盾構機前端土體切削分割裝置及切削罩的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及盾構機掘進切削領域，具體是涉及盾構機刀盤前端土體切削分割裝置及切削罩。
【背景技術】
[0002]盾構機是一種用于隧道掘進的工程機械設備，盾構機刀盤是盾構機的關鍵組成部分，主要用于切削開挖土體?，F(xiàn)有的盾構機械大都采用刀盤整體向前推進進行土體開挖，開挖過程中存在刀盤轉(zhuǎn)動掘進時扭矩較大、刀盤開挖中心區(qū)域土體擾動較大、盾構掘進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。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是為了提供一種能方便插入土體的，能增加土體流動性，能減少泥餅形成的盾構機前端土體切削分割裝置及有效保護刀盤的盾構機前端土體切削分割裝置的切削罩。
[0004]為了達成上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]第一個方案是:盾構機前端土體切削分割裝置，包括刀盤和圍繞刀盤圓周設置的呈環(huán)形的切削罩，刀盤包括沿刀盤直徑設置的多條輻條，在每條輻條上設有多個刀具，在刀盤的中心設有鉆頭；在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設有若干個用于將土體分割成塊的切割刀和若干個用于打碎塊狀土體的破碎刀；在盾構機進行隧道掘進時，切削罩先插入待開挖土體，進行分割土體，在刀盤中心設置的鉆頭是用以在土體中旋轉(zhuǎn)以增加刀盤開挖區(qū)域土體的流動性。
[0006]進一步地，鉆頭與所述刀盤垂直，鉆頭可保證盾構機正常穩(wěn)定的土壓平衡，避免超挖現(xiàn)象。
[0007]進一步地，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]進一步地，切割刀與所述的破碎刀交替周向設置在所述切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，實現(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性，減少了泥餅的形成。
[0009]進一步地，切割刀包括兩個一端相交的刀頭，兩個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空心的三角結構，或者，切割刀是楔形的，這樣能實現(xiàn)對土體的切割。
[0010]進一步地，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 ] 進一步地，所述切削罩包括兩層同心設置的內(nèi)圈和外圈，在內(nèi)圈上沿內(nèi)圈周向方向開有若干個排土孔，土體被打碎后通過排土孔進入刀盤切削土體部分，避免了刀盤前土體堵塞。
[0012]第二個方案:盾構機前端土體切削分割裝置的切削罩，切削罩圍繞刀盤圓周設置，，切削罩包括兩層同心設置的內(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)設有若干個用于將土體分割成塊的切割刀和若干個用于打碎塊狀土體的破碎刀。
[0013]進一步地，所述切割刀和所述破碎刀交替周向設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]進一步地，切削罩固定在盾構機盾體上，在所述內(nèi)圈上沿內(nèi)圈周向方向開有若干個排土孔。
[0015]本實用新型的工作原理是:盾構機進行隧道掘進時，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，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入刀盤開挖區(qū)域，刀盤旋轉(zhuǎn)帶動刀具進行中間區(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)域土體流動性，提高了整體切削效率。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[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性，減少了泥餅的形成，對刀盤上的刀具起到了一個保護作用，延長了刀盤上刀具的使用壽命，同時提高了切割效率。
[0018]2)刀盤中心鉆頭可增加刀盤切削土體部分的流動性，并保證盾構機正常穩(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置，共同作用完成對土體的切割和破碎；在切削罩上設有的排土孔幫助土體被打碎后進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所示是本實用新型的盾構機刀盤前端土體切削分割裝置主視圖。
[0021]圖2所示是本實用新型的盾構機刀盤前端土體切削分割裝置的側面剖視圖。
[0022]圖3所示是本實用新型圖2底端的放大圖。
[0023]圖4為切削罩固定在盾構機盾體上的側面剖視圖。
[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.盾構機盾體，8.鋸齒圈。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0027]圖1是盾構機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圓周設置的切削罩1，刀盤4包括沿刀盤4直徑設置的多條輻條，在每條輻條上設有多個刀具，在刀盤4的中心設有鉆頭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包括兩層同心設置的圓圈，兩個圓圈的前部即與土體先接觸的部分均呈鋸齒狀，兩個圓圈的后部在兩個圓圈之間設有12個用于將土體分割成塊的切割刀2和12個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，在盾構機進行隧道掘進時，切削罩I先插入待開挖土體，進行分割土體，在刀盤4中心設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)域土體的流動性。鉆頭6可保證盾構機正常穩(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，同時給土體一個力方便了后續(xù)切割刀2和破碎刀3的動作。
[0029]切割刀2包括兩個一端相交的刀頭，兩個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交替周向設置在所述切削罩I的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，實現(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為盾構機刀盤前端土體切削分割裝置的側面剖視圖，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先對前端土體進行切削分割，再由鉆頭6及刀盤4上的刀具對前端土體進行切割。
[0032]如圖4為盾構機前端土體切削分割裝置的切削罩固定在盾構機盾體上的側面剖視圖，該切削罩I包括圍繞刀盤4圓周設置的環(huán)形切削罩1，切削罩I包括同心設置的內(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)設有若干個用于將土體分割成塊的切割刀2和若干個用于打碎塊狀土體的破碎刀3。
[0033]切割刀2和破碎刀3交替周向設置在所述切削罩I的前端，兩個圓周之間的切割刀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機盾體7上，在所述切削罩I的內(nèi)圈上開有若干個排土孔5，排土孔5呈兩圈均布在內(nèi)圈上，如圖3所示。
[0035]盾構機進行隧道掘進時，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，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進入刀盤4開挖區(qū)域，刀盤4旋轉(zhuǎn)帶動刀具進行中間區(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)域土體流動性，提高了整體的切削效率。
[0036]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種盾構機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置的呈環(huán)形的切削罩，刀盤包括沿刀盤直徑設置的多條輻條，在每條輻條上設有多個刀具，在刀盤的中心設有鉆頭；在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設有若干個用于將土體分割成塊的切割刀和若干個用于打碎塊狀土體的破碎刀。2.如權利要求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置在所述切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。5.如權利要求1所述的切削分割裝置，其特征在于，所述切割刀包括兩個一端相交的刀頭，兩個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排土孔。8.一種盾構機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置，切削罩包括兩層同心設置的內(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)設有若干個用于將土體分割成塊的切割刀和若干個用于打碎塊狀土體的破碎刀。9.如權利要求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置在所述切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。10.如權利要求8所述的切削罩，其特征在于，所述切削罩固定在盾構機盾體上，在所述內(nèi)圈上沿內(nèi)圈周向方向開有若干個排土孔。
【專利摘要】本實用新型公開了一種盾構機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置的切削罩，刀盤包括沿刀盤直徑設置的多條輻條，在每條輻條上設有多個刀具，在刀盤的中心設有鉆頭；在切削罩的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設有若干個用于將土體分割成塊的切割刀和若干個用于打碎塊狀土體的破碎刀；本實用新型的有益效果是：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性，減少了泥餅的形成，對刀盤上的刀具起到了一個保護作用，同時提高了切割效率；刀盤中心鉆頭可增加刀盤切削土體部分的流動性，并保證盾構機正常穩(wěn)定的土壓平衡，避免超挖現(xiàn)象。
【IPC分類】E21D9/08
【公開號】CN204920965
【申請?zhí)枴緾N201520663324
【發(fā)明人】王國富, 朱術林
【申請人】濟南軌道交通集團有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月28日