一种同心双刀盘掘进机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种同心双刀盘掘进机，包括环形前刀盘、圆形后刀盘、驱动系统和出渣系统，环形前刀盘与圆形后刀盘同轴设置，环形前刀盘的开挖面位于圆形后刀盘的前方，环形前刀盘与圆形后刀盘驱动系统通过一套双轴输出电机控制，驱动系统后端还设有减震系统，环形前刀盘和圆形后刀盘组合形成全断面，圆形后刀盘可拆卸以应对地质变化。环形外部刀盘开挖先行环形隧道后留下的核心岩柱周边地应力得以释放，由圆形内部刀盘开挖。通过圆形后刀盘滚刀的刀间距、贯入深度以及刀刃高度的合理设置，核心岩柱在开挖过程中由外到内不断形成新的临空面，便于大粒度岩渣剥离出母岩，减小开挖能耗。可拆卸的圆形后刀盘为应对地质情况变化创造便利条件。创造便利条件。创造便利条件。

【技术实现步骤摘要】
一种同心双刀盘掘进机


[0001]本技术属于隧道掘进机
，具体的说是涉及一种同心双刀盘掘进机。

技术介绍

[0002]随着我国隧道及地下工程建设的高速发展，尤其是川藏线工程的启动，掘进机向深部岩体掘进，面临的岩石强度逐渐增加，岩石抗压强度普遍超过100MPa，使得滚刀磨损严重，崩刃频繁断裂。设备破岩过程可以概括为滚刀滚压，将岩渣从掌子面上一片一片进行剥落，其中滚刀破岩能耗耗散的主要途径是产生破碎岩渣的新鲜岩面所消耗的能量，因此减少岩渣的新鲜岩面是降低刀盘破岩能耗的重要途径，然而一般的隧道掘进机在掘进硬岩的过程中大多存在着滚刀磨损严重的技术缺陷。 一般而言，岩石在破碎过程中所产生的新鲜岩面与对应产生的岩渣数量和大小呈一定的对应关系，岩渣数量越多，岩渣平均尺寸越小，所产生岩渣新鲜岩面也越多，即破岩过程所消耗的能量也越多。为此，提供一种同心双刀盘掘进机，有效的减少岩渣的数量，增加岩渣的尺寸，实现硬岩掘进过程中极大的减少掘进破岩能耗就显得非常的必要。

