岩石掘进机双向旋转式刀盘及双向旋转掘进方法与流程

本发明涉及一种全断面岩石掘进机TBM，尤其涉及一种岩石掘进机双向旋转式刀盘及双向旋转掘进方法。

背景技术：

在全断面岩石掘进机TBM施工领域，一般采用单向旋转式刀盘，长期掘进过程中会对其后部的护盾造成扭转和倾翻，对主驱动齿轮副磨损较大、影响其使用寿命，对滚刀轴承及主驱动轴承易产生疲劳磨损。

技术实现要素：

为了克服现有技术中TBM施工过程中单向旋转式刀盘的上述缺点，本发明提供了一种岩石掘进机双向旋转式刀盘，包括：刀盘本体、滚刀、出渣口、格栅、铲斗、顺时针旋转盲板、逆时针旋转盲板、高强度连接螺栓，其特征在于：刀盘本体的作业面向工作方向形成具有弧度的凸面，刀盘本体上设置多个水喷雾装置，滚刀的轴架上设有超声波振动器，滚刀上设置滚刀磨损检测装置，刀盘本体上均匀布置4对出渣口，分别布置在铲斗的逆时针和顺时针侧，铲斗、逆时针旋转盲板、顺时针旋转盲板通过高强度连接螺栓与刀盘本体固定，逆时针旋转盲板布置在铲斗的顺时针侧，顺时针旋转盲板布置在铲斗的逆时针侧，逆时针旋转盲板和顺时针旋转盲板可分别遮盖铲斗逆时针和顺时针侧的出渣口，格栅与刀盘本体焊接固定，在刀盘逆时针旋转时，将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，将铲斗逆时针侧的顺时针旋转盲板从刀盘本体上拆卸，以保证在刀盘逆时针旋转时，渣土从铲斗逆时针侧的出渣口排出；在刀盘顺时针旋转时，将铲斗逆时针侧的顺时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板从刀盘本体上拆卸，转换铲斗与逆时针旋转盲板、顺时针旋转盲板的位置，以保证在刀盘顺时针旋转时，渣土从铲斗顺时针侧的出渣口排出。

优选地，滚刀为盘形滚刀、球齿滚刀或楔齿滚刀；

优选地，所述滚刀上镶嵌有金刚石，滚刀外表面设置有陶瓷耐磨块，且陶瓷耐磨块外涂有金属基体层。

刀盘本体为装配结构件，铲斗、格栅为外购零件，顺时针旋转盲板、逆时针旋转盲板为焊接结构件，高强度连接螺栓为标准件。

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用前述的岩石掘进机双向旋转式刀盘进行双向旋转掘进的方法，包括以下步骤：

1）将格栅与刀盘本体焊接；

2）将铲斗通过高强度螺栓与刀盘本体固定；

3）将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，以保证在刀盘逆时针旋转时，渣土从铲斗逆时针侧的出渣口排出，并且逆时针旋转盲板固定在铲斗顺时针侧的出渣口上，防止渣土进入铲斗顺时针侧的出渣口，使刀盘逆时针旋转进行掘进；

4）通过滚刀磨损检测装置检测滚刀的磨损情况，刀盘逆时针旋转一定时间后，停止掘进，将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板从刀盘本体上拆卸，将铲斗逆时针侧的顺时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，使渣土从铲斗顺时针侧的出渣口排出，并且顺时针旋转盲板固定在铲斗逆时针侧的出渣口上，防止渣土进入铲斗逆时针侧的出渣口，以保证刀盘顺时针旋转；

5）通过滚刀磨损检测装置检测滚刀的磨损情况，刀盘顺时针旋转一定时间后，停止掘进，将铲斗逆时针侧的顺时针旋转盲板从刀盘本体上拆卸，将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，使渣土从铲斗逆时针侧的出渣口排出，并且逆时针旋转盲板固定在铲斗顺时针侧的出渣口上，防止渣土进入铲斗顺时针侧的出渣口，以保证刀盘逆时针旋转；

6）重复上述4）和5）的动作，以进行双向旋转掘进。

优选地，在步骤4）、5）中还调整铲斗的方向。

本发明的岩石掘进机双向旋转式刀盘，通过将逆时针旋转式盲板和顺时针旋转式盲板分别布置在铲斗顺时针和逆时针侧的出渣口上，铲斗、逆时针旋转盲板、顺时针旋转盲板通过高强度连接螺栓与刀盘本体固定，变换铲斗与逆时针旋转盲板、顺时针旋转盲板的位置，在刀盘旋转过程中能够防止渣土进入出渣口，影响刀盘旋转，实现刀盘双向旋转，并通过滚刀磨损检测装置，检测滚刀的磨损情况，并根据磨损情况更换刀盘的旋转方向，以延长滚刀的使用寿命，并通过更换刀盘旋转方向，刀盘双向旋转可避免与其连接的护盾发生偏转或倾翻，降低施工难度及危险性，解决了传统硬岩刀盘无法自动防偏，主驱动齿轮副寿命低、滚刀轴承及主驱动轴承易疲劳磨损等缺点，对滚刀轴承、主驱动轴承寿命均有30%以上的提升，提高了施工效率，降低了施工成本。

