[发明专利]一种掘进机刀盘及掘进机

说明书

本发明属于隧道开挖设备领域，特别涉及一种掘进机刀盘及掘进机，掘进机的刀盘包括刀盘面板和安装在刀盘面板上的滚刀，刀盘面板包括前面板，前面板上开设有滚刀安装孔，前面板的后板面上固定有筋板，筋板与前面板配合在前面板后侧隔出成不同的开口朝后的开口腔，掘进机刀盘还包括安装在至少部分开口腔内的阻尼器，阻尼器包括封闭的盒体和填充在盒体内的阻尼颗粒，盒体的形状与开口腔的形状相匹配，阻尼器的盒体与筋板固定连接，盒体前侧壁与前面板贴合，后侧壁构成封堵对应开口腔腔口的封板并同时构成刀盘面板对应区域的后面板，盒体的侧壁和筋板连接，利用阻尼器实现减振，同时阻尼器加强了筋板的连接强度，进一步地保证了刀盘的结构强度。

技术领域

本发明属于隧道开挖设备领域，特别涉及一种掘进机刀盘及掘进机。

背景技术

硬岩掘进机作为一种机械化程度高、掘进效率快、施工安全的地下工程装备，被广泛应用于地下空间开发。具体工作时，硬岩掘进机的刀盘在主驱动的带动下转动并通过刀盘面板上的滚刀和岩石表面进行相互挤压，使岩石发生破碎脱落，实现对硬岩地层的开挖。

相较于软土地层的开挖，硬岩掘进机破岩过程中产生的冲击载荷会使安装滚刀的刀盘发生剧烈的振动，产生的瞬时大载荷冲击可能导致刀盘产生较为严重的变形、焊缝开裂以及主驱动螺栓断裂等问题的出现，同时振动产生的交变载荷会使刀盘疲劳寿命严重缩短，一旦出现需要维修的情况，会大大影响施工进度。因此，需要对掘进机的刀盘进行减振抗振设计。

授权公告号为CN107480400B、授权公告日为2021年03月09日的中国发明专利公开了一种基于多调谐质量阻尼器的硬岩掘进机减振设计方法，其可以实现驱动箱振动的降低，但对于刀盘以及轴承结构不具有减振作用。授权公告号为CN109268434B、授权公告日为2020年04月28日的中国发明专利公开了一种TBM支撑油缸磁流变阻尼器的添加方法，该方法主要用于控制主机的横向和纵向振动，但并未对轴向的掘进方向采取减振措施。申请公布号为CN112392497A、申请公布日为2021年02月23日的中国发明专利申请公开了一种用于敞开式TBM施工的主动减振方法及其系统，其具体是利用反振源来抵消刀盘的振动，由于破岩过程中岩层的不确定性及岩石破碎的随机性，硬岩掘进机的振动频率范围较大，振幅变化快，因此利用反振源的方式极易产生频率和振幅不协调的情况，一旦出现这种情况，反而会导致设备振动得更加严重，存在着减振效果不可靠的问题。

授权公告号为CN109594998B、授权公告日为2020年04月07日的中国发明专利公开的一种阻尼合金替换全断面硬岩掘进机刀盘筋板材料的减振优化方法，其具体是针对筋板的振动将筋板部分位置的材料用阻尼合金材料按照阻尼合金优化布局模型进行替换。该方案能够实现刀盘及TBM主机的减振，但是方案的实施依赖于阻尼合金优化布局模型，存在着实施难度大的问题，且采用该方案改进后刀盘的结构并未改变，结构强度也无法得到提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掘进机刀盘，以解决现有技术中掘进机刀盘在进行减振优化时实施难度大、结构强度也未得到提升的技术问题；本发明的目的还在于提供一种使用上述掘进机刀盘的掘进机。

为实现上述目的，本发明所提供的掘进机刀盘的技术方案是：

一种掘进机刀盘，包括刀盘面板和安装在刀盘面板上的滚刀，所述刀盘面板包括前面板，前面板上开设有前后贯通的滚刀安装孔，所述滚刀安装在滚刀安装孔内，前面板的后板面上固定有筋板，以对前面板的结构进行加强，筋板与前面板配合将前面板后侧空间分隔成不同的开口朝后的开口腔，掘进机刀盘还包括安装在至少部分开口腔内的阻尼器，所述阻尼器包括封闭的盒体和填充在盒体内的阻尼颗粒，盒体的形状与对应的开口腔的形状相匹配，以通过阻尼器填充相应的开口腔，阻尼器通过盒体与筋板固定连接，盒体的前侧壁与前面板贴合，盒体的后侧壁构成封堵对应开口腔腔口的封板并同时构成刀盘面板对应区域的后面板。