[发明专利]一种硬岩刀盘和包括该刀盘的悬臂掘进机

说明书

本发明提出一种硬岩刀盘和包括该刀盘的悬臂掘进机，该硬岩刀盘包括锥形的刀盘主结构，刀盘主结构包括头部、辐条和法兰，头部与辐条连接，辐条与法兰连接，头部和辐条上设有可拆卸的刀具，该悬臂掘进机包括上述硬岩刀盘。本发明的优点：刀盘结构受力更加均匀，抵抗变形和破坏的能力较强，能承受大推力、高转速等掘进工况；刀盘采用整板加工或钢板焊接而成，整体强度刚度更好；刀具采用端盖坐落于刀座安装面的形式，能够提升破岩效率；刀盘中心滚刀能够在刀盘摆动切削时进行缩回，有效避免中心滚刀出现偏磨、崩刃等异常损坏问题；滚刀和齿刀刀具的互换安装，既能开挖软土，也能扩挖硬岩；刀盘上下左右摆动，可以开挖圆形和异形断面。

技术领域

本发明涉及隧道掘进刀盘，特别是指一种硬岩刀盘和包括该刀盘的悬臂掘进机。

背景技术

随着掘进技术的向前发展，在硬岩地层的施工，不仅要求安全可靠，同时对掘进效率的要求也在不断提高，而在硬岩地层中使用TBM设备则成本过高，若使用钻爆破岩则安全性较低，若使用连续采煤机或掘锚联合机组则掘进效率较低，而作为一种安全有保障、成本较低、掘进效率较高的悬臂掘进机将得到大力发展。

而目前悬臂掘进机的掘进头主要是两个左右对称的半球形或滚筒形的截割头（如名称为“一种横轴式掘进机截割模拟实验台”，申请号为201811105636.7的发明专利申请），或者是单个圆锥形或圆锥圆柱形的截割头（如名称为“复合式悬臂掘进机”，申请号为201210207419.5的发明专利申请），截割头上齿刀是按照一定间距沿螺旋线布置的，在硬岩地层和使用TBM刀盘相比，掘进效率较低。因此对一种能高效掘进的悬臂掘进机掘进机头的追求不断提升。

发明内容

本发明提出一种硬岩刀盘和包括该刀盘的悬臂掘进机，解决了目前已有的悬臂掘进机在硬岩地层掘进效率慢的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种硬岩刀盘，包括锥形的刀盘主结构，刀盘主结构包括头部、辐条和法兰，头部与辐条连接，辐条与法兰连接，头部和辐条上设有可拆卸的刀具。

所述的刀具为齿刀。

所述的刀具为滚刀。

所述的刀盘主结构上设有刀槽，端盖可拆卸固定在刀槽内，端盖的上端面与刀盘主结构的上端面平齐，端盖内设有滚刀。

所述的端盖通过螺栓固定在刀槽内。

所述的头部上设有伸缩的中心刀座，中心刀座上设有可拆卸的刀具，中心刀座与油缸连接，油缸与法兰连接。

所述的辐条呈十字形布置。

所述的辐条呈*形布置。

所述的辐条呈米字形布置。

一种包括上述硬岩刀盘的悬臂掘进机。

本发明的优点：

1.刀盘采用辐条和锥形对称结构，刀具分布均匀，刀盘结构受力更加均匀，刀盘抵抗变形和破坏的能力较强，较好的强度刚度使刀盘在悬臂掘进机上能承受大推力、高转速等掘进工况。

2.刀盘主结构采用整板加工设计或钢板焊接而成，整体强度刚度更好，减小了刀盘掘进过程中的变形，为刀具的可靠安装提供了结构基础。

3.刀盘可更换刀具采用端盖坐落于刀座安装面的安装形式，故刀具承受开挖面的反作用力，由刀具端盖直接传递给刀座，再由刀座传递给刀盘主结构，刀具固定螺栓不提供刀具的支撑力，只是起固定作用，可靠性更高的刀具安装方式及合理的刀具布置能够提升刀盘掘进的破岩效率。

4.刀盘中心滚刀能够在刀盘摆动切削时进行缩回，能够有效避免中心滚刀出现偏磨、崩刃等异常损坏问题。