一種硬巖快速掘進機的掘進裝置製造方法

2023-06-01 21:35:26

一種硬巖快速掘進機的掘進裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種硬巖快速掘進機的掘進裝置，它包括刀盤，刀盤上設有多個刀箱通孔，刀箱通孔內固定設有與其配合的刀箱，刀箱內外兩端開口，刀箱內端固定連接有滾刀蓋板，滾刀蓋板沿軸線設有滾刀通孔，滾刀通孔內設有與其配合併滑動連接的滾刀；刀箱外端固定連接有固定座，固定座外端固定連接有衝擊裝置，衝擊裝置的輸出軸穿過設置在固定座端面沿軸線設置的衝擊通孔並與滾刀固定連接，衝擊裝置的輸出軸與衝擊通孔滑動連接；滾刀兩側與固定座之間均設有壓簧。本發明解決了硬磨擦產生的功率消耗大及刀具損耗大的不足，同時也解決了以往盾構機對普氏硬度f＞9的巖石隧道無法掘進的局限，在控制成本的同時，完美實現了硬巖快速掘進的功能。
【專利說明】一種硬巖快速掘進機的掘進裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種掘進設備，具體地指一種硬巖快速掘進機的掘進裝置。

【背景技術】
[0002]據不完全統計，經過近年來煤礦整頓重組，我國共存煤礦I萬多處，國有重點和國有地方煤礦2704處，據中科院國情分析研究小組預測到2020年原煤消費量將達到24億噸。另外，據不完全統計，我國其它礦山，如銅礦、鐵礦、磷礦、有色金屬礦等非煤礦有2萬多處。由此可見，我國礦山開採行業佔據了非常大的發展空間。經調查發現，我國礦山行業，對於硬巖快速掘進機的應用幾乎空白，佔85 %以上的礦山行業都存在機械化成度不高，還局限於傳統打眼、放炮的形式開採，安全性及不可靠，且效率低，為礦山行業的發展帶來制約。
[0003]我國是一個多山多水的國家，人口密集的中國，交通發展成了當前的重中之重，城市軌道交通隧道、鐵路隧道、公路隧道、海底隧道、江底隧道等工程行業有著廣闊的市場發展前景。據不完全統計，我國目前已成功修建了 7500多座、總延長4500多公裡的鐵路隧道，隧道總數量均居世界前列。在後續的隧道建設中，將有大量長度超過20公裡，和普氏硬度f>9的巖石隧道修建。經調查，國內外現有的盾構機都無法適應於超長度和高硬度的巖石隧道。目前，針對硬巖隧道的掘進，主要製造廠商有美國羅賓斯、德國海端克公司、德國威爾特公司、加拿大法拉特、日本三菱公司，都是採用的TBM硬巖旋轉擠壓掘進技術，針對普氏硬度f > 9或者超硬的巖石隧道，以上廠家的TBM硬巖旋轉擠壓掘進技術卻無法適用。
[0004]傳統硬巖盾構機採用旋轉、擠壓來實現掘進，其工作功率消耗大、刀具材料要求高、且損耗大。據統計，每公裡掘進必須更換刀具，一次所更換損耗的刀具費用就將近200多萬元，且針對普氏硬度f > 9的巖石隧道，目前的盾構機尚無能為力。


