用于全断面岩石掘进机的平面和两级刀盘的出碴装置的制作方法

本发明涉及一种出碴装置，具体涉及一种用于全断面岩石掘进机的平面和两级刀盘的出碴装置。

背景技术：

全断面岩石掘进机(tunnelboringmachine，缩写为tbm),是面向硬岩地质的隧道掘进装备,是国家基础建设、资源开发和国防建设的重大技术装备。一方面，针对传统的平面式tbm刀盘在开挖高硬、大埋深完整岩层时往往存在破岩效率低、岩爆风险高和盘体刚度不足等问题，因此提出了基于临空面破岩机理的多级刀盘，有效地提高了破岩效率。因此需要高效的出碴结构以保证岩碴及时排出隧道外；另一方面，不同岩层地质条件下的隧道开挖，岩碴形状尺寸会有较大差异，导致普通tbm出碴效率不能满足实际要求，过多岩碴堆积在刀盘与掌子面之间磨损刀盘，使滚刀不正常受力。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于全断面岩石掘进机的平面和两级刀盘的出碴装置，该装置的出碴效率较高。

为达到上述目的，本发明所述的用于全断面岩石掘进机的平面和两级刀盘的出碴装置，用于全断面岩石掘进机上，所述全断面岩石掘进机包括掌子面、一级刀盘、二级刀盘、中心转轴、后支撑及驱动调速系统，所述掌子面由前到后分为一级掌子面及二级掌子面，一级掌子面上部的后侧面设有第一凹槽，二级掌子面上开与第一凹槽相连通的第二凹槽，其中，一级刀盘位于第一凹槽内，二级刀盘位于第二凹槽内，二级刀盘套接并固定于一级刀盘的外周面上，中心转轴的前端位于一级掌子面上，中心转轴的后端穿过一级刀盘固定于后支撑上，驱动调速系统的输出轴与中心转轴相连接，包括接碴斗；

一级刀盘上开设有若干一级出碴口，其中，一级出碴口处设有与所述一级出碴口相配合的一级刮碴板及一级溜碴板，一级刮碴板及一级溜碴板分别固定于一级刀盘的前侧面及后侧面上，二级刀盘上开设有若干二级出碴口，其中，二级出碴口处设有与所述二级出碴口相配合的二级刮碴板及二级溜碴板，其中，二级刮碴板及二级溜碴板分别位于一级刀盘的前侧面及后侧面上，接碴斗空套于中心转轴上，工作时，一级刮碴板刮到的岩碴依次经一级出碴口及一级溜碴板掉落到接碴斗上，二级刮碴板刮到的岩碴依次经二级出碴口及二级溜碴板掉落到接碴斗上。

驱动调速系统包括电机支座及固定于电机支座上的减速电机，其中，减速电机的输出轴与中心转轴相连接。

减速电机的输出轴与中心转轴之间通过传动系统相连接，所述传动系统包括第一链轮、第二链轮及链条，其中，第一链轮套接并固定于中心转轴上，第二链轮套接并固定于减速电机的输出轴上，第一链轮与第二链轮之间通过链条相连接。

第一链轮通过平键固定于中心转轴上。

还包括第一固定条、第二固定条及固定件，其中，第一固定条的一端固定于接碴斗的外壁上，第一固定条的另一端固定于二级撑子面的后端面上，固定件套接于中心转轴上，第二固定条的一端固定于固定件上，第二固定条的另一端固定于接碴斗的底部。

掌子面通过地面安装板固定于底面上。

还包括挡圈，挡圈套接于二级刀盘的外周面上。

中心转轴通过滚动轴承及轴承座固定于一级掌子面上。

一级刀盘与二级刀盘之间通过刀盘连接螺栓相连接；

二级溜碴板与一级刀盘的侧面之间、以及二级溜碴板与二级刀盘的侧面之间均通过挡板安装螺栓相连接。

第一凹槽及第二凹槽均为半圆柱型结构。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的用于全断面岩石掘进机的平面和两级刀盘的出碴装置在具体操作时，一级刀盘及二级刀盘之间同轴连接，在掘进过程中，岩碴从掌子面与一级刀盘及二级刀盘的间隙投入，然后在重力作用下聚集在第一凹槽及第二凹槽的底部，一级刮碴板及二级刮碴板将岩碴铲起，再将岩碴通过一级出碴口、二级出碴口、一级溜碴板及二级溜碴板滑落到接碴斗中，实现岩碴的收集，避免岩碴聚集在掌子面的底部而磨损刀盘，出碴效率较高。另外，可以根据实际需要调节一级出碴口及二级出碴口的数量及尺寸，实现出碴效率的实验测试，结构简单，操作方便，能够应用于现场及实验室中，通用性较强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的后视图；

