刀盘及具有其的盾构机的制作方法

1.本实用新型涉及隧道挖掘领域，具体而言，涉及一种刀盘及具有其的盾构机。


背景技术：

2.刀盘是盾构机重要的组成部分，刀盘一般设置在盾构机的掘进方向的最前端，与主驱动轴连接，刀盘上具有多个滚刀，主驱动轴驱动刀盘旋转，刀盘上的滚刀对土层进行切削，从而起到掘进掉效果。
3.目前的刀盘上一般设置有多个通孔，通孔内设置有滚刀。这种设置方式能够保证刀盘在硬岩结构中整体刚性充足，使刀盘耐冲击性较高。但这种结构会导致刀盘的开口率较低，盾构机在软土、软岩中掘进时，被切削下来的土难以通过通孔进入盾构机内部，导致被盾构机切削下来的土岩等堆积在土层内，影响盾构机的掘进效率。但如果增加刀盘的开口率，刀盘的强度又会受到影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种刀盘及具有其的盾构机，以解决相关技术中的刀盘在软土或者软岩中掘进效率低的问题。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种刀盘，包括：刀盘本体，刀盘本体上设置有多个第一安装孔组和第二安装孔，每个第一安装孔组和第二安装孔均沿刀盘本体的径向方向延伸，每个第一安装孔组包括多个第一安装孔，第二安装孔设置于相邻两个的第一安装孔组之间；第一滚刀，固定设置于第一安装孔内；刀臂，可拆卸地设置于第二安装孔内。
6.进一步地，第二安装孔为多个，每相邻两个的第一安装孔组之间设置有一个第二安装孔。
7.进一步地，第二安装孔的面积与刀盘本体的面积的比值在0.1至0.3之间。
8.进一步地，第一滚刀包括多个，多个第一滚刀与多个第一安装孔一一对应设置。
9.进一步地，第二安装孔为长孔，刀臂包括刀臂本体和穿设在刀臂本体上的多个第二滚刀，多个第二滚刀沿刀臂的长度方向间隔设置，刀臂本体上设置有第一连接孔，刀盘本体上设置有第二连接孔，紧固件穿设于第一连接孔和第二连接孔内。
10.进一步地，第二安装孔的面积与刀臂本体的面积的比值在1.8至2.2之间。
11.进一步地，刀臂本体包括主体部和位于主体部的长度方向的两端的安装部，第二滚刀设置在主体部上，第一连接孔设置在安装部上，刀盘本体包括位于掘进方向前端的第一端面和位于掘进方向后方的第二端面，安装部连接在第二端面上。
12.进一步地，安装部的厚度小于主体部的厚度，主体部伸入第二安装孔内，主体部的位于掘进方向前端的端面与第一端面平齐。
13.进一步地，刀臂还包括设置于刀臂本体上的多个刮刀，多个刮刀设置在刀臂本体的长度方向上间隔设置。
14.根据本实用新型的另一方面，提供了一种盾构机，包括：盾构机本体，包括驱动轴；刀盘，设置于驱动轴上，刀盘为上述的刀盘。
15.应用本实用新型的技术方案，刀盘本体上设置有第一安装孔组和第二安装孔，其中第一安装孔组包括多个第一安装孔，第一安装孔内固定设置有第一滚刀。这种设置方式能够保证第一滚刀稳定地设置在第一安装孔内，使得刀盘在旋转时第一滚刀不易脱落，保证了刀盘的强度和对土层的切削效果。同时，刀盘本体上还设置有第二安装孔，刀臂可拆卸地设置在第二安装孔内。当盾构机挖掘较为坚硬的土层时，刀盘每转动一周切削下来的碎土较少，碎土可通过第一安装孔和第二安装孔进入到盾构机内部，通过盾构机内部的运输结构运输走。当盾构机挖掘硬度较小的土层时，可将刀臂从第二安装孔内拆卸下来，增加刀盘本体的开口率，使得被切削下来的碎土能够及时从第二安装孔内被导出，避免了被切削下来的碎土堆积在刀盘前方，不能及时导出，影响盾构机的掘进效率。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本实用新型的刀盘的实施例的结构示意图；以及
18.图2示出了图1的刀盘额刀臂的结构示意图。
19.其中，上述附图包括以下附图标记：
20.10、刀盘本体；11、第一安装孔组；111、第一安装孔；12、第二安装孔；20、第一滚刀；30、刀臂；31、刀臂本体；311、主体部；312、安装部；32、第二滚刀；33、刮刀；40、刀盘。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
23.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随
后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
24.如图1所示，本实施例的刀盘包括：刀盘本体10、第一滚刀20以及刀臂30。其中，刀盘本体10上设置有多个第一安装孔组11和第二安装孔12，每个第一安装孔组11和第二安装孔12均沿刀盘本体10的径向方向延伸，每个第一安装孔组11包括多个第一安装孔111，第二安装孔12设置于相邻两个的第一安装孔组11之间；第一滚刀20固定设置于第一安装孔111内；刀臂30，可拆卸地设置于第二安装孔12内。
25.应用本实施例的技术方案，刀盘本体10上设置有第一安装孔组11和第二安装孔12，其中第一安装孔组11包括多个第一安装孔111，第一安装孔111内固定设置有第一滚刀20。这种设置方式能够保证第一滚刀20稳定地设置在第一安装孔111内，使得刀盘在旋转时第一滚刀20不易脱落，保证了刀盘的强度和对土层的切削效果。同时，刀盘本体10上还设置有第二安装孔12，刀臂30可拆卸地设置在第二安装孔12内。当盾构机挖掘较为坚硬的土层时，刀盘每转动一周切削下来的碎土较少，碎土可通过第一安装孔111和第二安装孔12进入到盾构机内部，通过盾构机内部的运输结构运输走。当盾构机挖掘硬度较小的土层时，可将刀臂30从第二安装孔12内拆卸下来，增加刀盘本体10的开口率，使得被切削下来的碎土能够及时从第二安装孔12内被导出，避免了被切削下来的碎土堆积在刀盘前方，不能及时导出，影响盾构机的掘进效率。
