[实用新型]隧道掘进旋转刀架

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道掘进机械技术领域，特别涉及一种隧道掘进旋转刀架。

背景技术

现有的硬岩掘进机均采用的是盘形滚动刀具，安装在整体刀架上，其工作原理是靠TBM （Tunnel Boring Machine）隧道掘进机撑靴通过刀架传递过来的推力使刀刃压入岩石，对岩石产生挤压、剪切、拉裂等作用，当压力超过岩石的屈服极限，岩石产生裂纹，并扩展交汇到自由面，从而发生剥离，形成岩石碎片剥离，从而起到掘进的作用。

中国专利偏心多轴多刀盘式掘进机的切削刀盘（CN200320108605），由两个旋转方向相反的矩形刀盘组成，在切削时两个旋转方向相反的矩形刀盘同步作偏心旋转切削，切削刀盘在半径为25CM的范围内运转，切削刀盘内设置一种进刀角、退刀角相等的全方位切削的十字形或者顶盖形切削刀，设置于四根偏心轴的前端部位，位于顶管的最前端，每个刀盘分别与四根偏心轴通过螺栓联接；中国专利可变换刀盘式掘进机的切削刀盘（CN200410089261），由辐条式刀盘、面板式箱体刀盘组以及螺栓组成，辐条式刀盘、面板式箱体刀盘组分别为独立构件，刀盘面板形式以辐条式刀盘时，刀盘面板采用辐条式刀盘；或者刀盘面板形式以面板式时，将面板式箱体刀盘组通过螺栓连接在辐条式刀盘的大箱体座和小箱体座上，即形成面板式刀盘。

上述的掘进机的切削刀盘均采用的是盘形滚动刀具，安装在整体刀架上，这种依靠挤压破岩的工作方式，必须要提供非常大的压力，整个刀盘上安装有多个盘形刀具，而压力方向与掘进方向一致，形成的合力较大，而这个压力均由撑靴的推力提供，结果无论是掌子面还是撑靴工作面，都产生了巨大的附加应力，其压力级别甚至与岩石的屈服极限同级，从而对围岩引入了巨大的扰动外力，极容易诱发岩石崩塌。

同时，现有的掘进机刀具直径是固定的，无法解决围岩变形后卡死机器的问题，由于受限于挤压破岩原理，掘进速度难以进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单，操作方便，扣合紧密的隧道掘进旋转刀架。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现： 

隧道掘进旋转刀架，它包括刀体，刀体上设有至少两个切削单元安装盘，相邻两个切削单元安装盘在刀体轴向上设有一段间隔，且位于刀体后端的切削单元安装盘的外径大于其前面的切削单元安装盘的外径，切削单元安装盘上分布有切削单元，切削单元包括至少一个切削刀具组件和切削单元旋转刀架，切削刀具组件安装在切削单元旋转刀架上，切削单元旋转刀架安装于切削单元安装盘上，所述切削刀具组件包括刀具、主轴、主轴动力传动系统、主轴驱动马达和直线伺服驱动单元，刀具安装在主轴前端，主轴通过主轴动力传动系统与高速主轴驱动马达连接，主轴的后端通过连接轴与直线伺服驱动单元连接。

所述的切削单元安装盘设有驱动马达。

所述的切削单元旋转刀架设有驱动马达。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型采用高速切削技术，用高速扩孔的方式进行掘进，采用了与现有隧道掘进方法完全不同的原理，可以显著提高切削效率，掘进速度快，设计最大掘进速度上相比现有技术至少提高1倍以上，理论上最大掘进速度甚至比现有技术至少提高3倍以上；高速切削本身就可以显著降低切削所需要的附加压力，同时切削刀具系统设计考虑到分散各刀具的应力方向，从而明显降低破碎岩石过程中对围岩的扰动力，有效的防止了岩爆和塌方的发生；另一方面，因采用的是扩孔加工方式，系统适应围岩变形能力显著增强。 

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图

图2 为本实用新型安装于上机体上的零件的装配结构示意图

图3 为本实用新型的零件安装于上机体上后的结构示意图

图中，1-刀体，2-切削单元安装盘，3 -切削单元，4-切削刀具组件，5-切削单元旋转刀架，6-刀具，7-主轴，8-主轴动力传动系统，9-主轴驱动马达，10-直线伺服驱动单元，11-连接轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述：