一种适应砂卵石地层的复合式刀盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道掘进技术领域，具体涉及一种适应砂卵石地层的复合式刀盘。
【背景技术】
[0002]21世纪是地下空间大开发的世纪，城市地铁、水利水电、公路、铁路等隧道建设日益增多，盾构作为隧道开挖的专业机械，以其安全快速等诸多优势而逐渐普及。在砂卵石地层隧道开挖中，盾构常面临以下风险考验:掌子面欠压易坍塌引起地表沉降厉害，刀具磨损及异常损坏严重，需过加固区和破除粧基，中途需更换刀具等。
[0003]设计一种能较好解决上述风险考验的盾构刀盘是实现隧道安全高效施工的重要保障。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种适应砂卵石地层的复合式刀盘，能够减少掌子面欠压坍塌的概率，减少刀具磨损和损坏概率。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]—种适应砂卵石地层的复合式刀盘，包括外圈梁、单刃滚刀和可更换的刮刀，还包括四个呈十字形分布的主梁，四个主梁的中心处设置了双联滚刀，主梁外端与外圈梁相连，四个主梁内端相连，大环筋两端各与一个主梁相连，副梁两端分别与外圈梁、大环筋相连，副梁与大环筋交接处内侧设有盘面支撑扭腿，副梁与外圈梁交接处设置有可更换的弧形刮刀。
[0007]所述主梁和外圈梁交接处设有三把单刃滚刀，其中两端的单刃滚刀与中间的单刃滚刀之间的夹角为α和β，α为14.5°，β为15°。
[0008]副梁与外圈梁交接处布置一把单刃滚刀。
[0009]副梁与主梁的夹角是45°。
[0010]主梁两侧焊接有限制格栅。
[0011]所述双联滚刀和单刃滚刀均为18寸滚刀。
[0012]所述双联滚刀和单刃滚刀的刃口宽度为30mm。
[0013]与现有技术相比，本发明在砂卵石地层刀具以剥落为主、以破碎为辅，进渣口面积占刀盘盘面面积的36?40%，能够减小掌子面欠压坍塌的概率，且滚刀的使用寿命长，不需要频繁更换。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]其中:1.主梁，2.副梁，3.外圈梁，4.大环筋，5.盘面支撑扭腿，6.限制格栅，7.双联滚刀，8.单刃滚刀，9.刮刀，10.弧形刮刀。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]如图1所示，一种适应砂卵石地层的复合式刀盘，包括外圈梁3、单刃滚刀8和可更换的刮刀9，还包括四个呈十字形分布的主梁1，四个主梁I的中心处设置了双联滚刀7，主梁I外端与外圈梁3相连，四个主梁I内端相连，大环筋4两端各与一个主梁I相连，副梁2两端分别与外圈梁3、大环筋4相连，副梁2与大环筋4交接处内侧设有盘面支撑扭腿5，副梁2与外圈梁3交接处设置有可更换的弧形刮刀10。
[0019]主梁I和外圈梁3交接处设有三把单刃滚刀8，其中，两端的单刃滚刀与中间的单刃滚刀之间的夹角为α和β，α为14.5°，β为15°。副梁2与外圈梁3交接处布置一把单刃滚刀8。
[0020]本发明中:四个主梁I相互垂直，四个副梁2 —圈均布，副梁2与主梁I的夹角为45°，副梁2外侧与外圈梁3交接，每个交接处只布置一把18寸的单刃滚刀8，副梁2内侧与大环筋4交接，交接处背部为盘面支撑扭腿5固定位置，盘面支撑扭腿5总共为4个，可保证刀盘背部有较大空间，有利于刀盘背部渣土流动和中途更换刀具的操作空间；大环筋4两端连接主梁1，保证刀盘整体的强度和刚度。刀盘中心区域布置了 4把可更换的18寸的双联滚刀7，其他位置均布置18寸单刃滚刀8，除此之外，在刀盘正面布置了可更换的刮刀9，刀盘边缘(即副梁2与外圈梁3交接处)布置了可更换的弧形刮刀10。
