[发明专利]一种基于机器人换刀的全断面岩石隧道掘进机滚刀刀座

摘要

本发明属于隧道掘进施工设备技术领域，根据隧道掘进机刀盘刀座的结构空间，设计了一种基于机器人换刀的全断面岩石隧道掘进机滚刀刀座，主要由刀箱、集成刀块系统和滚刀三部分组成。该集成化的刀座系统可以简化换刀流程，缩短换刀时间，降低换刀机械手设计的复杂性，更好的代替人工换刀作业。从而更好的保障换刀工人的生命安全，提高换刀效率，缩短掘进工期，降低整个隧道工程的造价成本。

主权项

1.一种基于机器人换刀的全断面岩石隧道掘进机滚刀刀座，其特征在于，所述的全断面岩石隧道掘进机滚刀刀座主要由刀箱(1)、集成刀块系统(2)和滚刀(3)三部分组成；所述的刀箱(1)为主要由两块刀箱侧面板(1‑1)和两块刀箱焊接板(1‑2)组成的内部呈中空的箱体；两块刀箱侧面板(1‑1)的内侧开槽，其中，槽是由上部的矩形槽和下部的类V型槽组成；内侧槽的左右两边分别开有和侧滑块(2‑7)边轮廓相互匹配的卡槽，用来将滚刀(3)传来的较大冲击载荷转移到刀箱，然后传到刀盘上；刀箱焊接板(1‑2)为了降低刀箱侧面板(1‑1)的工艺难度，同时起连接用，整体呈现矩形；刀箱(1)的外形和TBM刀盘上留下的刀座空间相一致，隧道掘进机工作过程中刀箱(1)焊接在刀盘上；所述的集成刀块系统(2)主要由滚刀侧刀座(2‑1)、预紧螺母(2‑2)、预紧螺栓杆(2‑3)、限位垫片(2‑4)、拧紧螺母(2‑5)、中间滑块(2‑6)、侧滑块(2‑7)和抓杆(2‑8)组成；滚刀侧刀座(2‑1)外形轮廓与刀箱侧面板(1‑1)的内侧槽轮廓完全吻合，其下部内侧设有圆形的滚刀轴卡槽，主要用来定位滚刀(3)，其上部开有轮廓为矩形和锥形组成的卡槽，锥槽轮廓与中间滑块(2‑6)的锥形梯度完全一致，目的是为了方便实现限位和卡紧的功能，且上部的矩形卡槽左右两边开有方形通孔，矩形卡槽的长宽和侧滑块(2‑7)的长宽一致，这样滚刀(3)传来的力分解到侧滑块(2‑7)；预紧螺栓杆(2‑3)呈现上粗下细的形状，穿入滚刀侧刀座(2‑1)中，中间过中间滑块(2‑6)，轴径处靠限位垫片(2‑4)来限制自身的上下移动，最上端焊接预紧螺母(2‑2)，用来配合换刀机器人转动预紧螺栓杆(2‑3)；中间滑块(2‑6)整体呈现梯形状，中间开有与预紧螺栓杆(2‑3)大轴端相同直径的螺纹孔，左右两侧开有T型槽或燕尾槽；侧滑块(2‑7)整体呈现平行四边形状，一侧开有与中间滑块(2‑6)上T型槽或燕尾槽相匹配的T型槽或燕尾槽，另一侧为下部的斜面和上部的小直面；侧滑块(2‑7)穿在卡槽内，一端自由，一端通过T型槽或燕尾槽连接在中间滑块(2‑6)上；抓杆(2‑8)穿插在左右两侧的滚刀侧刀座(2‑1)上，通过拧紧螺母(2‑5)将其固定；所述的滚刀(3)的刀轴主要靠12根螺栓固定在滚刀侧面板的刀轴槽内，通过集成刀块系统(2)固定；滚刀(3)更换中随集成刀块系统(2)同步从滚刀刀箱(1)中提出；同时，新型全断面掘进机集成刀块系统的紧螺栓杆(2‑3)需要自锁，其螺纹副配合应满足以下关系：其中：为螺纹升角；α为螺纹的当量摩擦角。