[实用新型]水射流切割隧道掘进机

说明书

本实用新型涉及到隧道掘进机领域。水射流切割隧道掘进机，刀盘（1）上有第一滚刀（5）、与第一滚刀（5）垂直布置的第二滚刀（4）、布置在第一滚刀（5）和第二滚刀（4）外侧的第三滚刀（3），第三滚刀（3）有多把，彼此相邻的第三滚刀（3）中央的刀盘（1）上布置有高压水出口（2），高压水出口（2）连接通过高压水管连接高压泵。本实用新型克服现有隧道掘进机掘进速度慢、效率低、成本高、工期长等缺点。

技术领域

本实用新型涉及到隧道掘进机领域。

背景技术

隧道掘进机是用机械破碎岩石、出碴和支护实行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，该装备由前盾、支撑盾、伸缩盾、止行盾、刀盘、后配套组成。按掘进机在工作面上的切削过程，分为全断面掘进机和部分断面掘进机。按破碎岩石原理不同，又可分滚压式（盘形滚刀）掘进机和铣切式掘进机。中国产品多为滚压式全断面掘进机，适于中硬岩至硬岩。工作时掘进机在推进油缸的轴向压力作用下，电动机驱动滚刀刀盘旋转，将岩石切压破碎，其周围有勺斗，随转动而卸到运输带上。隧道掘进机在掘进过程中滚刀与岩石摩擦发热，其温度可达300多度，使滚刀磨损加重，寿命缩短，约300-500米即需更换，使刀具成本占总成本的比例较高。刀盘在掘进过程中承受高强度冲击载荷，振动十分剧烈，导致关键构件过早损伤失效，主轴承损坏，机械寿命缩短，岩石裂隙也严重影响着掘进速度及施工速度，据报道在我国其最高月掘进曾达1209.8米，效率并不是很高。

高压水射流切割技术其原理是水在加压泵中加压，通过高压管，然后从切割喷头射出来，从而产生高压水射流。20世纪末，水切割技术引入我国，21世纪初期，便携式水切割技术出现。便携式水切割技术属低压水射流技术，即利用较低压力（25 Mpa-50Mpa）即可实现金属及其他材料的切割作业。其具有体积小、切割范围广、切割时无热量产生、切割速度快及效率高的特点，可对钢板、陶瓷、大理石、水泥制品等进行切割，但在切割过程中其不具备碾压破碎功能。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：如何使高压水射流切割技术与滚压式相结合，使得同时具备两者的优势。

本发明所采用的技术方案是：水射流切割隧道掘进机，刀盘（1）上有第一滚刀（5）、与第一滚刀（5）垂直布置的第二滚刀（4）、布置在第一滚刀（5）和第二滚刀（4）外侧的第三滚刀（3），第三滚刀（3）有多把，彼此相邻的第三滚刀（3）中央的刀盘（1）上布置有高压水出口（2），高压水出口（2）连接通过高压水管连接高压泵。

作为一种优选方式：彼此相邻的第三滚刀（3）中央的刀盘（1）上布置有2-5个高压水出口（2）。

作为一种优选方式：高压水出口（2）方向与刀盘（1）成30度夹角并且偏向刀盘（1）的轴线方向。

本实用新型的有益效果是：本实用新型克服现有隧道掘进机掘进速度慢、效率低、成本高、工期长等缺点。本方案中在掘进机刀盘上设置若干高压水出口（切割喷头），高压水出口（切割喷头）与刀盘面呈30度角并且偏向刀盘的轴线方向，在掘进机后配套部分设置加压泵，通过高压管连接加压泵和切割喷头，机器工作时在喷头处形成高压水流，切割岩石。与单一破岩相比，通过高压水切割可人为改变岩石裂隙，且切割喷头与刀盘面呈30度角时所产生的岩石裂隙，在此裂隙条件下滚刀破碎岩石时岩石具有最小的跃进点荷数、抗侵入系数、侵入功及主裂纹扩展能量，岩石极容易破碎，使掘进机的掘进速度明显提高，同时降低刀盘震动，延长主轴承寿命，且在切割过程中，残留在岩石与刀盘接触面上的水可对滚刀进行降温，延长滚刀寿命。本方案可明显加快施工速度、缩短工期、延长机械寿命，降低施工总成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型滚刀结构示意图（第一滚刀、第二滚刀、第三滚刀结构都是如此）；

图3是本实用新型高压水出口设置角度示意图；