一种双旋转刀盘的全断面隧道掘进机-j9九游会真人

文档序号:35696348发布日期:2023-10-11 19:20阅读:17来源:国知局


1.本发明属于盾构隧道施工技术领域,尤其涉及一种双旋转刀盘的全断面隧道掘进机。


背景技术:

2.隧洞掘进机是一种用刀具切割岩层、开挖隧洞的多功能施工机械,能同时联合完成工作面的开挖和装碴作业,且能全断面连续推进。它由切割岩层的刀盘工作机构、斗轮式装碴机构、液力支撑和推进机构、连续转载机构和动力传动机构等组成。这些机构利用支撑液压缸能相对升降。走行机构有履带式和轨行式两种。在现有技术中,超大断面掘进机由于其超大的直径,刀盘圆心部位的旋转线速度较低,降低了切削效率,导致掘进速度降低、所需千斤顶推力增加、刀盘旋转所需扭矩增加和结泥饼等问题,从而大大降低了施工效率。


技术实现要素:

3.本发明的目的是提供一种双旋转刀盘的全断面隧道掘进机,以解决上述问题,达到了提高掘进速度、降低刀盘旋转所需扭矩的目的。
4.为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
5.一种双旋转刀盘的全断面隧道掘进机,包括:盾壳,所述盾壳前端设有旋转刀盘结构,所述旋转刀盘结构包括电机,所述电机与所述盾壳固定连接,所述电机的输出轴轴接有传动轴的一端,所述传动轴另一端与内刀盘固定连接,所述传动轴周侧传动连接有变速箱,所述变速箱传动连接有外刀盘,所述外刀盘套设于所述内刀盘周侧。
6.优选的,所述变速箱包括齿轮架,所述齿轮架与所述盾壳固定连接,所述齿轮架与所述盾壳同轴设置,所述齿轮架内侧设有内齿条,所述传动轴上固定连接有太阳齿轮,所述太阳齿轮、内齿条之间啮合有若干个行星齿轮,所述齿轮架一侧开口,若干个所述行星齿轮靠近所述齿轮架开口一侧转动连接有从动结构,所述从动结构与所述外刀盘传动连接。
7.优选的,所述行星齿轮的数量为至少两个,若干所述行星齿轮沿所述太阳齿轮轴心等间隔分布。
8.优选的,所述从动结构包括从动盘,所述从动盘轴心开设有圆孔,所述传动轴与所述圆孔转动配合,所述从动盘与所述外刀盘固定连接,所述从动盘远离所述外刀盘的一侧转动连接有若干从动轴,所述从动轴与所述行星齿轮轴接。
9.优选的,所述内刀盘、外刀盘外侧固定连接有若干个切削点,所述外刀盘直径与所述盾壳直径相匹配。
10.优选的,所述盾壳内侧固定连接有挡泥板,所述挡泥板与所述电机周侧固定连接,所述挡泥板与所述旋转刀盘结构之间设有土压舱,所述土压舱底端固定连通有螺旋取土结构。
11.优选的,所述螺旋取土结构包括密封筒,所述密封筒倾斜设置,所述密封筒的低端与所述土压舱底端固定连通,所述密封筒内沿轴向转动连接有螺旋输送轴,所述螺旋输送
轴一端延伸出所述密封筒并与输送机电机的输出轴固定连接,所述密封筒远离所述土压舱的出口端下方设有皮带传送机。
12.优选的,所述盾壳远离所述旋转刀盘结构的一端固定连接有液压缸。
13.与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:
14.在使用时,电机带动传动轴进行转动,并且带动内刀盘进行转动,这样的结构设置可以让内刀盘具有较短的力矩,可以让电机的输出转换率更大,内刀盘的转动力量更大,改善传统隧道掘进机刀盘圆心土体切削不畅、结泥饼等状况。通过设置旋转刀盘结构,利用旋转刀盘结构可以让传动轴带动进行转动,使得外刀盘以相对于内刀盘旋转速度较慢的旋转速度进行旋转,保证外刀盘的力量足够大,确保端面切削效率,避免了因转动时刀盘远端的力矩过大导致的土体切削不顺畅等问题,在实际使用时,还可以根据需要调整更换旋转刀盘结构中的部分结构来改变内刀盘与外刀盘的转动速度比。
15.本发明有内外两副刀盘,外刀盘呈环状,两者构成一个同心圆的全断面刀盘,由于内刀盘旋转速度更快,使该双旋转刀盘的全断面隧道掘进机可有效解决掘进速度降低、所需千斤顶推力增加、刀盘旋转所需扭矩增加和结泥饼等问题,可以提高有效施工效率,外刀盘则转动速度更慢但力量更大,可以降低土壤切削不顺畅等问题。利用这些结构,本发明实现了一种利用内外刀盘不同转速来提高切削效率的双旋转刀盘的全断面隧道掘进机。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图:
