专利名称：异型异径隧道钻的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及旋转式水冲隧道钻，特别是一种异型异径环状切割的隧道钻，适用于各种形状、各种口径的隧道钻进。
目前铁路隧道、矿山巷道掘进中均采用实心钻，这类钻机耗能多，钻头磨损严重，很不经济。本发明人曾在CN93224386中公开了一种四环水冲隧道钻，该钻机将金刚石钻头镶在两个同轴的岩芯管端部形成内、外环钻头体，在内、外环钻头体上分别设有球面滑道及可沿滑道向中心合拢的横向球面切刀，以将进入钻头体内的岩芯分别横向切断。内、外环钻头体由安装在步移机架上的电机驱动。这种钻机的外环钻头体是固定的，因而只能钻出直径固定的圆形隧道，对于不同直径的异形截面隧道，则无法一次成孔。
本实用新型的目的是要避免上述困难，而提供一种外环钻头体能按要求沿径向伸缩的环形空心钻，从而能一次钻出各种形状的隧道孔，并能顺利将进入管内的岩石切断，取出。
本实用新型的解决方案是装在步移机架上的电机经主传动轴驱动内环钻头体旋转；外环钻头体由多个可独立运动的钻头臂组成，钻头臂的尾端安装在靠模板的仿形滑槽内，靠模板与机架固结；外环钻头臂上还联有导向滑杆，可在内环钻头体的径向槽内滑动伸缩。
以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。
图1是异型异径隧道钻的结构示意图。
图2是
图1隧道钻掘进矩形截面隧道孔的横向剖视图。
图3是内、外环钻头体分别切割岩芯的断面示意图。
参见附图，异形异径隧道钻包括驱动机架例如步移机架5，其上装有电机22，减速机25、主传动轴26、方杆轴4、方杆套6、钻头体方孔35及牵引钢丝绳7、8和滑轮9等。方杆轴与方杆套及钻头体中心方孔35滑动配合。电机22通过主传动轴26带动内环钻头体17旋转。内环钻头体17包括钻头臂1、钻头3、球面滑道12和横向球面切刀10等。外环钻头体18包括四个可独立运动的钻头臂37以及钻头3、球面滑道13和横向球面切刀11等。有关四环隧道钻的结构和操作已在CN93224386中做过详细描述，此处不再赘述。仅就本外环钻头体变径原理说明如下
图1中外环钻头体18具有多个可独立运动的钻头臂37，各外环钻头臂的尾端装有可自由转动的滚子20，将滚子置于靠模板28的仿形滑槽34内，依靠滑槽两侧的轮廓曲线使滚子始终沿滑槽的曲线运动。靠模板28与机架固结。图中滑槽所在的平面与主传动轴26相垂直。滑槽的形状应与所设计的隧道孔的形状相适应。比如隧道孔的截面形状是矩形或拱形，那么滑槽的形状也相应是矩形或拱形，见图2。滑槽的形状尺寸比实际隧道要小得多。为了使外环钻头臂37在伸缩过程中能保持平动，其上联有导向滑杆16，可在内环钻头体的径向槽23内自由滑动。这种结构使外环钻头体与内环钻头体保持同步旋转。
外环钻头臂37尾端可通过球形滑块或滚子20安装在靠模板28的仿形滑槽内。由于自由转动的滚子与滑槽之间为滚动摩擦，磨损较小，可用来传递较大的动力。
图3是内、外环钻头体分别切割岩芯的断面示意图。内环钻头体切出圆形环槽14，而外环钻头体切出非圆形的异形环槽15。在切割一定形状的隧道孔前，必须预先设定与之相应的滑槽形状。
工作时，接通步移机架5上配电柜23的电源，开启电机22，经减速器25、主传动轴26、方杆轴4、方杆套6等带动内环钻头体并进而带动外环钻头体旋转。根据预先设定的滑槽形状，外环钻头体沿径向伸缩从而达到异形异径切割的目的。本装置的其它机构及操作过程均与CN93224386相同，不赘述。
异型异径隧道钻的外环钻头体可按要求沿径向伸缩，一次钻出孔径大小不同，形状各异的非圆形隧道孔。广泛适用于铁路、公路、海洋、采矿等大直径异型隧道的掘进。与现有同类技术相比，具有施工效率高、节约电力、使用方便、省时省力和安全可靠等优点，实属该领域首创性发明。
权利要求1.异型异径隧道钻，包括步移机架(5)、电机(22)及内、外环钻头体(17)、(18)，电机(22)经主传动轴(26)驱动内环钻头体(17)旋转，其特征在于所说外环钻头体(18)由多个可独立运动的钻头臂(37)组成，钻头臂的尾端安装在靠模板(28)的仿形滑槽(34)内，靠模板(28)与机架固结；外环钻头臂(37)上联有导向滑杆(16)，可在内环钻头体(17)的径向槽(23)内滑动。
2.如权利要求1所述的隧道钻，其特征在于所说外环钻头臂(37)的尾端通过滚子(20)或球形滑块安装在靠模板(28)的仿形滑槽(34)内。
专利摘要异型异径隧道钻具有内、外环钻头体，电机经主轴驱动内环钻头体旋转；外环钻头体的尾端安装在靠模板的仿形滑槽内，靠模板与机架固结。外环钻头体上联有导向滑杆，可在内环钻头体的径向槽内滑动。当内环钻头体旋转时，外环钻头体即按照预先设定的滑槽形状沿径向伸缩，从而实现一次切割成异型随道孔的目的。本钻机为环形空心钻，施工效率高，节约电能，一次成孔。广泛适用于铁路，采矿等大直径异型隧道钻的掘进。
文档编号E21B7/00GK2204849SQ9421031
公开日1995年8月9日 申请日期1994年5月19日 优先权日1994年5月19日
发明者聂敬太 申请人:聂敬太