CN202202870U - 用于异形断面切削的隧道掘进机 - Google Patents

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方兆昌
李淑海
张志勇
乔华山
王中兵
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Abstract

一种用于异形断面切削的隧道掘进机，涉及地下施工设备技术领域，所解决的是对异形断面进行全断面切削的技术问题。该掘进机包括壳体和圆盘形的主刀盘，所述主刀盘同轴固定在一主盘转轴的前端，在壳体内设有用于驱动主盘转轴转动的主盘驱动装置，所述壳体上设有至少一根补助盘转轴，各补助盘转轴相互平行，且垂直于主盘转轴，在壳体内设有用于驱动各补助盘转轴转动的多个补助盘驱动装置；每根补助盘转轴至少有一端同轴固定有一个筒状补助刀盘；所述主刀盘的正投影呈圆形，每个补助刀盘的正投影均呈矩形，每个补助刀盘正投影的一角落在主刀盘正投影外，其余部分则落在主刀盘正投影内。本实用新型提供的掘进机，能提高施工效率，降低施工成本。

Description

用于异形断面切削的隧道掘进机
技术领域
本实用新型涉及地下施工设备技术，特别是涉及一种用于异形断面切削的隧道掘进机的技术。
背景技术
隧道掘进机主要用于地下隧道、箱涵施工，传统的隧道掘进机都只能切削出圆形工作断面，不适用于矩形、马蹄形等异形断面的地下隧道、箱涵施工。
目前，适用于异形断面的地下隧道、箱涵施工的非圆形掘进机都设有一个大刀盘和多个小刀盘。现有非圆形掘进机的缺陷在于：大刀盘和小刀盘的转动轴线是平行的，异形断面的切削比无法达到100%，无法实现真正的全断面切削，使得掘进机在施工过程中挖掘面的土压控制变得困难，易产生地表变形等施工质量问题，而且掘进施工时大刀盘与各小盘之间会存在未切削土体，使掘进机承受较大的前端阻力，会降低施工效率，掘进阻力的增大也需要提供更大的顶进力才能使掘进机前行，从而增加了主顶油缸的配置费用，也势必增加工作井的造价。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能实现异形断面的全断面切削，提高施工效率，降低施工成本的用于异形断面切削的隧道掘进机。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种用于异形断面切削的隧道掘进机，包括壳体和圆盘形的主刀盘，所述壳体上设有一转动的主盘转轴，在壳体内设有用于驱动主盘转轴转动的主盘驱动装置，及用于清理切削渣土的螺旋式排土装置，所述主盘转轴的一端向前伸出壳体，并与主刀盘同轴固接，所述主盘驱动装置的动力输出轴传动连接主盘转轴；
其特征在于：所述壳体上设有至少一根转动的补助盘转轴，各补助盘转轴相互平行，且均垂直于主盘转轴，并与主盘转轴不相交，在壳体内设有用于驱动各补助盘转轴转动的多个补助盘驱动装置，每个补助盘驱动装置对应一根补助盘转轴，各补助盘驱动装置的动力输出轴传动连接对应的补助盘转轴；
每根补助盘转轴的两端中，至少有一端固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘，每个补助刀盘的外周面均固定有多个切削刀具，且均位于主刀盘后方；
所述主刀盘的正投影呈圆形，每个补助刀盘的正投影均呈矩形，且每个补助刀盘正投影的一角落在主刀盘正投影外，其余部分则落在主刀盘正投影内。
进一步的，每个补助刀盘正投影中，构成落在主刀盘正投影外一角的两条边均与主刀盘正投影的外周边相切。
进一步的，所述补助盘转轴有一根，该补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘。
进一步的，所述补助盘转轴有两根，每根补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘。
进一步的，所述补助盘转轴有两根，其中一根补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘，另一根补助盘转轴仅一端固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘。
本实用新型提供的用于异形断面切削的隧道掘进机，由于主刀盘旋转切削后形成的断面形状是圆形，不可能对需要切削的异形断面做到100%的切削，因此利用筒状补助刀盘来切削主刀盘切削后未能切削到的土体，主刀盘与筒状补助刀盘切削范围有一定的重叠，补助刀盘切削投影断面与主刀盘切削投影断面相结合，能形成全断面切削，对异形断面的切削比可达到100%，可以提高施工效率，降低施工成本。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机的主视图；
图2是本实用新型第一实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机的部分剖切的右视图；
图3是本实用新型第一实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机的俯视图；
图4是本实用新型第一实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机的后视图；
图5是本实用新型第一实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机进行正方形断面切削的示意图；
图6是两个本实用新型第一实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机组合进行矩形断面切削的示意图；
图7是本实用新型第二实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机进行马蹄形断面切削的示意图；
图8是两个本实用新型第二实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机组合进行双圆形断面切削的示意图；
图9是两个本实用新型第三实施例的用于异形断面切削的隧道掘进机组合进行双马蹄形断面切削的示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
如图1-图4所示，本实用新型第一实施例所提供的一种用于异形断面切削的隧道掘进机，包括壳体13和圆盘形的主刀盘11，所述壳体13上设有一转动的主盘转轴14，在壳体13内设有用于驱动主盘转轴14转动的主盘驱动装置15，及用于清理切削渣土的螺旋式排土装置10，所述主盘转轴14的一端向前伸出壳体13，并与主刀盘11同轴固接，所述主盘驱动装置15的动力输出轴经一主盘传动齿轮16传动连接主盘转轴14；
其特征在于：所述壳体13上设有两根转动的补助盘转轴17，两根补助盘转轴17相互平行，且均垂直于主盘转轴14，并与主盘转轴14不相交，在壳体13内设有用于驱动各补助盘转轴17转动的多个补助盘驱动装置18，每个补助盘驱动装置18对应一根补助盘转轴17，各补助盘驱动装置18的动力输出轴各经一补助盘传动过渡齿轮191、一补助盘传动主齿轮192、一补助盘传动副齿轮193传动连接对应的补助盘转轴17；
每根补助盘转轴17的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘12，每个补助刀盘12均位于主刀盘11后方，且外周面均固定有多个切削刀具；
所述主刀盘11的正投影呈圆形，每个补助刀盘12的正投影均呈矩形，且每个补助刀盘12正投影的一角落在主刀盘11正投影外，其余部分则落在主刀盘11正投影内，每个补助刀盘12正投影中，构成落在主刀盘11正投影外一角的两条边均与主刀盘11正投影的外周边相切。
本实用新型第一实施例中，所述主刀盘11、螺旋式排土装置10均为现有技术。
如图5所示，本实用新型第一实施例适用于正方形断面的隧道、箱涵掘进施工，施工时整个掘进机持续向前行进，同时主盘驱动装置通过主盘转轴驱动主刀盘转动，各补助盘驱动装置通过各补助盘转轴驱动四个补助刀盘转动，在向前行进过程中主刀盘先在土体中切削出圆形工作断面111，后续的四个补助刀盘则对主刀盘未切削到的土体进行切削，切削出正方形断面131的四个角部121，将主刀盘切削出的圆形工作断面111进一步切削成正方形工作断面131。
如图6所示，将两个本实用新型第一实施例的隧道掘进机组合使用，可用于矩形断面的隧道、箱涵掘进施工，掘出。
本实用新型第二实施例所提供的一种用于异形断面切削的隧道掘进机，该实施例与第一实施例之间的区别在于：所述壳体上设有一根转动的补助盘转轴，该补助盘转轴垂直于主盘转轴，且与主盘转轴不相交，在壳体内设有一个用于驱动补助盘转轴转动的补助盘驱动装置，补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘；
本实用新型第二实施例中的补助盘驱动装置与补助盘转轴之间的连接关系与第一实施例中的补助盘驱动装置与对应补助盘转轴之间的连接关系一致，每个补助刀盘的正投影形状均呈矩形，主刀盘的正投影呈圆形，每个补助刀盘正投影与主刀盘正投影之间的位置关系均与第一实施例中的单个补助刀盘正投影与主刀盘正投影之间的位置关系一致。
如图7所示，本实用新型第二实施例适用于马蹄形断面的隧道、箱涵掘进施工，施工时整个掘进机持续向前行进，同时主盘驱动装置驱动主刀盘转动，补助盘驱动装置驱动两个补助刀盘转动，在向前行进过程中主刀盘先在土体中切削出圆形工作断面211，后续的两个补助刀盘则对主刀盘未切削到的土体进行切削，切削出马蹄形断面213的两个角部212，将主刀盘切削出的圆形工作断面211进一步切削成马蹄形工作断面213。
如图8所示，将两个本实用新型第二实施例的隧道掘进机组合使用，可用于双圆形断面的隧道、箱涵掘进施工。
本实用新型第三实施例所提供的一种用于异形断面切削的隧道掘进机，该实施例与第一实施例之间的区别在于：其中一根补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘，另一根补助盘转轴仅一端固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘；
本实用新型第三实施例中每个补助刀盘的正投影形状均呈矩形，主刀盘的正投影呈圆形，每个补助刀盘正投影与主刀盘正投影之间的位置关系均与第一实施例中的单个补助刀盘正投影与主刀盘正投影之间的位置关系一致。
如图9所示，将两个本实用新型第三实施例的隧道掘进机组合使用，可用于双马蹄形断面的隧道、箱涵掘进施工。

