盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置及切削罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)切削領(lǐng)域，具體是涉及盾構(gòu)機(jī)刀盤前端土體切削分割裝置及切削罩。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機(jī)是一種用于隧道掘進(jìn)的工程機(jī)械設(shè)備，盾構(gòu)機(jī)刀盤是盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵組成部分，主要用于切削開挖土體?，F(xiàn)有的盾構(gòu)機(jī)械大都采用刀盤整體向前推進(jìn)進(jìn)行土體開挖，開挖過程中存在刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)掘進(jìn)時(shí)扭矩較大、刀盤開挖中心區(qū)域土體擾動(dòng)較大、盾構(gòu)掘進(jìn)軸向阻力較大等問題，若刀盤軸向推力較大易造成開挖區(qū)域上方的土面隆起而引起土壓平衡失穩(wěn)及超挖現(xiàn)象，而土體的流動(dòng)不暢和整體固粘性，易在開挖過程中形成泥餅，造成刀具磨損而降低開挖效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了提供一種能方便插入土體的，能增加土體流動(dòng)性，能減少泥餅形成的盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置及有效保護(hù)刀盤的盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置的切削罩。
[0004]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]第一個(gè)方案是:盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置，包括刀盤和圍繞刀盤圓周設(shè)置的呈環(huán)形的切削罩，刀盤包括沿刀盤直徑設(shè)置的多條輻條，在每條輻條上設(shè)有多個(gè)刀具，在刀盤的中心設(shè)有鉆頭；在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于將土體分割成塊的切割刀和若干個(gè)用于打碎塊狀土體的破碎刀；在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道掘進(jìn)時(shí)，切削罩先插入待開挖土體，進(jìn)行分割土體，在刀盤中心設(shè)置的鉆頭是用以在土體中旋轉(zhuǎn)以增加刀盤開挖區(qū)域土體的流動(dòng)性。
[0006]進(jìn)一步地，鉆頭與所述刀盤垂直，鉆頭可保證盾構(gòu)機(jī)正常穩(wěn)定的土壓平衡，避免超挖現(xiàn)象。
[0007]進(jìn)一步地，切削罩前端面(先與土體接觸的面)的兩圓周均呈鋸齒狀，鋸齒狀的前端面方便了切削罩插入土體。
[0008]進(jìn)一步地，切割刀與所述的破碎刀交替周向設(shè)置在所述切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了通過切割刀分割土體成塊，破碎刀攪拌土體增加土體的流動(dòng)性，減少了泥餅的形成。
[0009]進(jìn)一步地，切割刀包括兩個(gè)一端相交的刀頭，兩個(gè)刀頭的另一端分別與所述切削罩環(huán)形區(qū)域的外邊緣相交，這樣切割刀就形成了一個(gè)空心的三角結(jié)構(gòu)，或者，切割刀是楔形的，這樣能實(shí)現(xiàn)對土體的切割。
[0010]進(jìn)一步地，破碎刀頭部尖銳，呈彎曲的長條狀，長條狀的破碎刀方便將成塊的土體打碎。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述切削罩包括兩層同心設(shè)置的內(nèi)圈和外圈，在內(nèi)圈上沿內(nèi)圈周向方向開有若干個(gè)排土孔，土體被打碎后通過排土孔進(jìn)入刀盤切削土體部分，避免了刀盤前土體堵塞。
[0012]第二個(gè)方案:盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置的切削罩，切削罩圍繞刀盤圓周設(shè)置，，切削罩包括兩層同心設(shè)置的內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈和外圈之間形成環(huán)形區(qū)域，在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于將土體分割成塊的切割刀和若干個(gè)用于打碎塊狀土體的破碎刀。
[0013]進(jìn)一步地，所述切割刀和所述破碎刀交替周向設(shè)置在所述切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，通過鋸齒狀圓周方便了切削罩插入土體，兩個(gè)圓周之間的切割刀和破碎刀分工協(xié)作，為后續(xù)刀盤的工作提供了方便，一定程度上延長了刀盤上刀具的使用壽命。
[0014]進(jìn)一步地，切削罩固定在盾構(gòu)機(jī)盾體上，在所述內(nèi)圈上沿內(nèi)圈周向方向開有若干個(gè)排土孔。