附图说明

图1现有技术的岩石掘进机旋转刀盘；

图2为本发明的岩石掘进机双向旋转式刀盘；

图中所示： 1、刀盘本体，2、滚刀，3、出渣口，4、格栅，5、铲斗，6、顺时针旋转盲板，7、逆时针旋转盲板，8、高强度连接螺栓。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图2所示，本发明提供了一种岩石掘进机双向旋转式刀盘，包括：刀盘本体1、滚刀2、出渣口3、格栅4、铲斗5、顺时针旋转盲板6、逆时针旋转盲板7、高强度连接螺栓8，其特征在于：刀盘本体1的作业面向工作方向形成具有弧度的凸面，刀盘本体上设置多个水喷雾装置，滚刀的轴架上设有超声波振动器，滚刀上设置滚刀磨损检测装置，刀盘本体1上均匀布置4对出渣口3，分别布置在铲斗的逆时针和顺时针侧，铲斗、逆时针旋转盲板7、顺时针旋转盲板6通过高强度连接螺栓与刀盘本体1固定，逆时针旋转盲板7布置在铲斗5的顺时针侧，顺时针旋转盲板6布置在铲斗5的逆时针侧，逆时针旋转盲板7和顺时针旋转盲板6可分别遮盖铲斗逆时针和顺时针侧的出渣口3，格栅4与刀盘本体1焊接固定，在刀盘逆时针旋转时，将铲斗5顺时针侧的逆时针旋转盲板7通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，将铲斗逆时针侧的顺时针旋转盲板6从刀盘本体1上拆卸，以保证在刀盘逆时针旋转时，渣土从铲斗逆时针侧的出渣口排出；在刀盘顺时针旋转时，将铲斗5逆时针侧的顺时针旋转盲板6通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体1上，将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板7从刀盘本体1上拆卸，转换铲斗与逆时针旋转盲板、顺时针旋转盲板的位置，以保证在刀盘顺时针旋转时，渣土从铲斗顺时针侧的出渣口排出。

优选地，滚刀2为盘形滚刀、球齿滚刀或楔齿滚刀；

优选地，所述滚刀2上镶嵌有金刚石，滚刀外表面设置有陶瓷耐磨块，且陶瓷耐磨块外涂有金属基体层。

刀盘本体为装配结构件，铲斗、格栅为外购零件，顺时针旋转盲板、逆时针旋转盲板为焊接结构件，高强度连接螺栓为标准件。

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用前述的岩石掘进机双向旋转式刀盘进行双向旋转掘进的方法，包括以下步骤：

1）将格栅与刀盘本体焊接；

2）将铲斗通过高强度螺栓与刀盘本体固定；

3）将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，以保证在刀盘逆时针旋转时，渣土从铲斗逆时针侧的出渣口排出，并且逆时针旋转盲板固定在铲斗顺时针侧的出渣口上，防止渣土进入铲斗顺时针侧的出渣口，使刀盘逆时针旋转进行掘进；

4）通过滚刀磨损检测装置检测滚刀的磨损情况，刀盘逆时针旋转一定时间后，停止掘进，将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板从刀盘本体上拆卸，将铲斗逆时针侧的顺时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，使渣土从铲斗顺时针侧的出渣口排出，并且顺时针旋转盲板固定在铲斗逆时针侧的出渣口上，防止渣土进入铲斗逆时针侧的出渣口，以保证刀盘顺时针旋转；

5）通过滚刀磨损检测装置检测滚刀的磨损情况，刀盘顺时针旋转一定时间后，停止掘进，将铲斗逆时针侧的顺时针旋转盲板从刀盘本体上拆卸，将铲斗顺时针侧的逆时针旋转盲板通过高强度连接螺栓连接在刀盘本体上，使渣土从铲斗逆时针侧的出渣口排出，并且逆时针旋转盲板固定在铲斗顺时针侧的出渣口上，防止渣土进入铲斗顺时针侧的出渣口，以保证刀盘逆时针旋转；

6）重复上述4）和5）的动作，以进行双向旋转掘进。

优选地，在步骤4）、5）中还调整铲斗的方向。

与现有技术相比，利用此发明的逆时针和顺时针旋转盲板遮盖铲斗逆时针侧和顺时针侧的出渣口，本发明能够实现刀盘双向旋转，并通过滚刀磨损检测装置，检测滚刀的磨损情况，并根据磨损情况更换刀盘的旋转方向，以延长滚刀的使用寿命，并通过更换刀盘旋转方向，刀盘双向旋转可避免与其连接的护盾发生偏转或倾翻，降低施工难度及危险性，解决了传统硬岩刀盘无法自动防偏，主驱动齿轮副寿命低、滚刀轴承及主驱动轴承易疲劳磨损等缺点。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。