異型異徑隧道鑽的製作方法

2023-09-15 11:10:25 3

專利名稱：異型異徑隧道鑽的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及旋轉式水衝隧道鑽，特別是一種異型異徑環狀切割的隧道鑽，適用於各種形狀、各種口徑的隧道鑽進。
目前鐵路隧道、礦山巷道掘進中均採用實心鑽，這類鑽機耗能多，鑽頭磨損嚴重，很不經濟。本發明人曾在CN93224386中公開了一種四環水衝隧道鑽，該鑽機將金剛石鑽頭鑲在兩個同軸的巖芯管端部形成內、外環鑽頭體，在內、外環鑽頭體上分別設有球面滑道及可沿滑道向中心合攏的橫向球面切刀，以將進入鑽頭體內的巖芯分別橫向切斷。內、外環鑽頭體由安裝在步移機架上的電機驅動。這種鑽機的外環鑽頭體是固定的，因而只能鑽出直徑固定的圓形隧道，對於不同直徑的異形截面隧道，則無法一次成孔。
本實用新型的目的是要避免上述困難，而提供一種外環鑽頭體能按要求沿徑向伸縮的環形空心鑽，從而能一次鑽出各種形狀的隧道孔，並能順利將進入管內的巖石切斷，取出。
本實用新型的解決方案是裝在步移機架上的電機經主傳動軸驅動內環鑽頭體旋轉；外環鑽頭體由多個可獨立運動的鑽頭臂組成，鑽頭臂的尾端安裝在靠模板的仿形滑槽內，靠模板與機架固結；外環鑽頭臂上還聯有導向滑杆，可在內環鑽頭體的徑向槽內滑動伸縮。
以下結合附圖詳細描述本實用新型的實施例。


圖1是異型異徑隧道鑽的結構示意圖。
圖2是
圖1隧道鑽掘進矩形截面隧道孔的橫向剖視圖。
圖3是內、外環鑽頭體分別切割巖芯的斷面示意圖。
參見附圖，異形異徑隧道鑽包括驅動機架例如步移機架5，其上裝有電機22，減速機25、主傳動軸26、方杆軸4、方杆套6、鑽頭體方孔35及牽引鋼絲繩7、8和滑輪9等。方杆軸與方杆套及鑽頭體中心方孔35滑動配合。電機22通過主傳動軸26帶動內環鑽頭體17旋轉。內環鑽頭體17包括鑽頭臂1、鑽頭3、球面滑道12和橫向球面切刀10等。外環鑽頭體18包括四個可獨立運動的鑽頭臂37以及鑽頭3、球面滑道13和橫向球面切刀11等。有關四環隧道鑽的結構和操作已在CN93224386中做過詳細描述，此處不再贅述。僅就本外環鑽頭體變徑原理說明如下
圖1中外環鑽頭體18具有多個可獨立運動的鑽頭臂37，各外環鑽頭臂的尾端裝有可自由轉動的滾子20，將滾子置於靠模板28的仿形滑槽34內，依靠滑槽兩側的輪廓曲線使滾子始終沿滑槽的曲線運動。靠模板28與機架固結。圖中滑槽所在的平面與主傳動軸26相垂直。滑槽的形狀應與所設計的隧道孔的形狀相適應。比如隧道孔的截面形狀是矩形或拱形，那麼滑槽的形狀也相應是矩形或拱形，見圖2。滑槽的形狀尺寸比實際隧道要小得多。為了使外環鑽頭臂37在伸縮過程中能保持平動，其上聯有導向滑杆16，可在內環鑽頭體的徑向槽23內自由滑動。這種結構使外環鑽頭體與內環鑽頭體保持同步旋轉。
外環鑽頭臂37尾端可通過球形滑塊或滾子20安裝在靠模板28的仿形滑槽內。由於自由轉動的滾子與滑槽之間為滾動摩擦，磨損較小，可用來傳遞較大的動力。
圖3是內、外環鑽頭體分別切割巖芯的斷面示意圖。內環鑽頭體切出圓形環槽14，而外環鑽頭體切出非圓形的異形環槽15。在切割一定形狀的隧道孔前，必須預先設定與之相應的滑槽形狀。
工作時，接通步移機架5上配電櫃23的電源，開啟電機22，經減速器25、主傳動軸26、方杆軸4、方杆套6等帶動內環鑽頭體並進而帶動外環鑽頭體旋轉。根據預先設定的滑槽形狀，外環鑽頭體沿徑向伸縮從而達到異形異徑切割的目的。本裝置的其它機構及操作過程均與CN93224386相同，不贅述。
異型異徑隧道鑽的外環鑽頭體可按要求沿徑向伸縮，一次鑽出孔徑大小不同，形狀各異的非圓形隧道孔。廣泛適用於鐵路、公路、海洋、採礦等大直徑異型隧道的掘進。與現有同類技術相比，具有施工效率高、節約電力、使用方便、省時省力和安全可靠等優點，實屬該領域首創性發明。
權利要求1.異型異徑隧道鑽，包括步移機架(5)、電機(22)及內、外環鑽頭體(17)、(18)，電機(22)經主傳動軸(26)驅動內環鑽頭體(17)旋轉，其特徵在於所說外環鑽頭體(18)由多個可獨立運動的鑽頭臂(37)組成，鑽頭臂的尾端安裝在靠模板(28)的仿形滑槽(34)內，靠模板(28)與機架固結；外環鑽頭臂(37)上聯有導向滑杆(16)，可在內環鑽頭體(17)的徑向槽(23)內滑動。
2.如權利要求1所述的隧道鑽，其特徵在於所說外環鑽頭臂(37)的尾端通過滾子(20)或球形滑塊安裝在靠模板(28)的仿形滑槽(34)內。
專利摘要異型異徑隧道鑽具有內、外環鑽頭體，電機經主軸驅動內環鑽頭體旋轉；外環鑽頭體的尾端安裝在靠模板的仿形滑槽內，靠模板與機架固結。外環鑽頭體上聯有導向滑杆，可在內環鑽頭體的徑向槽內滑動。當內環鑽頭體旋轉時，外環鑽頭體即按照預先設定的滑槽形狀沿徑向伸縮，從而實現一次切割成異型隨道孔的目的。本鑽機為環形空心鑽，施工效率高，節約電能，一次成孔。廣泛適用於鐵路，採礦等大直徑異型隧道鑽的掘進。
文檔編號E21B7/00GK2204849SQ9421031
公開日1995年8月9日 申請日期1994年5月19日 優先權日1994年5月19日
發明者聶敬太 申請人:聶敬太