[实用新型]一种大直径全断面冲击破碎硬岩的刀盘装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地下大直径掘进工程机械装置，即一种大直径全断面冲击破碎硬岩的地下掘进工程机械刀盘总成。 

背景技术

在公路、铁路、地铁和矿山建设中，需要在地下掘进大直径隧道。近二十年来，在隧道工程施工中广泛应用的掘进（盾构）机发展很快，从原来只适应松散（软）颗粒地质层的施工，现还在向适应全断面硬岩地质（如矿山巷道等）以及超大直径的方向发展。但目前针对全断面硬岩地质制造的掘进机，还仍然停留在沿用“滚刀破岩”的办法。虽然“滚刀破岩”在其适应条件下有成功的应用，但在应用于全断面硬岩地质条件时，则突出的存在以下问题： 1、常规的滚刀凭对作业面局部施加高强的压应力来滚动破碎硬岩，破岩层面均为轨迹重复的同心圆，决定了其破岩效能差，进度慢，效率低；2、设备强度要求高，动力负荷大；3、刀具或刀刃易磨损，维护频繁。 

发明内容

为了克服目前掘进机在全断面硬质岩石层施工中，效能差、进度慢、效率低和动力负荷大以及刃具易损的缺点，本实用新型提供一种大直径全断面冲击破碎硬岩的地下掘进工程机械刀盘总成。 

这种大直径全断面冲击破碎硬岩的刀盘装置，包括机械传动和钻具两部分，其特征在于，机械传动部分包括一个外壳圈，外壳圈的内侧互成120度安装有三个主驱动马达；主驱动马达通过输出轴上的齿轮和传动齿圈相啮合，传动齿圈固定在传动圆筒的后方，传动圆筒安装在外壳圈内，与外壳圈同轴，传动圆筒前方固定有公转大刀盘；公转大刀盘上有1-3个齿轮孔，在齿轮孔中安装有行星齿轮盘，行星齿轮盘内固定有三个互成120度的行星轮内齿轮，行星轮内齿轮和齿轮孔相啮合，公转大刀盘转动时，通过行星轮内齿轮带动行星齿轮盘公转；行星齿轮盘的外周和固定外齿圈啮合，固定外齿圈固定在外壳圈上；固定外齿圈与公转大刀盘滑动配合，以传递外壳圈上的整体纵向推进力；在公转大刀盘上还布置有1-3排渣口。

钻具部分包括冲击锤破岩钻头、侧壁辅助整形滚刀和正面辅助整形滚刀。

在行星轮内齿轮的轮轴中同轴安装有冲击锤破岩钻头，轮轴的后部安装有冲击锤动力组件，行星轮内齿轮的轮轴为内空六方套，与冲击锤破岩钻头的外六方形钻杆相配合，带动其旋转。

在公转大刀盘前端面上，安装有侧壁整形滚刀，侧壁整形滚刀的安装轴后端有小齿轮和固定外齿圈啮合。

在公转大刀盘前端面上，在行星齿轮盘和侧壁整形滚刀之间安装有正面整形滚刀。

在行星齿轮盘的冲击锤动力组件后部有动力旋转接头，动力旋转接头通过动力管线、动力旋转分配接头和总动力旋转分配接头相连接，动力旋转分配接头和总动力旋转分配接头，通过支架分别固定在行星齿轮盘和公转大刀盘上。

总动力旋转分配接头、动力旋转分配接头、动力旋转接头和主驱动马达的动力种类可以是液压、电力、压缩空气中的一种或多种。

工作时，外壳圈上的三个主驱动马达通过传动齿圈、传动圆筒带动公转大刀盘转动，公转大刀盘上的齿轮孔通过行星轮内齿轮带动行星齿轮盘转动，由于行星齿轮盘与固定外齿圈啮合，使得行星齿轮盘既自转又公转。行星齿轮盘上的冲击锤破岩钻头冲击并旋转的破碎和掰裂岩石。在公转大刀盘的带动和固定外齿圈的约束下侧壁整形滚刀既自转又公转，对侧壁进行辅助整形切削。在公转大刀盘的带动下，正面整形滚刀对岩石进行辅助破碎整形。总动力旋转分配接头、动力旋转分配接头和动力旋转接头通过动力管线给冲击锤动力组件供给动力，使整个设备连续作业。