大后在刀盤上的布置。
[0030]如圖3所示為中心滾刀7縮小后和正滾刀6的對比放大圖。由圖可知中心刀刀箱70縮小后所裝刀具直徑相應(yīng)變小(直徑縮小量b)，刀間距a也比原來變小。
[0031 ] 參見圖4-圖7，中心刀滾刀7分為雙聯(lián)結(jié)構(gòu)(如圖4、圖5和圖7所示)和四聯(lián)結(jié)構(gòu)(如圖6和圖7所示)，兩種結(jié)構(gòu)的中心刀滾刀7的構(gòu)造除了滾刀數(shù)目不同外基本相同，均由滾刀刀箱70、滾刀固定螺栓73、滾刀刀圈71、滾刀刀轂72、滾刀軸承74、滾刀軸75、斜壓塊76、正壓塊77和軸承支塊78組成，滾刀刀圈71連接在滾刀刀轂72的外緣，滾刀刀轂72的中心連接在滾刀軸75上，滾刀軸75的兩端各通過一滾刀軸承74安裝在一個(gè)軸承支塊78上，兩個(gè)軸承支塊78分別通過兩個(gè)斜壓塊76和一個(gè)正壓塊77安裝在滾刀刀箱70兩側(cè)的安裝凹槽內(nèi)，正壓塊77位于滾刀刀箱70的底部，兩個(gè)斜壓塊76位于正壓塊77兩端上面靠兩側(cè)的位置，每一斜壓塊76的外側(cè)的一角嵌入滾刀刀箱70的安裝凹槽兩側(cè)的三角凹槽內(nèi)，正壓塊77上下的兩個(gè)通孔穿過滾刀固定螺栓73與軸承支塊78的頂端連接，實(shí)現(xiàn)刀具與刀箱的固定(如圖7所示)。雙聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀7為兩組同軸設(shè)置的滾刀刀圈71及相關(guān)部件，四聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀7為四組同軸設(shè)置的滾刀刀圈71及相關(guān)部件。小刀號(hào)的滾刀刀箱70的內(nèi)部尺寸按照小刀號(hào)制作，其外部尺寸與正常刀具刀箱相同，如果想要裝正常刀具，拆掉小刀號(hào)的刀箱，焊接正常刀具刀箱，就可實(shí)現(xiàn)裝配正常雙聯(lián)刀刀具。雙聯(lián)結(jié)構(gòu)和四聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀7在一個(gè)刀盤上同時(shí)使用，考慮到刀盤布局和換刀頻率，一般一個(gè)刀盤只有一個(gè)四聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀，而有多把雙聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀。四聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀所用刀具為2把雙聯(lián)滾刀。與雙聯(lián)滾刀所用刀具一致，減少刀具的種類。
[0032]如圖13和圖14所示，保徑刀2的刀箱35的結(jié)構(gòu)為2塊分體式結(jié)構(gòu)，與刀盤支撐體焊接后構(gòu)成(與邊刀3的構(gòu)造相同)。本實(shí)用新型的保徑刀刀箱35在刀軸方向與原刀箱(正常刀刀箱)一致;在刀體的徑向方向的尺寸W增加了一個(gè)刀號(hào)的距離C，C=(大號(hào)直徑-正常刀直徑)/2，刀軸33的位置不變(與原刀箱對比)。正常掘進(jìn)時(shí)安裝正常刀具，擴(kuò)挖時(shí)更換大號(hào)刀具(安裝固定方式與正常刀具相同)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)挖。
[0033]刀盤刀具布置及擴(kuò)挖墊刀原理如圖8所示，圖中左端點(diǎn)為滾刀掘進(jìn)運(yùn)動(dòng)幾何圓心19，幾何圓心19右邊的一排為刀盤滾刀刀刃20(剖視圖，共有41個(gè)滾刀刀刃，用數(shù)字1-41表示，第1-第28號(hào)滾刀刀刃橫向直線等間距排列，第29-第41號(hào)呈向下彎曲的弧線排列，該弧線為邊緣滾刀布置基準(zhǔn)線)，在橫向直線排列的滾刀刀刃20的下面表示刀盤正面板耐磨板213BM刀盤擴(kuò)挖原理的確定，要形成擴(kuò)挖只要加大邊滾刀的外邊輪廓線就可以了。
[0034]所述的擴(kuò)挖理論線圓弧形成方法采用三點(diǎn)確定圓弧法，具體形成方法為:
[0035]第一點(diǎn)，刀盤最外圈正面滾刀刀刃20(參見圖8)，為第28號(hào)滾刀刀刃20位置;第二點(diǎn)，刀盤第一把邊刀(過渡刀，如圖9所示)，為第29號(hào)刀刀刃20的徑向延長線與刀盤基準(zhǔn)線22交匯點(diǎn)；第三點(diǎn)，刀盤最后一把邊刀(刀盤保徑刀)如圖9所示為第41號(hào)刀刀刃20沿徑向偏移所需擴(kuò)挖量形成的交點(diǎn)。
[0036]如圖9所示，以第41號(hào)刀刃20為例說明實(shí)現(xiàn)過程，第41號(hào)刀刃20在刀盤位置如圖12序號(hào)31所示。其結(jié)構(gòu)圖如圖10所示，要保證擴(kuò)挖量必須使?jié)L刀沿刀座26外移，只要抬高刀軸10即墊高C型塊25即可，為了施工方便，將圖10中的C型塊25做成如圖11中的改進(jìn)后C型塊27，同時(shí)需要更換螺釘30和螺釘29(2個(gè))。為了便于施工管理，將螺釘30所連接附件如楔形塊11、墊片堵板12等作為一個(gè)整體配件來使用。螺釘30、螺釘29增加的長度即為刀具徑向偏移量。刀具徑向偏移量的計(jì)算，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可知:
[0037]第41號(hào)刀具擴(kuò)挖量=徑向偏移量X sina
