一种硬岩隧道掘进机及其刀盘制造技术

本发明专利技术公开一种硬岩隧道掘进机刀盘，包括设有若干发射孔的刀盘本体、一组高能热力束流组件和夹持组件。当岩层硬度较高时，夹持组件带动高能热力束流组件插入任一发射孔，高能热力束流组件通过发射孔加热岩层，降低岩层的点载荷强度和抗拉强度，从而降低刀盘本体的破岩难度。由于夹持组件的设置，使得一组高能热力束流组件能够选择性地插入全部发射孔中，避免增设多组高能热力束流组件至刀盘本体，刀盘本体的结构有所简化。高能热力束流组件设于刀盘本体远离岩层一侧，防止高能热力束流组件的被岩体刮伤，延长高能热力束流组件的使用寿命较长，因此有利于降低成本。本发明专利技术还公开一种包含上述硬岩隧道掘进机刀盘的硬岩隧道掘进机。

A hard rock tunnel boring machine and its cutter head

【技术实现步骤摘要】
一种硬岩隧道掘进机及其刀盘
本专利技术涉及隧道施工
，特别涉及一种硬岩隧道掘进机刀盘。本专利技术还涉及一种包含上述硬岩隧道掘进仅刀盘的硬岩隧道掘进机。
技术介绍
一般地，穿山隧道的打通及城市地铁的修建等基础设施的建设均离不开隧道掘进机，尤其是适应于硬质地层挖掘的硬岩隧道掘进机。刀盘作为硬岩隧道掘进机关键部件，其状态直接影响着掘进机的效率和机体的受力状态，因此优化硬岩隧道掘进机刀盘的结构显得尤为必要。为延长硬岩隧道掘进机刀盘的使用寿命，通常在硬岩隧道掘进机搭载高能热力束流组件来辅助破岩，刀盘在掘进过程中遇到硬质岩层时，启动高能热力束流组件，高能热力束流组件通过微波快速加热岩石，降低硬质岩层的点载荷强度和抗拉强度，从而降低刀盘的切屑难度，防止刀盘上的刀刃因磨损或崩刃而失效。然而，为满足刀盘较大的切削面积，现有刀盘的具有多个微波发射口，每个微波发射口对应安装一个高能热力束流组件，高能热力束流组件数量较多，致使制造成本过高；另一方面，过多的高能热力束流组件使刀盘的结构变复杂，导致刀盘的检修难度加大，从而导致维护成本增高。因此，如何优选现有硬岩隧道掘进机刀盘的结构以降低成本是本领域技术人员需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种硬岩隧道掘进机及其刀盘，由于夹持组件带动高能热力束流组件择一地插入发射孔内，避免增设大量的高能热力束流组件，有利于降低成本。其具体方案如下：本专利技术提供一种硬岩隧道掘进机刀盘，包括：设有若干发射孔的刀盘本体；一组用于设于刀盘本体远离岩层一侧的高能热力束流组件；用于将高能热力束流组件夹持至任一发射孔内的夹持组件。优选地，高能热力束流组件包括：相对固定的回转接头；分别设于回转接头两端的固定管道和回转管道，回转管道相对于固定管道转动。优选地，全部发射孔到刀盘本体中心的径向距离不同。优选地，夹持组件包括：相对设置的第一夹持臂和第二夹持臂；分别与第一夹持臂和第二夹持臂相连、用于驱动二者相互靠拢或相互分散以夹紧或松开高能热力束流组件的夹持驱动件；与夹持驱动件相连并用于通过夹持驱动件带动高能热力束流组件靠近或远离对应的发射孔的支撑摆臂。优选地，还包括若干一一对应地设于全部发射孔内并用于保护高能热力束流组件的防护板。优选地，还包括：与刀盘本体相连并用于驱动刀盘本体转动的主驱动件；用于检测刀盘本体施加至岩层的破岩压力的压力检测件；与主驱动件和压力检测件相连的控制器，控制器用于根据压力检测件发送的信号在破岩压力达到预设压力时降低主驱动件的转速直至刀盘本体的转速达到预设转速。优选地，还包括：与控制器相连并用于检测刀盘本体的当前转速的转速检测件；与控制器相连并用于驱动支撑摆臂摆动的摆动驱动件；夹持驱动件与控制器相连，控制器用于根据转速检测件发送的信号在当前转速达到预设转速时启动夹持驱动件夹持高能热力束流组件，并用于在夹持驱动件夹持高能热力束流组件后根据输入的预设路径控制摆动驱动件驱动支撑摆臂沿预设路径移动以使高能热力束流组件依次插入对应的发射孔内。优选地，还包括：与控制器相连并用于检测支撑摆臂路径的路径检测件；控制器用于根据路径检测件发送信号在支撑摆臂沿预设路径移动完毕后控制摆动驱动件驱动支撑摆臂复位；与控制器相连并用于检测支撑摆臂是否复位的复位检测件；控制器用于根据复位检测件发送的信号在支撑摆臂复位后增大主驱动件的转速。本专利技术还提供一种硬岩隧道掘进机，盾体和上述任一项的硬岩隧道掘进机刀盘，硬岩隧道掘进机刀盘设于盾体前端。相对于
技术介绍
，本专利技术提供一种硬岩隧道掘进机刀盘，包括刀盘本体、一组高能热力束流组件和夹持组件。当刀盘本体前方的岩层硬度较高时，夹持组件夹持高能热力束流组件，并带动高能热力束流组件插入任一发射孔，高能热力束流组件通过发射孔加热岩层，从而降低岩层的点载荷强度和抗拉强度，实现降低刀盘本体的破岩难度。进一步地，由于夹持组件的设置，使得一组高能热力束流组件能够选择性地插入全部发射孔中，避免增设多组高能热力束流组件至刀盘本体，相较于现有刀盘，高能热力束流组件的数量减少，制造成本降低，且刀盘本体的结构简单，维护成本也随之有所降低。另外，高能热力束流组件设于刀盘本体远离岩层一侧，防止高能热力束流组件的被岩体刮伤，有利于延长高能热力束流组件的使用寿命，进一步降低维护成本。因此，本专利技术所提供的硬岩隧道掘进机刀盘有利于降低成本。本专利技术所提供的包括包含上述硬岩隧道掘进机刀盘的硬岩隧道掘进机具有相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种具体实施例所提供硬岩隧道掘进机刀盘的剖面结构图；图2为图1的主视图；图3为图1中高能热力束流组件的结构图。附图标记如下：刀盘本体1、高能热力束流组件2、防护板3、盾体4和夹持组件5；发射孔11、单刃滚刀12和多刃滚刀13；高能热力束流发生器21、能量发射器22、回转接头23、固定管道24和回转管道25。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图3，图1为本专利技术一种具体实施例所提供硬岩隧道掘进机刀盘的剖面结构图；图2为图1的主视图；图3为图1中高能热力束流组件的结构图。本专利技术实施例公开了一种硬岩隧道掘进机刀盘包括刀盘本体1、高能热力束流组件2和夹持组件5。其中，刀盘本体1设有若干供高能热力束流组件2插入的发射孔11。在该具体实施例中，发射孔11具体为沿刀盘本体1厚度方向贯穿的通孔。刀盘本体1呈圆盘状，且刀盘本体1靠近岩层的一侧设有若干单刃滚刀12和多刃滚刀13，以便刀盘本体1利用单刃滚刀12和多刃滚刀13对岩层进行机械滚压式切削破岩。当然，单刃滚刀12和多刃滚刀13的设置方式可参照现有技术，在此不再详述。需特别说明的是，本专利技术有且仅有一组高能热力束流组件2，当夹持组件5夹紧高能热力束流组件2后，夹持组件5带动高能热力束流组件2在各发射孔11之间移动，以降低刀盘本体1不同位置的岩层硬度。当刀盘本体1前方的岩层硬度较低时，直接利用刀盘本体1进行机械滚压式切削破岩；当刀盘本体1前方的岩层硬度较高时，夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬岩隧道掘进机刀盘，其特征在于，包括：/n设有若干发射孔(11)的刀盘本体(1)；/n一组用于设于所述刀盘本体(1)远离岩层一侧的高能热力束流组件(2)；/n用于将所述高能热力束流组件(2)夹持至任一所述发射孔(11)内的夹持组件(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种硬岩隧道掘进机刀盘，其特征在于，包括：
设有若干发射孔(11)的刀盘本体(1)；
一组用于设于所述刀盘本体(1)远离岩层一侧的高能热力束流组件(2)；
用于将所述高能热力束流组件(2)夹持至任一所述发射孔(11)内的夹持组件(5)。