26.需要说明的是，当刀臂30安装在刀盘本体10上时，能够提升整个刀盘的强度，此时的刀盘适合挖掘较为坚硬的土层。而当盾构机挖掘硬度较小的土层时，可将刀臂30从刀盘本体10上拆卸下来，这样虽然降低了刀盘的整体强度，但因为此时挖掘的土层较为柔软，刀盘的强度足够支撑盾构机的挖掘操作。
27.如图1所示，在本实施例中，第二安装孔12为多个，每相邻两个的第一安装孔组11之间设置有一个第二安装孔12。上述结构中，当盾构机挖掘硬度较小的土层时，可将刀臂30从刀盘本体10上拆卸下来，由于每相邻两个的第一安装孔组11之间设置有一个第二安装孔12，因此被第一滚刀20切削下来的碎土能够及时进入到第二安装孔12内，从而能够提升盾构机的掘进速率。
28.如图1所示，在本实施例中，第二安装孔12的面积与刀盘本体10的面积的比值在0.1至0.3之间。上述结构中，如果第二安装孔12的面积与刀盘本体10的面积的比值过小，则刀盘本体10的开口率过小，还是会影响盾构机的掘进速率。如果第二安装孔12的面积与刀盘本体10的面积的比值过大，则刀盘本体10的开口率过大，则会影响刀盘的强度，导致刀盘容易发生形变。优选地，在本实施例中，第二安装孔12与刀盘本体10的面积的比值为0.15。当然，在图中未示出的其他实施例中第二安装孔12与刀盘本体10的面积的比值为0.15也可以为0.1或者0.3。
29.如图1所示，在本实施例中，第一滚刀20包括多个，多个第一滚刀20与多个第一安装孔111一一对应设置。上述结构中，第一安装孔111的面积大于第一滚刀20的面积，第一安装孔111切削下来的碎土能够从第一安装孔111内进入道盾构机内部，从而使切削下来的碎土能够及时进入第一安装孔111内，进一步提升了盾构机的掘进速率。
30.如图1和图2所示，在本实施例中，第二安装孔12为长孔，刀臂30包括刀臂本体31和穿设在刀臂本体31上的多个第二滚刀32，多个第二滚刀32沿刀臂30的长度方向间隔设置，刀臂本体31上设置有第一连接孔，刀盘本体10上设置有第二连接孔，紧固件穿设于第一连
接孔和第二连接孔内。上述结构中，第二安装孔12的开孔面积较大，因此一个第二安装孔12内可以容纳多个滚刀。本技术将多个滚刀集成到一个刀臂上，即形成本技术的刀臂30包括刀臂本体31和穿设在刀臂本体31上的多个第二滚刀32。刀臂30整体通过紧固件连接在刀盘本体10上，提升了第二滚刀32和刀盘本体10的组装效率。另外，上述连接方式能够使得刀臂30与刀盘本体10连接稳定。
31.如图1和图2所示，在本实施例中，第二安装孔12的面积与刀臂本体31的面积的比值在1.8至2.2之间。上述结构能够使得刀臂30安装在第二安装孔12内时，第二安装孔12与刀臂本体31之间也能有足够大的漏料空间，从而提升盾构机的掘进效率。优选地，在本技术中，第二安装孔12的面积与刀臂本体31的面积的比值为1.8。在其他实施例中，第二安装孔12的面积与刀臂本体31的面积的比值为也可以为2.2。
32.如图1和图2所示，在本实施例中，刀臂本体31包括主体部311和位于主体部311的长度方向的两端的安装部312，第二滚刀32设置在主体部311上，第一连接孔设置在安装部312上，刀盘本体10包括位于掘进方向前端的第一端面和位于掘进方向后方的第二端面，安装部312连接在第二端面上。上述结构中，安装部312在盾构机的掘进方向上与刀盘本体10具有重叠部分，紧固件穿过安装部312上的第一连接孔，将刀臂本体31固定在刀盘本体10上。上述结构便于刀盘本体10与刀臂30的固定。
33.如图1和图2所示，在本实施例中，安装部312的厚度小于主体部311的厚度，主体部311伸入第二安装孔12内，主体部311的位于掘进方向前端的端面与第一端面平齐。上述结构能够使得第一滚刀20和第二滚刀32的刀刃能够位于同一平面上，保证第一滚刀20和第二滚刀32能够同时切削土层，提升了刀盘对土层的切削效果。
34.如图1和图2所示，在本实施例中，刀臂30还包括设置于刀臂本体31上的多个刮刀33，多个刮刀33设置在刀臂本体31的长度方向上间隔设置。上述结构中，刮刀33能够进一步提升刀盘对土层的切削效果，提升盾构机的掘进效率。
35.本实用新型还提供了一种盾构机，根据本技术的盾构机的实施例包括：盾构机本体和刀盘40。其中，盾构机本体包括驱动轴；刀盘40设置于驱动轴上，刀盘40为上述的刀盘。上述结构中，由于刀盘具有能够提升盾构机的掘进速率的优点，因此具有其的盾构机也具有掘进速率快的优点。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
37.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
38.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
39.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。