[0015]本發(fā)明的工作原理是:盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道掘進(jìn)時(shí)，環(huán)形切削罩首先插入待開挖土體，利用切削罩內(nèi)圈和外圈密集型鋸齒將土體分割成環(huán)形，在插入的同時(shí)，環(huán)形切削罩上的切割刀將環(huán)形區(qū)域內(nèi)土體分割成塊，而破碎刀將塊狀土體打碎攪拌，部分土渣通過排土孔進(jìn)入刀盤開挖區(qū)域，刀盤旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀具進(jìn)行中間區(qū)域土體開挖，中心鉆頭在土體中旋轉(zhuǎn)以增加刀盤開挖區(qū)域土體流動(dòng)性，提高了整體切削效率。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]I)切削罩內(nèi)圈和外圈的工作面為鋸齒狀，方便了切削罩插入土體，在環(huán)形區(qū)域內(nèi)利用切割刀將土體切割分塊，并利用尖銳型破碎刀打碎攪拌土體以增加土體的流動(dòng)性，減少了泥餅的形成，對刀盤上的刀具起到了一個(gè)保護(hù)作用，延長了刀盤上刀具的使用壽命，同時(shí)提高了切割效率。
[0018]2)刀盤中心鉆頭可增加刀盤切削土體部分的流動(dòng)性，并保證盾構(gòu)機(jī)正常穩(wěn)定的土壓平衡，避免超挖現(xiàn)象。
[0019]3)切割刀和破碎刀二者相配合交替設(shè)置，共同作用完成對土體的切割和破碎；在切削罩上設(shè)有的排土孔幫助土體被打碎后進(jìn)入刀盤切削土體部分，避免了刀盤前土體堵塞。
【附圖說明】
[0020]圖1所示是本發(fā)明的盾構(gòu)機(jī)刀盤前端土體切削分割裝置主視圖。
[0021]圖2所示是本發(fā)明的盾構(gòu)機(jī)刀盤前端土體切削分割裝置的側(cè)面剖視圖。
[0022]圖3所示是本發(fā)明圖2底端的放大圖。
[0023]圖4為切削罩固定在盾構(gòu)機(jī)盾體上的側(cè)面剖視圖。
[0024]圖1中:1.切削罩，2.切割刀，3.破碎刀，4.刀盤，5.排土孔，6.鉆頭。
[0025]圖2中:7.盾構(gòu)機(jī)盾體，8.鋸齒圈。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0027]圖1是盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置的主視圖，該分割裝置包括刀盤4和圍繞刀盤4圓周設(shè)置的切削罩1，刀盤4包括沿刀盤4直徑設(shè)置的多條輻條，在每條輻條上設(shè)有多個(gè)刀具，在刀盤4的中心設(shè)有鉆頭6，鉆頭6隨著刀盤4 一起旋轉(zhuǎn)；切削罩I呈環(huán)形，切削罩I包括兩層同心設(shè)置的圓圈，兩個(gè)圓圈的前部即與土體先接觸的部分均呈鋸齒狀，兩個(gè)圓圈的后部在兩個(gè)圓圈之間設(shè)有12個(gè)用于將土體分割成塊的切割刀2和12個(gè)用于打碎塊狀土體的破碎刀3，切割刀2和破碎刀3周向焊接于環(huán)形切削罩I的外圈內(nèi)部，在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道掘進(jìn)時(shí)，切削罩I先插入待開挖土體，進(jìn)行分割土體，在刀盤4中心設(shè)置的鉆頭與所述刀盤4垂直，是用以在土體中旋轉(zhuǎn)以增加刀盤4開挖區(qū)域土體的流動(dòng)性。鉆頭6可保證盾構(gòu)機(jī)正常穩(wěn)定的土壓平衡，避免超挖現(xiàn)象。
[0028]切割刀2和破碎刀3均設(shè)置在兩圓周的鋸齒圈8之間，兩圈鋸齒圈8通過鋸齒這種不規(guī)則的形狀方便了切削罩I插入土體，同時(shí)給土體一個(gè)力方便了后續(xù)切割刀2和破碎刀3的動(dòng)作。
[0029]切割刀2包括兩個(gè)一端相交的刀頭，兩個(gè)刀頭的另一端分別與所述切削罩I的環(huán)形外圈相交，或者，切割刀2是楔形的，這樣的形狀更能實(shí)現(xiàn)土體的切割，破碎刀3頭部尖銳，呈彎曲的長條狀，長條狀的破碎刀3方便將成塊的土體打碎；切割刀2與破碎刀3交替周向設(shè)置在所述切削罩I的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了通過切割刀2分割土體成塊，破碎刀3攪拌土體增加土體的流動(dòng)性，減少了泥餅的形成。
[0030]在所述切削罩I的內(nèi)圈上開有若干個(gè)排土孔5，排土孔5均布在內(nèi)圈上，土體被打碎后通過排土孔5進(jìn)入刀盤4切削土體部分，避免了刀盤4前土體堵塞。
[0031]如圖2為盾構(gòu)機(jī)刀盤前端土體切削分割裝置的側(cè)面剖視圖，從圖中可以看出鉆頭6的長度短于切削罩I的長度，即切削罩I先對前端土體進(jìn)行切削分割，再由鉆頭6及刀盤4上的刀具對前端土體進(jìn)行切割。
[0032]如圖4為盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置的切削罩固定在盾構(gòu)機(jī)盾體上的側(cè)面剖視圖，該切削罩I包括圍繞刀盤4圓周設(shè)置的環(huán)形切削罩1，切削罩I包括同心設(shè)置的內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈和外圈之間形成環(huán)形區(qū)域，在切削罩I的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于將土體分割成塊的切割刀2和若干個(gè)用于打碎塊狀土體的破碎刀3。
