CN217421185U - 一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘，涉及一种地下工程领域内使用的施工设备保护装置。包括十字刀梁,其特征是，还包括若干边缘滚刀和若干滚刀保护框装置；边缘滚刀和滚刀保护框装置数量相同；十字刀梁安装在刀盘上；十字刀梁左右对称地分布有边缘滚刀，边缘滚刀的固定端嵌入刀盘内预留位置并固定，边缘滚刀工作端的刀体结构与刀盘所在平面保持一定倾角；本实用新型提供的装置能够有效的减缓漂石地层中坚硬岩石对边缘滚刀的撞击作用，避免滚刀的掉落问题，同时当刀具发生严重偏磨时，保护框还可以代替刀具磨损，保护边缘滚刀刀毂不被破坏，保证施工进度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种地下工程领域内使用的施工设备保护装置，特别涉及一种适用于漂石地层的盾构机滚刀的保护框装置。
背景技术
随着我国地下工程事业的快速发展，尤其是城市地下轨道、综合管廊的建设等，越来越多的地下工程采用盾构法进行掘进施工。盾构掘进施工时，盾构机刀具的稳定工作是保证施工效率及施工成本的前提。然而在一些特殊地层中，坚硬岩石的冲击会造成滚刀的脱落，导致刀具的失效，降低施工效率，将直接影响施工进度，因此对盾构机刀盘刀具的保护亟待解决。
目前在现有的保护措施中，一般都是对刀具的刀箱和刀毂进行改造和保护，很少有对刀具整体进行保护。盾构机在掘进过程中，针对不良地质条件，尤其是在漂石地层环境中，坚硬岩石对边缘滚刀的撞击作用，极易造成盾构机刀具的破坏，导致刀具的失效，需要频繁的开仓换刀，降低掘进效率，同时在一些磨损较大的地层中，刀具产生严重磨损失去其工作能力时，随着刀盘的推进，将进一步的对刀毂造成磨损，危害刀具的安全，甚至对整个刀盘结构的安全造成影响。
实用新型内容
因此，针对以上问题，亟需研发一种盾构机滚刀保护框装置。
本实用新型通过在盾构机边缘滚刀刀具周围刀箱上焊接滚刀保护框装置，使得盾构机刀盘刀具能够有效的避免漂石的冲击作用对刀具造成破坏，保证盾构机刀具的正常使用；同时当刀具磨损到一定程度时，为防止围岩将进一步对刀毂造成磨损，此时保护框可代替刀毂承担磨损，并且在保护框上敷设一层耐磨层，提高保护框的耐磨性能，以实现一种适用于漂石地层的盾构机滚刀保护框装置。
本实用新型的目的可通过如下技术方案来实现：
一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘，包括十字刀梁, 其特征是，还包括若干边缘滚刀和若干滚刀保护框装置；
边缘滚刀和滚刀保护框装置数量相同；
十字刀梁安装在刀盘(7)上；
十字刀梁左右对称地分布有边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)，边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的固定端嵌入刀盘(7)内预留位置并固定，边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)工作端的刀体结构与刀盘(7)所在平面保持一定倾角；
滚刀保护框装置包括刀箱(3)和保护框(4)；
边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)包括工作端的刀体结构，刀圈(1)、刀毂(2)、刀轴(5)三者组合成边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的刀体结构，其中：刀圈(1)、刀毂(2)安装在刀轴(5)上，刀圈(1)安装在刀毂 (2)上，刀毂(2)安装在刀轴(5)上；边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H) 的刀体结构安装在刀箱(3)内，刀箱(3)安装在刀盘(7)上。
盾构机在作业过程中，刀盘(7)在外部驱动装置作用下整体进行旋转，从而带动边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的刀体结构绕刀盘(7)中心旋转，并在盾构机顶推力的作用下，使刀盘(7)向盾构掘进面方向移动，使得刀圈(1) 压碎开挖断面岩(土)体，进而完成对掌子面的开挖工作；
保护框(4)沿刀箱(3)四周关于刀轴(5)轴向和刀圈(1)径向对称布置，焊接固设在刀箱(3)上部，保护框(4)既避免了边缘滚刀因岩石冲击而产生掉落，同时在发生刀具严重偏磨时可一定程度上代替刀圈(1)磨损，也可保护刀毂(2)不被破坏。
进一步，所述保护框(4)的截面形状呈梯形分布，保护框外侧面(4-1)与刀箱(3)垂直，保护框内侧面(4-2)与刀箱(3)呈一定夹角，夹角在30-45°范围内，以使得碎石土能够自行掉落，不影响刀体的开挖；