技术实现思路

[0003]本技术的专利技术目：
[0004]主要是为了提供一种同心双刀盘掘进机，有效的降低岩石抗压强度超过100MPa的硬岩掘进工况下的刀具磨损缺陷，通过环形外部刀盘开挖先行环形隧道，预留的核心岩柱由圆形内部刀盘开挖的技术方式，产生大块岩渣，减少岩渣数量，降低破岩能耗， 进一步提高掘进机在硬岩工况下的施工效率，降低企业的施工成本，提高企业的经济效益。
[0005]本技术的技术方案为：
[0006]提供了一种同心双刀盘掘进机，包括：
[0007]组合式刀盘结构，该组合式刀盘结构包括设置在掘进机上的环形前刀盘和圆形后刀盘，环形前刀盘与圆形后刀盘同轴设置，环形前刀盘的开挖面位于圆形后刀盘的前方；环形前刀盘和圆形后刀盘组合形成全断面开挖组合式刀盘结构；
[0008]驱动系统，驱动系统与环形前刀盘和圆形后刀盘独立驱动连接，其通过双轴输出电机系统控制，在电机系统后端还设有减震系统；
[0009]出渣系统，其分别设置在环形前刀盘底部的后方和圆形后刀盘的中部空腔内，分别用于环形前刀盘开挖岩渣的排出和圆形后刀盘开挖岩渣的排出；
[0010]滚刀，其呈多组布置在环形前刀盘和圆形后刀盘上，用于开挖掘进破岩工况；
[0011]刮渣板，其呈多个设置在环形前刀盘和圆形后刀盘上，用于开挖掘进过程中的刮渣工况。
[0012]出渣系统包括底部出渣系统和/或中心出渣系统，底部出渣系统位于环形前刀盘底部的后方，用于环形前刀盘和/或圆形后刀盘开挖岩渣的排出，中心出渣系统位于圆形后刀盘的中部空腔内，用于圆形后刀盘开挖岩渣的排出。
[0013]在环形前刀盘刮渣板后端连接有溜渣槽，溜渣槽与刀盘后端开口部连通，掘进开挖破碎后的小直径岩渣依次通过刮渣板、溜渣槽进入到刀盘底部的后方，在掘进机推进过程中，岩渣受挤压后通过犁状导渣块进入到底部设置的排渣系统中被排出。
[0014]圆形后刀盘设置有刮渣板，在其后端连接设置有溜渣槽，溜渣槽与刀盘中部空腔相连，空腔后端连接有漏渣斗，开挖破碎后的大粒度岩渣经中部设置的排渣系统中被排出。
[0015]圆形后刀盘开挖的岩渣尺寸大于环形前刀盘开挖的岩渣尺寸。
[0016]圆形后刀盘的边滚刀至中心滚刀刀刃高度依次减小，边滚刀先贯入核心岩柱致使边缘岩石剥离，形成新的临空面，再依次由内侧滚刀挤压剥离，直至整个进尺内岩石开挖完成，进入下一掘进开挖过程。
[0017]出渣系统采用螺旋输送机、皮带输送机、刮板链输送机中 的一种。
[0018]圆形后刀盘与掘进机之间可拆卸连接， 为掘进机提供作业空间。
[0019]本技术的有益效果是：
[0020]（1）环形前刀盘开挖先行环形隧道，预留的核心岩柱周边地应力得以释放，圆形后刀盘开挖效率高、耗能少。
[0021]（2）圆形后刀盘通过滚刀刀间距、贯入深度以及刀刃高度的合理设置，核心岩柱在开挖过程中由外到内不断形成新的临空面，便于大粒度岩渣剥离出母岩，减小开挖能耗。
[0022]（3）一套双轴输出电机带动驱动系统，可实现环形前刀盘和圆形后刀盘的独立控制，根据不同地质实时调整转速和扭矩。
[0023]（4）圆形后刀盘还可拆卸连接，环形前刀盘开挖形成的核心岩柱可通过其他方式取出，施工方式灵活。
附图说明
[0024]图1为本技术的双刀盘的示意图；
[0025]图2为本技术的外刀盘的示意图；
[0026]图3为本技术的内刀盘的示意图；
[0027]图4为本技术掘进机的剖视结构示意图一；
[0028]图5为图4的A
‑
A面的剖视结构示意图；
[0029]图6为本技术外刀盘开挖岩层的结构示意图一；
[0030]图7为本技术内刀盘开挖岩层的结构示意图一；
[0031]图8为本技术内刀盘切削岩石过程的结构示意图；
[0032]图9为本技术大断面硬岩掘进的结构示意图；
[0033]图10为图9的B
‑
B面的剖视结构示意图；
[0034]图11为本技术大断面硬岩掘进的外刀盘开挖岩层示意图；
[0035]图12为本技术大断面硬岩掘进的内刀盘开挖岩层示意图；
[0036]图13为本技术掘进机的剖视结构示意图二；
[0037]图14为图13的C
‑
C面的剖视结构示意图；
[0038]图15为本技术外刀盘开挖岩层的结构示意图二；
[0039]图16为本技术内刀盘开挖岩层的结构示意图二；
[0040]图中：1为环形前刀盘，2为圆形后刀盘，3为电机系统，4为驱动系统，5为减震系统，
6为导渣块，7为出渣系统，8为溜渣槽，9为漏渣斗，10为连接件，20为滚刀，30为刮渣板，40为岩层，50为岩渣。
具体实施方式
[0041]下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0042]实施例1：如图1~图5所示，提供了一种同心双刀盘掘进机，包括环形前刀盘1、圆形后刀盘2、电机系统3、驱动系统4和出渣系统7，环形前刀盘与圆形后刀盘同轴设置，环形前刀盘的开挖面位于圆形后刀盘的前方，环形前刀盘与圆形后刀盘配有独立的驱动系统4，通过一套双轴输出电机控制，驱动系统后端还设有减震系统5，环形前刀盘和圆形后刀盘上设有多组滚刀20和刮渣板30，其布置能够满足开挖破岩和刮渣需求，环形前刀盘和圆形后刀盘组合形成全断面开挖。环形前刀盘与驱动系统通过圆环形间隔布置的连接件10（9根连接柱）连接，掘进机采用一套出渣系统，出渣系统位于环形前刀盘底部的后方，用于环形前刀盘和圆形外刀盘开挖岩渣的排出。出渣系统包括螺旋输送机、皮带输送机、刮板链输送机。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同心双刀盘掘进机，其特征在于，包括：组合式刀盘结构，该组合式刀盘结构包括设置在掘进机上的环形前刀盘和圆形后刀盘，环形前刀盘与圆形后刀盘同轴设置，环形前刀盘的开挖面位于圆形后刀盘的前方；环形前刀盘和圆形后刀盘组合形成全断面开挖组合式刀盘结构；驱动系统，驱动系统与环形前刀盘和圆形后刀盘独立驱动连接，其通过双轴输出电机系统控制，在电机系统后端还设有减震系统；出渣系统，其分别设置在环形前刀盘底部的后方和圆形后刀盘的中部空腔内，分别用于环形前刀盘开挖岩渣的排出和圆形后刀盘开挖岩渣的排出；滚刀，其呈多组布置在环形前刀盘和圆形后刀盘上，用于开挖掘进破岩工况；刮渣板，其呈多个设置在环形前刀盘和圆形后刀盘上，用于开挖掘进过程中的刮渣工况。2.根据权利要求1所述的一种同心双刀盘掘进机，其特征在于：出渣系统包括底部出渣系统和/或中心出渣系统，底部出渣系统位于环形前刀盘底部的后方，用于环形前刀盘和/或圆形后刀盘开挖岩渣的排出，中心出渣系统位于圆形后刀盘的中部空腔内，用于圆形后刀盘开挖岩渣的排出。3.根据权利要求1所述的一种同心双刀盘掘进机，其特征在于：在环形前刀盘刮渣板后端连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：于少辉，李翔，
申请(专利权)人：郑州钉典盾构科技有限公司，
类型：新型
国别省市：