复合式盾构机刀盘的制作方法

本发明涉及建筑机械技术领域，具体涉及一种复合式盾构机刀盘。

背景技术：

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，多用于地铁、隧道以及管道等建筑工程中，因其自动化程度高，而具有施工速度快，安全性能高的特点，并且在施工过程中，不用对地面建筑进行大面积拆除，施工时无噪音，不会影响周围居民的正常生活。盾构机在工作时，主要利用位于机体最前端刀盘上刀具对周围土壤或岩石进行破碎挖掘，因此刀盘是盾构机的核心部件之一。刀盘上的刀具数量往往是固定的，无法在不增大刀盘面积的条件下根据需求实时增加刀具数量以提高挖掘效率，并且当其中部分刀具损坏或磨损严重时，因其机械结构复杂，刀具的更换往往无法做到及时、快速，进而导致破碎挖掘效率略有下降，在一定程度上耽误施工进度。

例如在现有技术中，如专利公开号为cn207348864u，公开日为2018年5月11日，专利名称为“一种盾构机刀盘”的实用新型专利，其技术方案为：包括主刀盘机构，扩张刀盘机构和连接体；所述连接体上设置有用于连接刀盘驱动机构的连接体安装孔；所述主刀盘机构包括主刀盘，第一除渣刀，第一滚刀组和第一水刀组；扩张刀盘机构包括若干副刀盘机构；副刀盘机构包括副刀盘，副刀盘安装架，伸缩机构；副刀盘的切削端上设置第二滚刀组，第二水刀组和第二除渣刀。上述专利的副刀盘连接的伸缩机构能够改变刀盘的切削直径，适用于多种直径隧道的需求，虽然在某种程度上能够增加刀具数量，但是仍然采用的是增大刀盘面积的方法来增加刀具数量，在实际工程运用中，使用上述盾构机刀盘若想在挖掘过程中增加刀具数量，则挖掘面积也相应增大，实用性不强。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明的目的旨在于提供一种能在保持原盾构机刀盘面积的条件下，根据需求增加刀盘上刀具数量以增大破碎挖掘效率的复合式盾构机刀盘，上述复合式结构还对刀盘上损坏或磨损严重的刀具有增补和替代作用，从而保证盾构机的破碎挖掘效率。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种复合式盾构机刀盘，包括主刀盘，主刀盘上设有刀槽，刀槽内设有边刀，主刀盘上还设有刮刀，所述主刀盘上还设有副刀盘，副刀盘内部中空，设有伸缩滚刀机构，所述伸缩滚刀机构包括滚刀本体和设于滚刀本体左右两侧的第一齿轮和第二齿轮，滚刀本体左右两侧设有齿条，齿条分别与第一齿轮和第二齿轮啮合，副刀盘上设有与滚刀本体对应的刀体出口，所述滚刀本体顶端设有用于封闭上述刀体出口的封闭板。

优选地，所述封闭板的面积大于或等于所述刀体出口面积。

优选地，所述滚刀本体背面还设有滑块，滑块沿滚刀本体长度方向设置，副刀盘上对应设置有与滑块配合的滑槽。

优选地，所述主刀盘还包括刀具磨损监测系统。

优选地，所述刀具磨损监测系统包括设置于刀槽内的超声波测厚探头和报警装置。

优选地，所述伸缩滚刀机构沿副刀盘径向均匀设置。

优选地，所述第一齿轮与第二齿轮的转动方向相反。

优选地，所述主刀盘和副刀盘主体结构采用高强度钢板，材质为q460。

优选地，所述主刀盘和副刀盘正面均焊接有复合耐磨钢板。

优选地，所述滚刀本体上的滚刀为单刃滚刀。

本申请的有益效果：

（1）本申请采用主刀盘和副刀盘的复合式结构，在不增大主刀盘面积的条件下，能够根据需求增加刀盘上刀具数量，从而提高破碎挖掘效率，并且副刀盘上的刀具还对主刀盘上的刀具有增补替代作用，当主刀盘上的部分刀具磨损或损坏时，副刀盘上的刀具能够替代损坏的刀具进而使盾构机的挖掘效率保持相对稳定。