Claims (5)

1.一种用于异形断面切削的隧道掘进机，包括壳体和圆盘形的主刀盘，所述壳体上设有一转动的主盘转轴，在壳体内设有用于驱动主盘转轴转动的主盘驱动装置，及用于清理切削渣土的螺旋式排土装置，所述主盘转轴的一端向前伸出壳体，并与主刀盘同轴固接，所述主盘驱动装置的动力输出轴传动连接主盘转轴；
其特征在于：所述壳体上设有至少一根转动的补助盘转轴，各补助盘转轴相互平行，且均垂直于主盘转轴，并与主盘转轴不相交，在壳体内设有用于驱动各补助盘转轴转动的多个补助盘驱动装置，每个补助盘驱动装置对应一根补助盘转轴，各补助盘驱动装置的动力输出轴传动连接对应的补助盘转轴；
每根补助盘转轴的两端中，至少有一端固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘，每个补助刀盘的外周面均固定有多个切削刀具，且均位于主刀盘后方；
所述主刀盘的正投影呈圆形，每个补助刀盘的正投影均呈矩形，且每个补助刀盘正投影的一角落在主刀盘正投影外，其余部分则落在主刀盘正投影内。
2.根据权利要求1所述的用于异形断面切削的隧道掘进机，其特征在于：每个补助刀盘正投影中，构成落在主刀盘正投影外一角的两条边均与主刀盘正投影的外周边相切。
3.根据权利要求1或2所述的用于异形断面切削的隧道掘进机，其特征在于：所述补助盘转轴有一根，该补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘。
4.根据权利要求1或2所述的用于异形断面切削的隧道掘进机，其特征在于：所述补助盘转轴有两根，每根补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘。
5.根据权利要求1或2所述的用于异形断面切削的隧道掘进机，其特征在于：所述补助盘转轴有两根，其中一根补助盘转轴的两端各固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘，另一根补助盘转轴仅一端固定有一个与其同轴的筒状补助刀盘。
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