）的中心轴线重合，径向进水孔道（402）位于同一刀轴（1）横截面上。


4.根据权利要求1或2或3所述的高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀，其特征在于：所述刀体（3）包括刀壳体（304），刀壳体（304）通过两个对称设置的轴承（303）安装在刀轴（1）上，两个对称设置的轴承（303）之间设有轴向挡圈（302），轴向挡圈（302）与刀壳体（304）之间设有密封件（301），高压水分配通道（5）沿径向设置在刀壳体（304）内。


5.根据权利要求4所述的高压水射流-机械耦合一体式破岩盘型滚刀，其特征在于：所述轴向挡圈（302）上设有第一径向通孔（305），密封件（301）上设有第二径向通孔（306），第一径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜礼杰，赵梦媛，杨航，原晓伟，文勇亮，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41