[发明专利]一种冲击滚切复合破岩刀具

说明书

本发明公开了一种冲击滚切复合破岩刀具，包括刀盘支撑架、滚刀、集束冲击器和切刀，所述集束冲击器垂直固定于刀盘支撑架的圆心处，若干个滚刀相隔一定间隙地并列设置并形成滚刀组，若干组滚刀组沿着集束冲击器的圆周方向安装于刀盘支撑架上，且每组滚刀组沿着刀盘支撑架的径向方向设置；在每组滚刀组中每个滚刀的两侧均设有切刀；所述集束冲击器包括安装柱和冲击器，安装柱固定于刀盘支撑架上，若干个冲击器固定于安装柱上，且冲击器的冲击钻头沿着刀盘支撑架的轴向方向运动。本发明中采用的集束冲击器降低了滚刀的磨损，增强了滚刀的破岩效率，为硬岩隧道的高效掘进提供一种新的技术方案。

技术领域：

本发明涉及一种冲击滚切复合破岩刀具。

背景技术：

全断面岩石隧道掘进机在进行大直径硬岩作业时效率较低，中心滚刀与边缘滚刀速差较大，大的速差导致边缘滚刀磨损严重，需时常更换掘进刀具，导致掘进机掘进效率低下，掘进成本较高。例如西班牙瓜达拉玛隧道北口为坚硬花岗岩地层，采用直径为9.5m的硬岩掘进机作业时，由于刀盘边缘刀具磨损严重，平均进尺2.8m就需更换一次刀具，掘进效率及其低下，刀具的消耗占整个掘进机造价的40%左右，价格高昂。

通常提高钻进效率采用的是优化刀盘结构、增大滚刀直径的方法，这种局部改进刀盘的方法可以提高掘进装备的地质适应性和掘进效率，但没有从根本上消除中心与边缘滚刀的速差，导致大直径硬岩掘进作业时边缘滚刀仍磨损严重。为了减少大直径硬岩掘进作业时边缘滚刀的磨损量，在当前掘进结构的基础上提出一种冲击滚切复合破岩刀具，以提高大直径硬岩掘进作业效率，降低边缘滚刀磨损量。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种冲击滚切复合破岩刀具。

本发明所采用的技术方案有：一种冲击滚切复合破岩刀具，包括刀盘支撑架、滚刀、集束冲击器和切刀，所述集束冲击器垂直固定于刀盘支撑架的圆心处，若干个滚刀相隔一定间隙地并列设置并形成滚刀组，若干组滚刀组沿着集束冲击器的圆周方向安装于刀盘支撑架上，且每组滚刀组沿着刀盘支撑架的径向方向设置；在每组滚刀组中每个滚刀的两侧均设有切刀；

所述集束冲击器包括安装柱和冲击器，安装柱固定于刀盘支撑架上，若干个冲击器固定于安装柱上，且冲击器的冲击钻头沿着刀盘支撑架的轴向方向运动。

进一步地，所述集束冲击器中的安装柱通过法兰与螺栓固定连接在刀盘支撑架上。

进一步地，所述冲击器的冲击钻头的往复运动是通过油缸驱动或者通过电机带减速机驱动。

进一步地，所述刀盘支撑架设有滚刀孔，滚刀转动连接在滚刀孔内，在刀盘支撑架上固定若干压盖，一个压盖对应将一个滚刀组固定于刀盘支撑架上，滚刀组中的滚刀的刃口穿过压盖并伸于压盖上方。

进一步地，所述滚刀的轴线沿着刀盘支撑架的径向方向设置。

进一步地，所述滚刀上设有转轴，在转轴的两端设有轴承；在压盖的下端面上设有若干个上定位槽，在刀盘支撑架上且位于滚刀孔的两侧均设有一个下定位槽，所述轴承通过上定位槽与下定位槽轴向定位。

进一步地，所述压盖的下端面上设有若干凸筋，每个定位槽由两根凸筋组合形成。

进一步地，每个上定位槽中内侧的凸筋上设有上密封槽，在刀盘支撑架上且位于上密封槽的下方设有下密封槽，在转轴上固定有密封挡圈，密封挡圈伸于上密封槽和下密封槽内。

本发明具有如下有益效果：

1）本发明中采用的集束冲击器降低了滚刀的磨损，增强了滚刀的破岩效率，为硬岩隧道的高效掘进提供一种新的技术方案。

2）本发明中的滚刀便于更换，滚刀的轴承密封效果好，避免岩土造成的转动干涉。

附图说明：