專利名稱：異型異徑隧道鉆的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及旋轉式水沖隧道鉆，特別是一種異型異徑環(huán)狀切割的隧道鉆，適用于各種形狀、各種口徑的隧道鉆進。
目前鐵路隧道、礦山巷道掘進中均采用實心鉆，這類鉆機耗能多，鉆頭磨損嚴重，很不經濟。本發(fā)明人曾在CN93224386中公開了一種四環(huán)水沖隧道鉆，該鉆機將金剛石鉆頭鑲在兩個同軸的巖芯管端部形成內、外環(huán)鉆頭體，在內、外環(huán)鉆頭體上分別設有球面滑道及可沿滑道向中心合攏的橫向球面切刀，以將進入鉆頭體內的巖芯分別橫向切斷。內、外環(huán)鉆頭體由安裝在步移機架上的電機驅動。這種鉆機的外環(huán)鉆頭體是固定的，因而只能鉆出直徑固定的圓形隧道，對于不同直徑的異形截面隧道，則無法一次成孔。
本實用新型的目的是要避免上述困難，而提供一種外環(huán)鉆頭體能按要求沿徑向伸縮的環(huán)形空心鉆，從而能一次鉆出各種形狀的隧道孔，并能順利將進入管內的巖石切斷，取出。
本實用新型的解決方案是裝在步移機架上的電機經主傳動軸驅動內環(huán)鉆頭體旋轉；外環(huán)鉆頭體由多個可獨立運動的鉆頭臂組成，鉆頭臂的尾端安裝在靠模板的仿形滑槽內，靠模板與機架固結；外環(huán)鉆頭臂上還聯(lián)有導向滑桿，可在內環(huán)鉆頭體的徑向槽內滑動伸縮。
以下結合附圖詳細描述本實用新型的實施例。


圖1是異型異徑隧道鉆的結構示意圖。
圖2是
圖1隧道鉆掘進矩形截面隧道孔的橫向剖視圖。
圖3是內、外環(huán)鉆頭體分別切割巖芯的斷面示意圖。
參見附圖，異形異徑隧道鉆包括驅動機架例如步移機架5，其上裝有電機22，減速機25、主傳動軸26、方桿軸4、方桿套6、鉆頭體方孔35及牽引鋼絲繩7、8和滑輪9等。方桿軸與方桿套及鉆頭體中心方孔35滑動配合。電機22通過主傳動軸26帶動內環(huán)鉆頭體17旋轉。內環(huán)鉆頭體17包括鉆頭臂1、鉆頭3、球面滑道12和橫向球面切刀10等。外環(huán)鉆頭體18包括四個可獨立運動的鉆頭臂37以及鉆頭3、球面滑道13和橫向球面切刀11等。有關四環(huán)隧道鉆的結構和操作已在CN93224386中做過詳細描述，此處不再贅述。僅就本外環(huán)鉆頭體變徑原理說明如下
圖1中外環(huán)鉆頭體18具有多個可獨立運動的鉆頭臂37，各外環(huán)鉆頭臂的尾端裝有可自由轉動的滾子20，將滾子置于靠模板28的仿形滑槽34內，依靠滑槽兩側的輪廓曲線使?jié)L子始終沿滑槽的曲線運動?？磕０?8與機架固結。圖中滑槽所在的平面與主傳動軸26相垂直。滑槽的形狀應與所設計的隧道孔的形狀相適應。比如隧道孔的截面形狀是矩形或拱形，那么滑槽的形狀也相應是矩形或拱形，見圖2?；鄣男螤畛叽绫葘嶋H隧道要小得多。為了使外環(huán)鉆頭臂37在伸縮過程中能保持平動，其上聯(lián)有導向滑桿16，可在內環(huán)鉆頭體的徑向槽23內自由滑動。這種結構使外環(huán)鉆頭體與內環(huán)鉆頭體保持同步旋轉。
外環(huán)鉆頭臂37尾端可通過球形滑塊或滾子20安裝在靠模板28的仿形滑槽內。由于自由轉動的滾子與滑槽之間為滾動摩擦，磨損較小，可用來傳遞較大的動力。
圖3是內、外環(huán)鉆頭體分別切割巖芯的斷面示意圖。內環(huán)鉆頭體切出圓形環(huán)槽14，而外環(huán)鉆頭體切出非圓形的異形環(huán)槽15。在切割一定形狀的隧道孔前，必須預先設定與之相應的滑槽形狀。
工作時，接通步移機架5上配電柜23的電源，開啟電機22，經減速器25、主傳動軸26、方桿軸4、方桿套6等帶動內環(huán)鉆頭體并進而帶動外環(huán)鉆頭體旋轉。根據(jù)預先設定的滑槽形狀，外環(huán)鉆頭體沿徑向伸縮從而達到異形異徑切割的目的。本裝置的其它機構及操作過程均與CN93224386相同，不贅述。
異型異徑隧道鉆的外環(huán)鉆頭體可按要求沿徑向伸縮，一次鉆出孔徑大小不同，形狀各異的非圓形隧道孔。廣泛適用于鐵路、公路、海洋、采礦等大直徑異型隧道的掘進。與現(xiàn)有同類技術相比，具有施工效率高、節(jié)約電力、使用方便、省時省力和安全可靠等優(yōu)點，實屬該領域首創(chuàng)性發(fā)明。
權利要求1.異型異徑隧道鉆，包括步移機架(5)、電機(22)及內、外環(huán)鉆頭體(17)、(18)，電機(22)經主傳動軸(26)驅動內環(huán)鉆頭體(17)旋轉，其特征在于所說外環(huán)鉆頭體(18)由多個可獨立運動的鉆頭臂(37)組成，鉆頭臂的尾端安裝在靠模板(28)的仿形滑槽(34)內，靠模板(28)與機架固結；外環(huán)鉆頭臂(37)上聯(lián)有導向滑桿(16)，可在內環(huán)鉆頭體(17)的徑向槽(23)內滑動。
2.如權利要求1所述的隧道鉆，其特征在于所說外環(huán)鉆頭臂(37)的尾端通過滾子(20)或球形滑塊安裝在靠模板(28)的仿形滑槽(34)內。
專利摘要異型異徑隧道鉆具有內、外環(huán)鉆頭體，電機經主軸驅動內環(huán)鉆頭體旋轉；外環(huán)鉆頭體的尾端安裝在靠模板的仿形滑槽內，靠模板與機架固結。外環(huán)鉆頭體上聯(lián)有導向滑桿，可在內環(huán)鉆頭體的徑向槽內滑動。當內環(huán)鉆頭體旋轉時，外環(huán)鉆頭體即按照預先設定的滑槽形狀沿徑向伸縮，從而實現(xiàn)一次切割成異型隨道孔的目的。本鉆機為環(huán)形空心鉆，施工效率高，節(jié)約電能，一次成孔。廣泛適用于鐵路，采礦等大直徑異型隧道鉆的掘進。
文檔編號E21B7/00GK2204849SQ9421031
公開日1995年8月9日 申請日期1994年5月19日 優(yōu)先權日1994年5月19日
發(fā)明者聶敬太 申請人:聶敬太