2.根据权利要求1所述的硬岩隧道掘进机刀盘，其特征在于，所述高能热力束流组件(2)包括：
相对固定的回转接头(23)；
分别设于所述回转接头(23)两端的固定管道(24)和回转管道(25)，所述回转管道(25)相对于所述固定管道(24)转动。


3.根据权利要求2所述的硬岩隧道掘进机刀盘，其特征在于，全部所述发射孔(11)到所述刀盘本体(1)中心的径向距离不同。


4.根据权利要求2所述的硬岩隧道掘进机刀盘，其特征在于，所述夹持组件(5)包括：
相对设置的第一夹持臂和第二夹持臂；
分别与所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相连、用于驱动二者相互靠拢或相互分散以夹紧或松开所述高能热力束流组件(2)的夹持驱动件；
与所述夹持驱动件相连并用于通过所述夹持驱动件带动所述高能热力束流组件(2)靠近或远离对应的所述发射孔(11)的支撑摆臂。


5.根据权利要求4所述的硬岩隧道掘进机刀盘，其特征在于，还包括若干一一对应地设于全部所述发射孔(11)内并用于保护所述高能热力束流组件(2)的防护板(3)。


6.根据权利要求4或5任一项所述的硬岩隧道掘进机刀盘，其特征在于，还包括：
与所述刀盘本体(1)相连并用于驱动所述刀盘本体(1)转动的主驱动件；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，廖金军，李胜，祝爽，蒋海华，易达云，徐震，陈望，伍容，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43