17.图1为本发明侧剖图;
18.图2为本发明正视图;
19.图3为本发明图1中a-a截面的截面图;
20.图4为本发明图1中b-b截面的截面图;
21.图5为本发明从动盘立面图;
22.图6为本发明变速箱立面图;
23.附图标记:1、内刀盘;2、外刀盘;3、盾壳;4、土压舱;5、螺旋输送轴;6、皮带传送机;7、电机;8、传动轴;9、变速箱;10、太阳齿轮;11、齿轮架;12、行星齿轮;13、轴承;14、从动轴;15、从动盘;16、液压缸。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.参照图1-6所示,本发明提供一种双旋转刀盘的全断面隧道掘进机,包括:盾壳3,盾壳3前端设有旋转刀盘结构,旋转刀盘结构包括电机7,电机7与盾壳3固定连接,电机7的输出轴轴接有传动轴8的一端,传动轴8另一端与内刀盘1固定连接,传动轴8周侧传动连接有变速箱9,变速箱9传动连接有外刀盘2,外刀盘2套设于内刀盘1周侧并转动连接。
27.外刀盘2与内刀盘1并不接触,在转动时相互独立,并以不同的速度进行转动。在使用时,电机7带动传动轴8进行转动,并且带动内刀盘1进行转动,这样的结构设置可以让内刀盘1具有较短的力矩,可以让电机7的输出转换率更大,内刀盘1的转动力量更大,改善传统隧道掘进机刀盘圆心土体切削不畅、结泥饼等状况。通过设置旋转刀盘结构,利用旋转刀盘结构可以让传动轴8带动进行转动,使得外刀盘2以相对于内刀盘1旋转速度较慢的旋转速度进行旋转,保证外刀盘2的力量足够大,确保端面切削效率,避免了因转动时刀盘远端的力矩过大导致的土体切削不顺畅等问题,在实际使用时,还可以根据需要调整更换旋转刀盘结构中的太阳齿轮10、行星齿轮12的直径与齿数来改变内刀盘1与外刀盘2的转动速度比。
28.进一步优化方案,变速箱9包括齿轮架11,齿轮架11与盾壳3固定连接,齿轮架11与盾壳3同轴设置,齿轮架11内侧设有内齿条,传动轴8上固定连接有太阳齿轮10,太阳齿轮10、内齿条之间啮合有若干个行星齿轮12,齿轮架11一侧开口,若干个行星齿轮12靠近齿轮架11开口一侧转动连接有从动结构,从动结构与外刀盘2传动连接。
29.进一步优化方案,行星齿轮12的数量为至少两个,若干行星齿轮12沿太阳齿轮10轴心等间隔分布。行星齿轮12的数量选择两个,即可实现稳定地带动外刀盘2进行旋转。
30.进一步优化方案,从动结构包括从动盘15,从动盘15轴心开设有圆孔,传动轴8与圆孔转动配合,从动盘15与外刀盘2固定连接,从动盘15远离外刀盘2的一侧转动连接有若干从动轴14,从动轴14与行星齿轮12轴接。从动轴14与从动盘15的连接处还设有轴承13,轴承13的设置可以降低从动盘15与从动轴14之间的摩擦力,并抵消行星齿轮12自转所带动的从动轴14转动,保证从动盘15的正常转动。传动轴8与圆孔并不接触,确保不会存在摩擦降低运行效率。
31.进一步优化方案,内刀盘1、外刀盘2外侧固定连接有若干个切削点,外刀盘2直径与盾壳3直径相匹配。切削点与土压舱4相互连通,确保挖掘出的泥土会进入到土压舱4内部。
32.进一步优化方案,盾壳3内侧固定连接有挡泥板,挡泥板与电机7周侧固定连接,挡泥板与旋转刀盘结构之间设有土压舱4,土压舱4底端固定连通有螺旋取土结构。土压舱4的设计可以收集切削所产生的泥土,并且堆积进入到土压舱4底侧,当土压舱4内的泥土堆积到一定程度后,通过螺旋取土结构中的螺旋输送轴5将泥土运出,并且通过皮带传送机6移动到外界。
33.进一步优化方案,螺旋取土结构包括密封筒,密封筒倾斜设置,密封筒的低端与土压舱4底端固定连通,密封筒内沿轴向转动连接有螺旋输送轴5,螺旋输送轴5一端延伸出密封筒并与输送机电机的输出轴固定连接,密封筒远离土压舱4的出口端下方设有皮带传送机6。
34.进一步优化方案,盾壳3远离旋转刀盘结构的一端固定连接有液压缸16。液压缸16的设置可以推动盾壳3向前推进。
35.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
36.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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