專利名稱：偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于隧道掘進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)，特別是一種用于隧道掘進(jìn)的偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)，屬于隧道機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
從隧道的使用功能來分析，公路隧道、鐵路隧道、地鐵隧道、人行地道、地下共同溝的斷面形式以矩形最為合適，最為經(jīng)濟(jì)。然而在矩形隧道掘進(jìn)施工過程中，由于會遇到機(jī)頭背土、機(jī)頭旋轉(zhuǎn)等問題，地面的沉降控制、隧道的軸線控制都比圓形隧道推進(jìn)難度更大。日本的各大建設(shè)公司和盾構(gòu)制造商進(jìn)行了各類機(jī)械式矩形盾構(gòu)的研制和試驗，其中最為成功的是石川島播磨重工研制的DPLEX矩形盾構(gòu)，是一種偏心多軸刀盤切削的土壓平衡盾構(gòu)。它為多軸單刀盤式的掘進(jìn)機(jī)。而國內(nèi)則有上海隧道股份有限公司研制的3.8×3.8m組合刀盤式矩形頂管機(jī)。但對于大斷面、長距離的任意斷面隧道施工，難度較大。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利號為95120602.8，名稱為盾構(gòu)掘進(jìn)式隧道鉆孔機(jī)，申請人為大豐建設(shè)株式會社。該發(fā)明專利介紹了一種具有平行聯(lián)結(jié)的挖掘機(jī)的盾構(gòu)掘進(jìn)式隧道鉆孔機(jī)，它包括與所述挖掘機(jī)結(jié)合的分成多級的過量挖掘刀具，各級的過量挖掘刀具與在被相互獨立地控制時可分別驅(qū)動的、各自的傳動裝置相聯(lián)結(jié)，它提供一種可以實現(xiàn)有效地過量挖掘方式，可有利于施工彎曲形狀的隧道。然而它仍是一種多軸單刀盤的掘進(jìn)機(jī)，對于大斷面、長距離的任意斷面掘削來說，由于單刀盤的單向旋轉(zhuǎn)極易使掘進(jìn)機(jī)易發(fā)生單向偏移，從而引起隧道軸線的偏移。由于切削刀盤的轉(zhuǎn)動半徑相對較大，切削刀頭的滑動距離亦相對較大，刀具易磨損，不利于長距離掘進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)，使其能進(jìn)行矩形全斷面施工，通過選定與掘削斷面相似形狀的切削刀盤形狀，還能夠掘削成所有的斷面形狀的隧道，并能適應(yīng)大斷面隧道的施工。在施工中能有效地控制土壓平衡，保證地面建筑物不受損害，利用其斷面形狀建造人行通道、電纜隧道及共同溝等矩形及異形斷面隧道。
本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的，本發(fā)明包括切削刀盤、刀盤驅(qū)動、糾偏裝置、螺旋輸送機(jī)、前段殼體、后段殼體、底座、偏心軸，其連接方式為切削刀盤由左右兩個刀盤組成，位于頂管的最前端，每個刀盤分別與刀盤驅(qū)動系統(tǒng)中的四根偏心軸通過螺栓聯(lián)接，兩個螺旋輸送機(jī)通過螺栓分別安裝于前段殼體內(nèi)的兩側(cè)，糾偏裝置下的底座將前段殼體和后段殼體聯(lián)接起來。糾偏裝置中的油缸以兩個作為一組，每個油缸的兩側(cè)均通過銷分別固定在底座上，兩側(cè)底座分別焊接在前段殼體和后段殼體圈板上。
作為偏心多軸多刀盤式矩形掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，切削刀盤由兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的矩形刀盤組成，它們在作切削運(yùn)動時需保持同步，在其運(yùn)轉(zhuǎn)一周后，能對矩形全斷面進(jìn)行切削。而單個刀盤裝有四根旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動軸。以垂直方式固定曲軸，在它們的前端部位偏心地安裝上切削刀盤，使驅(qū)動軸按同一方向旋轉(zhuǎn)，切削刀盤作平行環(huán)運(yùn)動，使其能掘削和切削刀盤形狀相似的斷面。在變換切削刀盤形狀時，就可以構(gòu)成圓形、橢圓形和馬蹄形等各種各樣掘削斷面形狀的盾構(gòu)隧道。刀盤結(jié)構(gòu)為網(wǎng)格狀掘進(jìn)機(jī)支架，焊接安裝著十字形刀具，所有的刀具隨著刀盤都能夠在一定的半徑范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)自如，用這些鉆頭便可以完成隧道的全斷面施工從事開挖面上的切削。
在此種掘進(jìn)機(jī)中，兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的矩形刀盤同步運(yùn)轉(zhuǎn)切削隧道斷面為發(fā)明點。首先將大斷面的切削斷面分割為二，可以減小偏心軸的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑，從而降低切削驅(qū)動扭矩，并有利于偏心軸的加工及安裝。其次，由于兩個刀盤作同步相反運(yùn)轉(zhuǎn)，可以減少由于單向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外力而致使掘進(jìn)機(jī)發(fā)生偏移。