进一步，所述保护框(4)的高度应大于滚刀刀毂(2)外边缘距刀箱(3) 顶部的距离，小于滚刀刀圈(1)至刀箱(3)顶部的距离与滚刀刀具的理论贯入度之差，并满足安全系数，以保证滚刀能够正常使用。
进一步，所述保护框(4)的顶部设置有耐磨层(6)；高铬铸铁材料通过熔敷的方式，以条形耐磨网格的形式设置在保护框(4)上，形成耐磨层(6)，以此提高保护框(4)的耐磨性能。
本实用新型的有益效果：盾构穿越漂石地层等不良地质条件时，由于盾构掘进面中漂石等强度较高，开挖引起的冲击力较大，极易造成盾构机刀具的破坏，导致刀具的失效，需要频繁的开仓换刀，降低掘进效率，同时在一些磨损较大的地层中，刀具产生严重磨损失去其工作能力时，随着刀盘的推进，将进一步的对刀毂造成磨损，危害刀具的安全，甚至对整个刀盘结构的安全造成影响。本实用新型针对以上的问题，设计滚刀保护框装置，能够有效的减缓漂石地层中坚硬岩石对边缘滚刀的撞击作用，避免滚刀的掉落问题，同时当刀具发生严重偏磨时，保护框还可以代替刀具磨损，保护边缘滚刀刀毂不被破坏，保证施工进度。
附图说明
图1装配保护框的边缘滚刀在刀盘上的布局；
图2装配保护框的边缘滚刀A俯视图；
图3装配保护框的边缘滚刀A沿2-2截面前视图；
图4装配保护框的边缘滚刀A沿1-1截面左视图；
数字标识：
ABCDEFGH-边缘滚刀；
1、刀圈；2、刀毂；3、刀箱；4、保护框；5、刀轴；6、耐磨层；7、刀圈； 4-1、保护框外侧面4-2、保护框内侧面
具体实施方式
为了便于理解，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。本实施例以某一大漂石区间盾构掘进工程为背景，该地层漂石含量高，可达70～ 90％，漂石粒径以20～40cm为主，最大粒径达66cm；局部含有大粒径、高强度漂石，抗压强度一般为40～200MPa，个别漂石强度达到299MPa。由于漂石单体抗压强度高，分布离散，造成破岩难度大，同时对刀盘的冲击作用较大，容易造成施工过程刀盘卡死、刀具磨损严重或滚刀崩裂等情况，为此选用本申请的盾构滚刀机保护框装置。同时该区间采用铁建重工盾构机进行开挖，盾构机刀具参数为滚刀半径为432mm，边缘滚刀刀刃至刀箱顶部的距离为135mm，滚刀刀毂外边缘距刀箱顶部的距离为130mm，具体步骤如下：
如图1，图2，图3，图4，所示，本实用新型一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘，包括十字刀梁,其特征是，还包括若干边缘滚刀和若干滚刀保护框装置；
边缘滚刀和滚刀保护框装置数量相同；
十字刀梁安装在刀盘(7)上；
十字刀梁左右对称地分布有边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)，边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的固定端嵌入刀盘(7)内预留位置并固定，边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)工作端的刀体结构与刀盘(7)所在平面保持一定倾角；
滚刀保护框装置包括刀箱(3)和保护框(4)；
边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)包括工作端的刀体结构，刀圈(1)、刀毂(2)、刀轴(5)三者组合成边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的刀体结构，其中：刀圈(1)、刀毂(2)安装在刀轴(5)上，刀圈(1)安装在刀毂 (2)上，刀毂(2)安装在刀轴(5)上；边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H) 的刀体结构安装在刀箱(3)内，刀箱(3)安装在刀盘(7)上。
盾构机在作业过程中，刀盘(7)在外部驱动装置作用下整体进行旋转，从而带动边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的刀体结构绕刀盘(7)中心旋转，并在盾构机顶推力的作用下，使刀盘(7)向盾构掘进面方向移动，使得刀圈(1) 压碎开挖断面岩(土)体，进而完成对掌子面的开挖工作；
如图3，图4所示：
滚刀保护框(4)沿刀箱(3)四周关于刀轴(5)轴向和刀圈(1)径向对称布置；滚刀保护框(4)采用氧乙炔火焰堆焊工艺焊接固设在刀箱(3)上部；滚刀保护框(4)既避免了边缘滚刀不因岩石冲击而产生掉落，同时在发生刀具严重偏磨时可一定程度上代替刀圈(1)磨损，同时也可保护刀毂(2)不被破坏。
