新型单刀盘可变开挖截面的隧道掘进机的制作方法

本发明涉及轨道交通与地下空间开发领域，具体涉及一种新型单刀盘可变开挖截面的隧道掘进机。

背景技术：

目前由盾构法施工的隧道己占所有隧道工程的90%以上，每年公路隧道开工上千公里，地铁开工上千公里，这些项目依托于盾构机完成施工作业，因此盾构机需求量较大。

目前由于盾构法施工范围广，工程量多，导致定制化的盾构机生产方式不仅设备交付周期长，影响工程进度，而且主要的是定制化的盾构设备针对某一工程要求设计的切削面积形状在工程结束后将不能适用于其他的不同开挖直径的工程施工，重复利用性差，浪费大量人力、物力。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是定制化的盾构设备交付周期长，重复利用性差，浪费大量人力、物力，提供一种系列化批量化生产，实现缩短设备交付时间，打破当前定制化生产的现状，适应不同工程需求的新型单刀盘可变开挖截面的隧道掘进机。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种新型单刀盘可变开挖截面的隧道掘进机，包括切削刀盘、动力系统、调节系统和盾体，所述的调节系统设置在盾体上，切削刀盘通过动力系统与调节系统连接。

所述的调节系统包括四杆升降机构和底座，四杆升降机构下部通过底座固定在盾体上，四杆升降机构上部与动力系统连接。

所述的四杆升降机构包括两个摇杆、横杆和底座，摇杆的下端与底座铰接连接，摇杆的上端与横杆铰接连接。

所述的摇杆为伸缩杆。

所述的动力系统包括紧固部件、传动轴、减速机和电机，所述的传动轴一端通过紧固部件与切削刀盘连接、另一端与电机连接，所述的电机与减速机连接。

所述的切削刀盘上设有多滚刀、刮刀和单滚刀。

本发明本发明可以让一台盾构机的切削截面面积的大小根据需要改变，解决目前市面上一台盾构机在设计之初就被定下来切削截面面积大小的问题；应用范围广，可以在一定范围内实现不同直径的切削截面面积的的切换，同时通过换装刀盘开挖截面调节系统的四杆升降机构能够实现一台盾构机系列化的开挖截面面积；切削截面可实现的调节范围较大，可以实现工作的同时在一定范围内的截面大小的切换，也可以实现停机后换装系列化的刀盘开挖截面调节系统实现大范围的截面大小调整。

本发明打破目前盾构设备都根据施工需求的直径进行定制化生产形式，可以通过制定几个的产品系列，批量化生产设备，用户根据自身需求选择适合的系列设备，一定范围内切削截面的直径大小的差距可以通过刀盘开挖截面调节系统的调整，实现工程的需求。从而降低生产成本与设备生产交付时间。从而降低生产成本与设备生产交付时间。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的整体图。

图3是本发明的刀盘开挖截面调节系统调节位置一的结构示意图。

图4是图3刀盘开挖截面调节系统一个调节位置一对应刀盘位置的结构示意图。

图5是本发明的刀盘开挖截面调节系统调节位置二的结构示意图。

图6是图5刀盘开挖截面调节系统调节位置二对应刀盘位置的结构示意图。

图7是本发明的刀盘开挖截面调节系统调节位置三的结构示意图。

图8是图7刀盘开挖截面调节系统调节位置三对应刀盘位置的结构示意图。

图中标号：10切削刀盘、101多滚刀、102刮刀、103单滚刀、20动力系统、201紧固部件、202传动轴、203减速机、204电机、30刀盘开挖截面调节系统、301固定部件、302四杆升降机构、303滑槽底座、摇杆305、横杆306、40盾体。

具体实施方式

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。

如图1至图8所示，本发明包括切削刀盘10、动力系统20、调节系统30和盾体40，所述的调节系统30设置在盾体40上，切削刀盘10通过动力系统20与调节系统30连接，所述的调节系统30包括四杆升降机构302和底座303，四杆升降机构302下部通过底座303固定在盾体40上，四杆升降机构302上部与动力系统20连接。所述的切削刀盘和动力系统安装在刀盘开挖截面调节系统30上，改变切削截面的大小只需要对刀盘开挖截面调节系统进行调整便可以实现。

所述的四杆升降机构302包括两个摇杆305、横杆306和底座303，摇杆305的下端与底座303铰接连接，摇杆305的上端与横杆306铰接连接。

所述的摇杆305为伸缩杆。本发明通过摇杆的摆动与伸缩实现切削刀盘10切削截面大小的变化从而实现一定范围内的切削截面面积大小的切换。通过四杆升降机构302的摇杆杆件不同长度来实现切削刀盘最大直径的变化，可以通过两个摇杆杆长的不同解决权利2中摇杆杆长固定导致刀盘开挖截面调节系统的改变切削截面大小的范围限制的问题，从而为掘进机的系列化批量生产提供了解决方案。

所述的动力系统20包括紧固部件201、传动轴202、减速机203和电机204，所述的传动轴202一端通过紧固部件201与切削刀盘10连接、另一端与电机204连接，所述的电机204与减速机203连接。切削刀盘和动力系统是直接通过传动轴202和紧固部件201连接，刀具的转动与刀盘开挖截面调节系统的调节运动是彼此独立的，从而实现掘进机在切削刀盘工作的进程中进行刀盘开挖截面调节系统的调节，避免了停机调整，实现实时调节刀盘开挖截面的任务。

所述的刀盘开挖截面的调节系统30是固定安装在盾体40上的，当安装的调节系统30无法满足当前生产任务的需要时，可以拆卸下调节系统30更换调节范围满足当前生产需求的刀盘开挖截面调节系统，从而为切削刀盘10和动力系统20和盾体40的批量化生产提供了解决方案。

所述的切削刀盘10上设有多滚刀101、刮刀102和单滚刀103。

从下往上依次将切削刀盘10与传动轴202通过紧固部件201连接固定，将传动轴201与减速机203连接，将电机204与减速机203连接后固定在动力系统20内。然后将切削刀盘10与动力系统20通过固定部件301固定连接在刀盘开挖截面的调节系统30上。将调节系统30通过底座303与盾体40固定，从而形成了完整的掘进机盾头。

实施例：如图3、5、7所示，以实现本发明的刀盘开挖截面调节系统的四杆升降机构处于几个位置的切削刀盘所处的切削位置为例进行说明：

图3所示是刀盘开挖截面调节系统的四杆升降机构机构一个调节位置，图4是切削刀盘与盾体的相对位置，是由图3所示的刀盘开挖截面调节系统一个调节位置对应的刀盘位置结构示意图。图5与图7所示的四杆升降机构的位置对应的切削刀盘与盾体的相对位置分别如图6与图7所示。以上三个位置只是四杆升降机构运动过程的提取位置，可以通过四杆升降机构机构的连续运动与升降获得切削刀盘工作切削区域。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型单刀盘可变开挖截面的隧道掘进机，解决的技术问题定制化的盾构设备交付周期长，重复利用性差，浪费大量人力、物力，本发明包括切削刀盘、动力系统、调节系统和盾体，所述的调节系统设置在盾体上，切削刀盘通过动力系统与调节系统连接，所述的调节系统包括四杆升降机构。本发明实现系列化批量化生产，实现缩短设备交付时间，打破当前定制化生产的现状，适应不同工程需求。

技术研发人员：姜礼杰;文勇亮
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司
技术研发日：2018.10.26
技术公布日：2019.01.04