（2）本申请中，滚刀本体背面设有滑块，滑块沿滚刀本体长度方向设置，副刀盘对应设有与滑块配合的滑槽，滑槽与滑块的配合对滚刀本体有一定的限制作用，滚刀本体只能在其长度方向运动，大大降低了滚刀本体左右晃动的几率。

（3）本申请中，主刀盘和副刀盘均采用高强度钢板，并给在其正面均焊接有复合耐磨钢板，能够提高刀盘的使用寿命，对刀盘的保护作用强，避免刀盘磨损失效。

附图说明

图1为本申请整体结构示意图；

图2为本申请副刀盘内部结构示意图；

图3为本申请侧面结构示意图；

图4为图3中a-a剖视示意图。

附图中：

1、主刀盘；2、副刀盘；3、伸缩滚刀机构；4、封闭板；5、滑块；6、滑槽；7、刀具磨损监测系统；8、复合耐磨钢板。

11、刀槽；12、边刀；13、刮刀；21、刀体出口；31、滚刀本体；32、第一齿轮；33、第二齿轮；34、齿条；35、滚刀；71、超声波测厚探头；72、报警装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种复合式盾构机刀盘，包括主刀盘1，主刀盘1上设有刀槽11，刀槽11内设有边刀12，主刀盘1上还设有刮刀13，其特征在于：所述主刀盘1上还设有副刀盘2，副刀盘2内部中空，设有伸缩滚刀机构3，所述伸缩滚刀机构3包括滚刀本体31和设于滚刀本体31左右两侧的第一齿轮32和第二齿轮33，滚刀本体31左右两侧设有齿条34，齿条34分别与第一齿轮32和第二齿轮33啮合，副刀盘2上设有与滚刀本体31对应的刀体出口21，所述滚刀本体31顶端设有用于封闭上述刀体出口21的封闭板4。

本实施例为最基本的实施方式，主刀盘上设有副刀盘，副刀盘内部中空设有伸缩滚刀机构，伸缩滚刀机构包括滚刀本体和位于滚刀本体左右两侧的第一齿轮和第二齿轮，滚刀本体左右两侧还设有与第一齿轮和第二齿轮啮合的齿条，副刀盘上设有与滚刀本体对应的刀体出口。控制第一齿轮和第二齿轮向相反的方向转动实现滚刀本体在副刀盘内的伸出和收缩，滚刀本体伸出副刀盘外时，可以在不增大主刀盘面积的条件下，增加盾构机刀盘的刀具数量从而在一定程度上提高挖掘效率，并且当主刀盘上的部分刀具损坏或磨损严重时，副刀盘内的滚刀本体在一定程度上可以代替主刀盘上刀具的作用，从而使盾构机保持一定的挖掘效率；所述滚刀本体的顶端还设有用于封闭所述刀体出口的封闭板，当滚刀机构往回收缩回到副刀盘内时，封闭板刚好与副刀盘接触，将刀体出口封闭，避免副刀盘内的伸缩滚刀机构长期暴露在外，在一定程度上延长了副刀盘的使用寿命。

实施例2

一种复合式盾构机刀盘，包括主刀盘1，主刀盘1上设有刀槽11，刀槽11内设有边刀12，主刀盘1上还设有刮刀13，其特征在于：所述主刀盘1上还设有副刀盘2，副刀盘2内部中空，设有伸缩滚刀机构3，所述伸缩滚刀机构3包括滚刀本体31和设于滚刀本体31左右两侧的第一齿轮32和第二齿轮33，滚刀本体31左右两侧设有齿条34，齿条34分别与第一齿轮32和第二齿轮33啮合，副刀盘2上设有与滚刀本体31对应的刀体出口21，所述滚刀本体31顶端设有用于封闭上述刀体出口21的封闭板4。