[0033]切割刀2和破碎刀3交替周向設(shè)置在所述切削罩I的前端，兩個(gè)圓周之間的切割刀2和破碎刀3分工協(xié)作，為后續(xù)刀盤4的工作提供了方便，一定程度上延長了刀盤4上刀具的使用壽命。
[0034]切削罩I的內(nèi)圈和外圈后部固定在盾構(gòu)機(jī)盾體7上，在所述切削罩I的內(nèi)圈上開有若干個(gè)排土孔5，排土孔5呈兩圈均布在內(nèi)圈上，如圖3所示。
[0035]盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道掘進(jìn)時(shí)，環(huán)形切削罩I首先插入待開挖土體，利用切削罩I內(nèi)圈和外圈上密集型鋸齒將土體分割成環(huán)形，在插入的同時(shí)，環(huán)形切削罩上的切割刀2將環(huán)形區(qū)域內(nèi)土體分割成塊，而破碎刀3將塊狀土體打碎攪拌，部分土渣通過排土孔5進(jìn)入刀盤4開挖區(qū)域，刀盤4旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀具進(jìn)行中間區(qū)域土體開挖，中心鉆頭6在土體中旋轉(zhuǎn)以增加刀盤4開挖區(qū)域土體流動(dòng)性，提高了整體的切削效率。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置，其特征在于，包括刀盤和圍繞刀盤圓周設(shè)置的呈環(huán)形的切削罩，刀盤包括沿刀盤直徑設(shè)置的多條輻條，在每條輻條上設(shè)有多個(gè)刀具，在刀盤的中心設(shè)有鉆頭；在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于將土體分割成塊的切割刀和若干個(gè)用于打碎塊狀土體的破碎刀。2.如權(quán)利要求1所述的切削分割裝置，其特征在于，所述鉆頭與所述刀盤垂直。3.如權(quán)利要求1所述的切削分割裝置，其特征在于，所述切削罩前端面的兩圓周均呈鋸齒狀。4.如權(quán)利要求1所述的切削分割裝置，其特征在于，所述切割刀與所述的破碎刀交替周向設(shè)置在所述切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。5.如權(quán)利要求1所述的切削分割裝置，其特征在于，所述切割刀包括兩個(gè)一端相交的刀頭，兩個(gè)刀頭的另一端分別與所述切削罩環(huán)形區(qū)域的外邊緣相交，或者，切割刀是楔形的。6.如權(quán)利要求1所述的切削分割裝置，其特征在于，所述破碎刀頭部尖銳，呈彎曲的長條狀。7.如權(quán)利要求1所述的切削分割裝置，其特征在于，所述切削罩包括兩層同心設(shè)置的內(nèi)圈和外圈，在內(nèi)圈上沿內(nèi)圈周向方向開有若干個(gè)排土孔。8.一種盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置的切削罩，其特征在于，切削罩圍繞刀盤圓周設(shè)置，切削罩包括兩層同心設(shè)置的內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈和外圈之間形成環(huán)形區(qū)域，在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于將土體分割成塊的切割刀和若干個(gè)用于打碎塊狀土體的破碎刀。9.如權(quán)利要求8所述的切削罩，其特征在于，所述切割刀和所述破碎刀交替周向設(shè)置在所述切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。10.如權(quán)利要求8所述的切削罩，其特征在于，所述切削罩固定在盾構(gòu)機(jī)盾體上，在所述內(nèi)圈上沿內(nèi)圈周向方向開有若干個(gè)排土孔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)機(jī)前端土體切削分割裝置及切削罩，前者包括刀盤和圍繞刀盤圓周設(shè)置的切削罩，刀盤包括沿刀盤直徑設(shè)置的多條輻條，在每條輻條上設(shè)有多個(gè)刀具，在刀盤的中心設(shè)有鉆頭；在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于將土體分割成塊的切割刀和若干個(gè)用于打碎塊狀土體的破碎刀；本發(fā)明的有益效果是：切削罩內(nèi)圈和外圈的工作面為鋸齒狀，方便了切削罩插入土體，在環(huán)形區(qū)域內(nèi)通過利用切割刀將土體切割分塊，并利用尖銳型破碎刀打碎攪拌土體以增加土體的流動(dòng)性，減少了泥餅的形成，對刀盤上的刀具起到了一個(gè)保護(hù)作用，同時(shí)提高了切割效率；刀盤中心鉆頭可增加刀盤切削土體部分的流動(dòng)性，并保證盾構(gòu)機(jī)正常穩(wěn)定的土壓平衡，避免超挖現(xiàn)象。
【IPC分類】E21D9/08
【公開號】CN105114088
【申請?zhí)枴緾N201510543440
【發(fā)明人】王國富
【申請人】濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月28日