图3为本发明中接碴斗2的示意图。

其中，1为二级出碴口、2为接碴斗、3为一级刀盘、4为固定件、5为中心转轴、6为一级溜碴板、7为加强筋、8为后支撑、9为掌子面、10为电机支座、11为地面安装板、12为减速电机、13为第二链轮、14为链条、15为第一链轮、16为平键、17为第一固定条、18为第二固定条、19为二级刀盘、20为二级溜碴板、21为挡圈、22为二级刮碴板、23为刀盘连接螺栓、24为一级出碴口、25为轴承座、26为滚动轴承、27为一级刮碴板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1、图2及图3，本发明所述的用于全断面岩石掘进机的平面和两级刀盘的出碴装置，用于全断面岩石掘进机上，所述全断面岩石掘进机包括掌子面9、一级刀盘3、二级刀盘19、中心转轴5、后支撑8及驱动调速系统，所述掌子面9由前到后分为一级掌子面及二级掌子面，一级掌子面上部的后侧面设有第一凹槽，二级掌子面上开与第一凹槽相连通的第二凹槽，其中，一级刀盘3位于第一凹槽内，二级刀盘19位于第二凹槽内，二级刀盘19套接并固定于一级刀盘3的外周面上，中心转轴5的前端位于一级掌子面上，中心转轴5的后端穿过一级刀盘3固定于后支撑8上，驱动调速系统的输出轴与中心转轴5相连接，本发明所述的出碴装置包括接碴斗2；一级刀盘3上开设有若干一级出碴口24，其中，一级出碴口24处设有与所述一级出碴口24相配合的一级刮碴板27及一级溜碴板6，一级刮碴板27及一级溜碴板6分别固定于一级刀盘3的前侧面及后侧面上，二级刀盘19上开设有若干二级出碴口1，其中，二级出碴口1处设有与所述二级出碴口1相配合的二级刮碴板22及二级溜碴板20，其中，二级刮碴板22及二级溜碴板20分别位于一级刀盘3的前侧面及后侧面上，接碴斗2空套于中心转轴5上，工作时，一级刮碴板27刮到的岩碴依次经一级出碴口24及一级溜碴板6掉落到接碴斗2上，二级刮碴板22刮到的岩碴依次经二级出碴口1及二级溜碴板20掉落到接碴斗2上；第一凹槽及第二凹槽均为半圆柱型结构。

驱动调速系统包括电机支座10及固定于电机支座10上的减速电机12，其中，减速电机12的输出轴与中心转轴5相连接；减速电机12的输出轴与中心转轴5之间通过传动系统相连接，所述传动系统包括第一链轮15、第二链轮13及链条14，其中，第一链轮15套接并固定于中心转轴5上，第二链轮13套接并固定于减速电机12的输出轴上，第一链轮15与第二链轮13之间通过链条14相连接；第一链轮15通过平键16固定于中心转轴5上。

本发明还包括第一固定条17、第二固定条18及固定件4，其中，第一固定条17的一端固定于接碴斗2的外壁上，第一固定条17的另一端固定于二级撑子面的后端面上，固定件4套接于中心转轴5上，第二固定条18的一端固定于固定件4上，第二固定条18的另一端固定于接碴斗2的底部。

掌子面9通过地面安装板11固定于底面上；本发明还包括挡圈21，挡圈21套接于二级刀盘19的外周面上；中心转轴5通过滚动轴承26及轴承座25固定于一级掌子面上；一级刀盘3与二级刀盘19之间通过刀盘连接螺栓23相连接；二级溜碴板20与一级刀盘3的侧面之间、以及二级溜碴板20与二级刀盘19的侧面之间均通过挡板安装螺栓相连接。

工作时，由减速电机12经链条14传动带动中心转轴5转动，中心转轴5带动一级刀盘3转动，一级刀盘3带动二级刀盘19实现同步转动，岩碴从掌子面9与一级刀盘3及二级刀盘19的间隙投入，岩碴在重力作用下聚集在第一凹槽及第二凹槽的底部，刮碴板将岩碴铲起，再将岩碴通过一级出碴口24、二级出碴口1、一级溜碴板6及二级溜碴板20滑落到接碴斗2中，实现岩碴的收集，避免岩碴聚集在掌子面9的底部而磨损刀盘，出碴效率较高。同时一级刀盘3与二级刀盘19之间通过刀盘连接螺栓23相连接，二级溜碴板20与一级刀盘3的侧面之间、以及二级溜碴板20与二级刀盘19的侧面之间均通过挡板安装螺栓相连接，拆卸更换较为方便，同时本发明也可以应用于实验中，通过调节出渣口的数目、长度及宽度，同时改变减速电机12输出轴的转速，完成出碴效率的测量实验，结构较为紧凑，可用于现场及实验室中，通用性较强。