本發(fā)明利用兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的矩形刀盤同步作偏心旋轉(zhuǎn)切削，并通過對前部切削土進(jìn)行改良，使整個矩形斷面可得到充分良好的切削，并保持開挖面的穩(wěn)定性。在刀盤上安裝的十字形刀具，是一種進(jìn)刀角、退刀角相等的，能作全方位切削的刀具。應(yīng)用這樣的刀頭，可以切削大礫石和以纖維加固的高強(qiáng)度混凝土墻(800kgf/cm2)。隨著切削刀盤作平行運(yùn)動掘削地層，所有的切削刀頭的掘削軌跡是小直徑的圓環(huán)形狀。幾個切削器刀頭軌跡的組合，就成為可作全斷面的掘削。利用糾偏裝置糾偏和壓漿糾偏兩種方法對頂進(jìn)軸線偏差可作較好的控制。利用安裝在底部兩側(cè)的兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的螺旋輸送機(jī)輸送切削的土，不僅可以使大斷面左右兩端出土平衡，而且可以避免由于螺旋輸送機(jī)單向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生對殼體的旋轉(zhuǎn)力。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步，本發(fā)明可對任意斷面進(jìn)行全斷面切削，保持土壓平衡，對周圍土體擾動??；在同等截面積下，偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)比其他形式掘進(jìn)機(jī)，由于切削機(jī)的轉(zhuǎn)動半徑小，就可以做到掘削轉(zhuǎn)矩較小，可減小裝備扭矩，減少施工成本。并且，對數(shù)臺驅(qū)動部分及兩臺刀盤部分，由于可以按小型化機(jī)組，便于安裝，拆開搬運(yùn)，最適宜于大斷面的異型斷面施工。由于切削刀盤的轉(zhuǎn)動半徑小，切削刀頭的滑動距離變小，減少了刀頭的摩耗，有利于長距離掘進(jìn)。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意主視2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括切削刀盤1、刀盤驅(qū)動2、糾偏裝置3、螺旋輸送機(jī)4、前段殼體5、后段殼體6、底座7、偏心軸8，其連接方式為切削刀盤1由左右兩個刀盤組成，位于頂管的最前端，每個刀盤分別與刀盤驅(qū)動系統(tǒng)2中的四根偏心軸8通過螺栓聯(lián)接，兩個螺旋輸送機(jī)4通過螺栓分別安裝于前段殼體內(nèi)的兩側(cè)，糾偏裝置3下的底座7將前段殼體5和后段殼體6聯(lián)接起來。
糾偏裝置3中的油缸9以兩個作為一組，每個油缸9的兩側(cè)均通過銷分別固定在底座7上，兩側(cè)底座7分別焊接在前段殼體5和后段殼體6圈板上。
切削刀盤1由兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的矩形刀盤組成，在切削時兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的矩形刀盤同步作偏心旋轉(zhuǎn)切削。
切削刀盤1設(shè)置于四根偏心軸8的前端部位，偏心軸8與刀盤驅(qū)動系統(tǒng)2中的通過螺栓連接，設(shè)置于前段殼體5，四根偏心軸8以垂直方式固定曲軸。
切削刀盤1形狀可變換成圓形、橢圓形和馬蹄形各種各樣掘削斷面形狀。
切削刀盤1的結(jié)構(gòu)為網(wǎng)格狀，其內(nèi)設(shè)置一種進(jìn)刀角、退刀角相等的全方位切削的十字形與頂蓋形刀具10，在半徑為25cm的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)，包括切削刀盤(1)、刀盤驅(qū)動(2)、糾偏裝置(3)、螺旋輸送機(jī)(4)、前段殼體(5)、后段殼體(6)、底座(7)、偏心軸(8)，其特征在于，連接方式為切削刀盤(1)由左右兩個刀盤組成，位于頂管的最前端，每個刀盤分別與刀盤驅(qū)動系統(tǒng)(2)中的四根偏心軸(8)通過螺栓聯(lián)接，兩個螺旋輸送機(jī)(4)通過螺栓分別安裝于前段殼體內(nèi)的兩側(cè)，糾偏裝置(3)下的底座(7)將前段殼體(5)和后段殼體(6)聯(lián)接起來，所述的切削刀盤(1)由兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的矩形刀盤組成，在切削時兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的矩形刀盤同步作偏心旋轉(zhuǎn)切削，所述的糾偏裝置(3)中的油缸(9)以兩個作為一組，每個油缸(9)的兩側(cè)均通過銷分別固定在底座(7)上，兩側(cè)底座(7)分別焊接在前段殼體(5)和后段殼體(6)圈板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)，其特征是，切削刀盤(1)設(shè)置于四根偏心軸(8)的前端部位，偏心軸(8)與刀盤驅(qū)動系統(tǒng)(2)中的通過螺栓連接，設(shè)置于前段殼體(5)，四根偏心軸(8)以垂直方式固定曲軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)，其特征是，切削刀盤(1)形狀可變換成圓形、橢圓形和馬蹄形掘削斷面形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)，其特征是，切削刀盤(1)的結(jié)構(gòu)為網(wǎng)格狀，其內(nèi)設(shè)置一種進(jìn)刀角、退刀角相等的全方位切削的十字形與頂蓋形刀具(10)，在半徑為25cm的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)，屬于建筑機(jī)械領(lǐng)域。包括切削刀盤、刀盤驅(qū)動、糾偏裝置、螺旋輸送機(jī)、前段殼體、后段殼體、底座、偏心軸，其連接方式為切削刀盤由左右兩個刀盤組成，位于頂管的最前端，每個刀盤分別與刀盤驅(qū)動系統(tǒng)中的四根偏心軸通過螺栓聯(lián)接，兩個螺旋輸送機(jī)通過螺栓分別安裝于前段殼體內(nèi)的兩側(cè)，糾偏裝置下的底座將前段殼體和后段殼體聯(lián)接起來。本發(fā)明可對任意斷面進(jìn)行全斷面切削，保持土壓平衡，對周圍土體擾動?。痪蛳鬓D(zhuǎn)矩較小，減少施工成本，便于安裝，拆開搬運(yùn)，最適宜于大斷面的異型斷面施工，減少了刀頭的摩耗，有利于長距離掘進(jìn)。
文檔編號E21D9/06GK1546840SQ200310109058
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者王鶴林, 呂建中, 劉豫東, 宓佩明, 楊磊, 石元奇, 高國躍 申請人:上海隧道工程股份有限公司