【發明內容】

[0005]本發明的目的就是要解決上述【背景技術】的不足，提供一種能實現在普氏硬度f >9或者超硬的巖石隧道中快速掘進的硬巖快速掘進機的掘進裝置。
[0006]本發明的技術方案為:一種硬巖快速掘進機的掘進裝置，它包括刀盤，其特徵在於:所述刀盤上設有多個刀箱通孔，所述刀箱通孔內固定設有與其配合的刀箱，所述刀箱內外兩端開口，所述刀箱內端固定連接有滾刀蓋板，所述滾刀蓋板沿軸線設有滾刀通孔，所述滾刀通孔內設有與其配合併滑動連接的滾刀；所述刀箱外端固定連接有固定座，所述固定座外端固定連接有衝擊裝置，所述衝擊裝置的輸出軸穿過設置在固定座端面沿軸線設置的衝擊通孔並與滾刀固定連接，所述衝擊裝置的輸出軸與衝擊通孔滑動連接；所述滾刀兩側與固定座之間均設有壓簧。
[0007]進一步地,所述刀箱與刀盤焊接連接。
[0008]進一步地，所述滾刀蓋板的兩側對稱開設有第一螺孔，所述滾刀蓋板通過第一螺釘與刀箱固定連接；所述固定座的兩側對稱開設有第二螺孔，所述衝擊裝置通過第二螺釘與刀箱固定連接。
[0009]將本發明所設計的硬巖快速掘進機的掘進裝置安裝在掘進機上，利用軌道行走推進設備，集機、電、氣、液壓為一體，米用新型的聞頻率氣壓震動衝擊和液壓震動衝擊作為衝擊裝置對前方地質進行衝擊，並和旋轉刀盤擠壓配合，來實現硬巖巷道快速掘進功能，其掘進產生的巖石料，通過自身運輸機構輸送至機器尾部，將巖石卸入轉載機將其運出。
[0010]本發明解決了硬磨擦產生的功率消耗大及刀具損耗大的不足，同時也解決了以往盾構機對普氏硬度f> 9的巖石隧道無法掘進的局限，在控制成本的同時，完美實現了硬巖快速掘進的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的硬巖快速掘進機的掘進裝置的結構示意圖；
[0012]圖2為本發明的硬巖快速掘進機的掘進裝置的布置示意圖；
[0013]圖3為圖2的側視示意圖；
[0014]圖4為衝擊裝置的氣路布置示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0016]參考圖1、圖2，本發明的一種硬巖快速掘進機的掘進裝置，它包括刀盤1，在刀盤I上設有多個刀箱通孔1.1，刀箱通孔1.1內固定設有與其配合的刀箱2，刀箱2與刀盤I焊接連接。在刀箱2內外兩端開口，刀箱2內端固定連接有滾刀蓋板3，刀箱2外端固定連接有固定座5，刀箱2、滾刀蓋板3與固定座5圍成一個容納空間。
[0017]滾刀蓋板3沿軸線設有滾刀通孔3.1，滾刀通孔3.1內設有與其配合併滑動連接的滾刀4，滾刀4即設置在容納空間中，並可在容納空間內進行位移滑動。
[0018]固定座5外端固定連接有衝擊裝置6,衝擊裝置6的輸出軸6.1穿過設置在固定座4端面沿軸線設置的衝擊通孔4.1並與滾刀4固定連接，衝擊裝置6的輸出軸6.1與衝擊通孔4.1滑動連接；在滾刀4兩側與固定座5之間均設有壓簧7。其工作原理為:衝擊裝置6向前方地質輸出振動，帶動滾刀4前移，由於壓簧7的限位，衝擊裝置6和滾刀4向前方移動至壓簧7的極限位置後停止前移，隨後在壓簧7的伸展作用力下復位，隨後循環對前方土質進行振動疏鬆。
[0019]在衝擊裝置對前方土質振動疏鬆的過程中，與刀盤旋轉擠壓相互結合，即可實現硬巖巷道快速掘進功能，其掘進產生的巖石料，通過自身運輸機構輸送至機器尾部，將巖石卸入轉載機將其運出。
[0020]本發明米用新型的聞頻率氣壓震動衝擊和液壓震動衝擊作為衝擊裝置對前方地質進行衝擊，並和旋轉刀盤擠壓配合，來實現硬巖巷道快速掘進功能。
[0021]本發明解決了硬磨擦產生的功率消耗大及刀具損耗大的不足，同時也解決了以往盾構機對普氏硬度f> 9的巖石隧道無法掘進的局限，在控制成本的同時，完美實現了硬巖快速掘進的功能。
[0022]本發明的衝擊裝置可選為氣壓震動衝擊或液壓震動衝擊，現針對氣壓震動衝擊進行詳細說明。
[0023]參考圖3、圖4，沿盾構殼體12內設有用於供氣裝置相連的進氣管10，進氣管10與設置在殼體12端面內部的分氣座11連接，在分氣座11經過分氣支管12將氣體輸送至各個衝擊裝置6中。
[0024]本發明正常工作時，刀具的衝擊頻率達35次/秒，其每秒的步進距離在Imm以上。經計算:普氏硬度f > 9或f < 12的巖石巖巷，其掘進效率為I米/小時以上；另外，普氏硬度f < 9的巖石巖巷，其掘進效率為1.5?2米/小時。
[0025]傳統硬巖盾構機採用旋轉、擠壓來實現掘進，其工作功率消耗大、刀具材料要求高、且損耗大。據統計，每公裡掘進必須更換刀具，一次所更換損耗的刀具費用就將近200多萬元，且針對普氏硬度f> 9的巖石隧道，目前的盾構機尚無能為力。本發明採用新型的高頻率震動衝擊，依靠刀盤旋轉、擠壓來實現快速掘進的功能，其結構解決了硬磨擦產生的功率消耗大及刀具損耗大的不足，同時也解決了以往盾構機對普氏硬度f > 9的巖石隧道無法掘進的局限，在控制成本的同時，完美實現了硬巖快速掘進的功能。
[0026]本實施例中，在滾刀蓋板3的兩側對稱開設有第一螺孔，滾刀蓋板3通過第一螺釘8與刀箱2固定連接；固定座5的兩側對稱開設有第二螺孔，衝擊裝置6通過第二螺釘9與刀箱2固定連接。
【權利要求】
1.一種硬巖快速掘進機的掘進裝置，它包括刀盤(I)，其特徵在於:所述刀盤(I)上設有多個刀箱通孔(1.1)，所述刀箱通孔(1.1)內固定設有與其配合的刀箱(2)，所述刀箱(2)內外兩端開口，所述刀箱(2)內端固定連接有滾刀蓋板(3)，所述滾刀蓋板(3)沿軸線設有滾刀通孔(3.1)，所述滾刀通孔(3.1)內設有與其配合併滑動連接的滾刀(4);所述刀箱(2)外端固定連接有固定座(5)，所述固定座(5)外端固定連接有衝擊裝置(6)，所述衝擊裝置(6)的輸出軸(6.1)穿過設置在固定座(4)端面沿軸線設置的衝擊通孔(4.1)並與滾刀⑷固定連接，所述衝擊裝置(6)的輸出軸(6.1)與衝擊通孔(4.1)滑動連接；所述滾刀(4)兩側與固定座(5)之間均設有壓簧(7)。
2.根據權利要求1所述的硬巖快速掘進機的掘進裝置，其特徵在於:所述刀箱(2)與刀盤(I)焊接連接。
3.根據權利要求1所述的硬巖快速掘進機的掘進裝置，其特徵在於:所述滾刀蓋板(3)的兩側對稱開設有第一螺孔，所述滾刀蓋板(3)通過第一螺釘(8)與刀箱(2)固定連接；所述固定座(5)的兩側對稱開設有第二螺孔，所述衝擊裝置(6)通過第二螺釘(9)與刀箱(2)固定連 接。
【文檔編號】E21D9/08GK104047608SQ201410185888
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】韓尚倫 申請人:湖北博創機械製造有限責任公司