所述封闭板4的面积大于或等于所述刀体出口21面积。

所述滚刀本体31背面还设有滑块5，滑块5沿滚刀本体31长度方向设置，副刀盘2上对应设置有与滑块5配合的滑槽6。

本实施例为一较佳的实施方式，所述封闭板的面积大于或等于刀体出口面积，能够起到完全封闭所述刀体出口的作用，进而使副刀盘内部形成相对密封的空间，避免副刀盘内的伸缩滚刀机构长期暴露在外，在一定程度上延长了副刀盘的使用寿命，封闭板与副刀盘接触部位可设置橡胶垫片，增加密封性能；所述滚刀本体背面设有滑块，副刀盘上对应设置有滑块配合的滑槽，滑块和滑槽的方向均为沿副刀盘径向设置，滑槽与滑块的配合对滚刀本体有一定的限制作用，滚刀本体只能沿其长度方向运动，大大降低了滚刀本体左右晃动的几率。

实施例3

一种复合式盾构机刀盘，包括主刀盘1，主刀盘1上设有刀槽11，刀槽11内设有边刀12，主刀盘1上还设有刮刀13，其特征在于：所述主刀盘1上还设有副刀盘2，副刀盘2内部中空，设有伸缩滚刀机构3，所述伸缩滚刀机构3包括滚刀本体31和设于滚刀本体31左右两侧的第一齿轮32和第二齿轮33，滚刀本体31左右两侧设有齿条34，齿条34分别与第一齿轮32和第二齿轮33啮合，副刀盘2上设有与滚刀本体31对应的刀体出口21，所述滚刀本体31顶端设有用于封闭上述刀体出口21的封闭板4。

所述主刀盘1还包括刀具磨损监测系统7。

所述刀具磨损监测系统7包括设置于刀槽11内的超声波测厚探头71和报警装置72。

本实施例为另一较佳的实施方式，主刀盘上设有刀具磨损监测系统，刀具磨损监测系统包括超声波测厚探头和报警装置，超声波测厚探头测量金属厚度进而监测刀具磨损情况，报警装置将刀具磨损情况及时报警用于提示工作人员。

实施例4

一种复合式盾构机刀盘，包括主刀盘1，主刀盘1上设有刀槽11，刀槽11内设有边刀12，主刀盘1上还设有刮刀13，其特征在于：所述主刀盘1上还设有副刀盘2，副刀盘2内部中空，设有伸缩滚刀机构3，所述伸缩滚刀机构3包括滚刀本体31和设于滚刀本体31左右两侧的第一齿轮32和第二齿轮33，滚刀本体31左右两侧设有齿条34，齿条34分别与第一齿轮32和第二齿轮33啮合，副刀盘2上设有与滚刀本体31对应的刀体出口21，所述滚刀本体31顶端设有用于封闭上述刀体出口21的封闭板4。

所述封闭板4的面积大于或等于所述刀体出口21面积。

所述滚刀本体31背面还设有滑块5，滑块5沿滚刀本体31长度方向设置，副刀盘2上对应设置有与滑块5配合的滑槽6。

所述主刀盘1还包括刀具磨损监测系统7。

所述刀具磨损监测系统7包括设置于刀槽11内的超声波测厚探头71和报警装置72。

所述伸缩滚刀机构4沿副刀盘3径向均匀设置。

所述第一齿轮32与第二齿轮33的转动方向相反。

所述主刀盘1和副刀盘2主体结构采用高强度钢板，材质为q460。

所述主刀盘1和副刀盘2正面均焊接有复合耐磨钢板8。

所述滚刀本体31上的滚刀35为单刃滚刀。

本实施例为最佳的实施方式，在上述实施例的基础上，主刀盘和副刀盘均采用高强度钢板，并且在其正面均焊接有复合耐磨钢板，能够提高刀盘的使用寿命，对刀盘的保护作用强，避免刀盘磨损失效。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。