滚刀保护框(4)截面形状呈梯形分布，保护框(4)第一侧面(4-1)与刀箱(3)垂直，保护框(4)第二侧面(4-2)与刀箱(3)呈一定夹角，夹角在30-45°范围内，以使得碎石土能够自行掉落，不影响刀体的开挖。
保护框(4)的高度应大于滚刀刀毂(2)外边缘距刀箱(3)顶部的距离，并小于滚刀刀圈(1)至刀箱(3)顶部的距离与滚刀刀具的理论贯入度之差，并满足一定的安全系数，以保证滚刀能够正常使用,本次工程取滚刀保护框高度为 133mm。
滚刀保护框(4)顶部设置有耐磨层(6)，并以条形耐磨网格的形式设置，在滚刀保护框(4)上熔敷高铬铸铁材料，以提高保护框(4)的耐磨性能。
Claims (4)
1.一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘，包括十字刀梁,其特征是，还包括若干边缘滚刀和若干滚刀保护框装置；
边缘滚刀和滚刀保护框装置数量相同；
十字刀梁安装在刀盘(7)上；
十字刀梁左右对称地分布有边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)，边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的固定端嵌入刀盘(7)内预留位置并固定，边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)工作端的刀体结构与刀盘(7)所在平面保持一定倾角；
滚刀保护框装置包括刀箱(3)和保护框(4)；
边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)包括工作端的刀体结构，刀圈(1)、刀毂(2)、刀轴(5)三者组合成边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的刀体结构，其中：刀圈(1)、刀毂(2)安装在刀轴(5)上，刀圈(1)安装在刀毂(2)上，刀毂(2)安装在刀轴(5)上；边缘滚刀(A、B、C、D、E、F、G、H)的刀体结构安装在刀箱(3)内，刀箱(3)安装在刀盘(7)上；
保护框(4)沿刀箱(3)四周关于刀轴(5)轴向和刀圈(1)径向对称布置，焊接固设在刀箱(3)上部。
2.如权利要求1所述的一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘，其特征在于，所述保护框(4)的截面形状呈梯形分布，保护框外侧面(4-1)与刀箱(3)垂直，保护框内侧面(4-2)与刀箱(3)呈一定夹角，夹角在30-45°范围内。
3.如权利要求1所述的一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘，其特征在于，所述保护框(4)的高度应大于滚刀刀毂(2)外边缘距刀箱(3)顶部的距离，小于滚刀刀圈(1)至刀箱(3)顶部的距离与滚刀刀具的理论贯入度之差，并满足安全系数。
4.如权利要求1所述的一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘，其特征在于，所述保护框(4)的顶部设置有耐磨层(6)；高铬铸铁材料通过熔敷的方式，以条形耐磨网格的形式设置在保护框(4)上，形成耐磨层(6)。
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| CN202120945583.0U CN217421185U (zh) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘 |
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Publications (1)
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| CN217421185U true CN217421185U (zh) | 2022-09-13 |
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| CN202120945583.0U Active CN217421185U (zh) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 一种带有滚刀保护框装置的适用于漂石地层的盾构机刀盘 |
Country Status (1)
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2021
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