[0021]副梁2与主梁的夹角是45°。
[0022]本发明中，主梁I两侧焊接有限制格栅6。限制格栅6可以限制刀盘进渣口尺寸，防止大漂石进入刀盘背部，与螺旋输送机卡住。
[0023]所述双联滚刀7和单刃滚刀8均为18寸滚刀。所述双联滚刀7和单刃滚刀8的刃口宽度为30mm。滚刀刃口宽度均为30mm，增大了滚刀磨损体积和抗冲击性，延长了滚刀使用寿命。
[0024]本发明遵循的原理的是砂卵石地层刀具以剥落为主，以破碎为辅，同时考虑掌子面欠压易坍塌引起地表沉降厉害，刀具磨损及异常损坏严重，需过加固区和破除粧基，中途需更换刀具等风险。本发明的刀盘结构均匀对称，具体为四主梁加四副梁，进渣口面积占刀盘盘面面积的36%?40 %，刀盘中心区域也有较大的进渣口，可安装18寸滚刀及撕裂刀，18寸滚刀比17寸增大了磨损体积，可延长滚刀使用寿命，滚刀及撕裂刀均为可更换的。36%?40%的开口率可减小掌子面欠压坍塌的概率，中心区域也有较大开口可减小刀盘中心区域结泥饼及中心部位刀具磨损严重和异常损坏的概率，滚刀对过加固区和破除粧基有较高的效率，18寸刃口宽度为30mm滚刀增大了滚刀磨损体积和抗冲击性，延长了滚刀使用寿命O
[0025]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种适应砂卵石地层的复合式刀盘，包括外圈梁(3)、单刃滚刀(8)和可更换的刮刀(9)，其特征在于:还包括四个呈十字形分布的主梁(I)，四个主梁(I)的中心处设置了双联滚刀(7)，主梁(I)外端与外圈梁(3)相连，四个主梁(I)内端相连，大环筋(4)两端各与一个主梁(I)相连，副梁(2)两端分别与外圈梁(3)、大环筋(4)相连，副梁(2)与大环筋(4)交接处内侧设有盘面支撑扭腿(5)，副梁(2)与外圈梁(3)交接处设置有可更换的弧形刮刀(10)02.根据权利要求1所述的适应砂卵石地层的复合式刀盘，其特征在于:所述主梁(I)和外圈梁(3)交接处设有三把单刃滚刀(8)，其中两端的单刃滚刀与中间的单刃滚刀之间的夹角为α和β，α为14.5°，β为15°。3.根据权利要求2所述的适应砂卵石地层的复合式刀盘，其特征在于:副梁(2)与外圈梁(3)交接处布置一把单刃滚刀(8)。4.根据权利要求1或2或3所述的适应砂卵石地层的复合式刀盘，其特征在于:副梁(2)与主梁的夹角是45°。5.根据权利要求1所述的适应砂卵石地层的复合式刀盘，其特征在于:主梁(I)两侧焊接有限制格栅(6)。6.根据权利要求5所述的适应砂卵石地层的复合式刀盘，其特征在于:所述双联滚刀(7)和单刃滚刀(8)均为18寸滚刀。7.根据权利要求6所述的适应砂卵石地层的复合式刀盘，其特征在于:所述双联滚刀(7)和单刃滚刀⑶的刃口宽度为30mmo
【专利摘要】本发明提供一种适应砂卵石地层的复合式刀盘，能够减少掌子面欠压坍塌的概率，减少刀具磨损和损坏概率。一种适应砂卵石地层的复合式刀盘，包括外圈梁、单刃滚刀和可更换的刮刀，还包括四个呈十字形分布的主梁，四个主梁的中心处设置了双联滚刀，主梁外端与外圈梁相连，四个主梁内端相连，大环筋两端各与一个主梁相连，副梁两端分别与外圈梁、大环筋相连，副梁与大环筋交接处内侧设有盘面支撑扭腿，副梁与外圈梁交接处设置有可更换的弧形刮刀。与现有技术相比，本发明在砂卵石地层刀具以剥落为主、以破碎为辅，进渣口面积占刀盘盘面面积的36～40％，能够减小掌子面欠压坍塌的概率，且滚刀的使用寿命长，不需要频繁更换。
【IPC分类】E21D9/08
【公开号】CN105003273
【申请号】CN201510456377
【发明人】张家年, 张宁川, 李建斌, 赵华, 卓兴建, 郑康泰
【申请人】中铁工程装备集团有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月29日