[0038]根據(jù)圖9可知a為第41號(hào)刀具與刀盤回轉(zhuǎn)中心軸線的夾角。
[0039]實(shí)施擴(kuò)挖后刀具結(jié)構(gòu)如圖11示所示，C型塊27的加高量為本刀具徑向偏移量。
[0040]其他各刀的徑向偏移量可根據(jù)圖9中擴(kuò)挖理論線23得出。
[0041]如果擴(kuò)挖量210mm時(shí)需要墊高刀盤圓弧處鏟刀5，墊高量為保徑刀2擴(kuò)挖量的一半。
[0042]本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
[0043]1、TBM刀盤中心刀使用小間距刀具的設(shè)計(jì)；
[0044]2、保徑刀刀箱可實(shí)現(xiàn)大小刀互換的設(shè)計(jì)；
[0045]3、墊刀理論及方式，凡是以提高刀具刀軸高度的擴(kuò)挖方法都應(yīng)包含在本實(shí)用新型中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適合復(fù)雜硬巖地質(zhì)的隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤，包括人孔、保徑刀、邊刀、刮刀、鏟刀、正滾刀、中心滾刀以及噴水嘴，在刀盤的中央設(shè)有數(shù)組中心滾刀，在中心滾刀的外圍設(shè)有數(shù)組正滾刀，在正滾刀的外圍設(shè)有沿刀盤外周均布的數(shù)組保徑刀、邊刀、刮刀和鏟刀；在中心滾刀的外圍還設(shè)有人孔，在刀盤上的各處設(shè)有數(shù)個(gè)噴水嘴，其特征在于，所述的中心滾刀采用小間距刀具;所述的保徑刀采用大小刀互換的刀箱結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合復(fù)雜硬巖地質(zhì)的隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤，其特征在于，所述的中心滾刀包括滾刀刀箱、滾刀刀具、滾刀軸承、滾刀固定裝置和軸承支塊，滾刀刀具的兩端分別通過滾刀軸承連接在軸承支塊上，軸承支塊用滾刀固定裝置固定在滾刀刀箱兩側(cè)的安裝凹槽內(nèi)；所述的中心滾刀為雙聯(lián)結(jié)構(gòu)或四聯(lián)結(jié)構(gòu)，雙聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀在一個(gè)滾刀刀箱內(nèi)安裝兩組同軸的滾刀刀具；四聯(lián)結(jié)構(gòu)的中心滾刀在一個(gè)滾刀刀箱內(nèi)安裝四組同軸的滾刀刀具;該滾刀刀具的刀號(hào)比所述的正滾刀的刀號(hào)小1-2個(gè)刀號(hào)，使得每一組滾刀刀具之間的間距和直徑均小于普通滾刀刀具，為所述的小間距刀具。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合復(fù)雜硬巖地質(zhì)的隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤，其特征在于，所述的邊刀包括刀座、邊刀刀具、C型塊、長螺釘、短螺釘、楔形塊和墊片堵板，C型塊通過短螺釘固定在刀座的安裝凹槽內(nèi)的一側(cè)，邊刀刀具的刀軸的兩端設(shè)在C型塊的凹口內(nèi)，并用楔形塊壓在刀軸的一側(cè)，在楔形塊的下面設(shè)有墊片堵板，并用長螺釘將楔形塊和墊片堵板相互夾緊;在擴(kuò)挖時(shí)增加C型塊的凹口下部的厚度，使得所述刀軸的位置上移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合復(fù)雜硬巖地質(zhì)的隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤，其特征在于，保徑刀的所述的大小刀互換的刀箱結(jié)構(gòu)與邊刀的相同，該保徑刀刀箱在刀軸方向與正常刀的刀箱相同；在刀體徑向方向的尺寸增加了 一個(gè)刀號(hào)的距離，刀軸的位置與原刀箱相同。
【專利摘要】一種適合復(fù)雜硬巖地質(zhì)的隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤，包括人孔、保徑刀、邊刀、刮刀、鏟刀、正滾刀、中心滾刀以及噴水嘴，在刀盤的中央設(shè)有數(shù)組中心滾刀，在中心滾刀的外圍設(shè)有數(shù)組正滾刀，在正滾刀的外圍設(shè)有沿刀盤外周均布的數(shù)組保徑刀、邊刀、刮刀和鏟刀；在中心滾刀的外圍還設(shè)有人孔，在刀盤上的各處設(shè)有數(shù)個(gè)噴水嘴。所述的中心滾刀采用小間距刀具；所述的保徑刀采用大小刀互換的刀箱結(jié)構(gòu)；所述的邊刀在擴(kuò)挖時(shí)提高其刀軸。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：刀盤中心刀刀具可實(shí)現(xiàn)小刀間距，提高了中心刀的破巖效率，降低了施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本。
【IPC分類】E21D9/11
【公開號(hào)】CN205206834
【申請?zhí)枴緾N201521031748
【發(fā)明人】郭志, 王以棟, 王小強(qiáng), 樊治國, 朱厚軍, 陳凡
【申請人】中船重工（青島）軌道交通裝備有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月14日