一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置的制作方法

本申请属于盾构掘进机刀盘领域，具体涉及一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置。

背景技术：

1、传统盾构机在不同地质条件下作业时，需要根据不同作业条件选择不同类型的刀盘。盾构掘进机在面对较硬的岩层时一般采用开口率较小的刀盘，在较软岩层下作业时一般使用开口率较大的刀盘。传统盾构机在面对不同岩层时，不具备刀盘模式切换能力，无法根据地质条件的不同，调整刀盘的作业面积。

技术实现思路

1、基于上述问题，本申请提供一种有多种类型地质自适应变化刀盘，实现刀盘开口率的手动或自动调节，满足不同的作业条件。其技术方案为，

2、一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，包括刀盘面板、刀盘滚刀和刀盘切刀，所述刀盘面板主体为盘型结构，其面板上设有多组滚刀安装孔、切刀安装槽和扇形槽，所述扇形槽内设有活动刀盘，所述活动刀盘内设有用于安装滚刀的滚刀安装孔，所述滚刀安装孔内设有刀盘滚刀，所述切刀安装槽内设有刀盘切刀和边缘切刀。

3、优选的，所述刀盘面板的上的滚刀安装孔组成“米”字结构，活动刀盘间隔排列在“米”字结构内，每个扇形槽至少有一个长边上设有切刀安装槽，所述边缘切刀位于扇形槽的圆弧边缘处；所述刀盘面板上设有用于与活动刀盘连接的连接机构。

4、优选的，所述刀盘面板中心位置的滚刀安装孔位于“米”字结构中心，其内有设有多刃刀盘滚刀，其它所述滚刀安装孔以刀盘面板中心为圆心，成不同半径的圆周排列，半径最小的圆周上的滚刀安装孔内设有双刃刀盘滚刀，其它滚刀安装孔内的刀盘滚刀为单刃刀盘滚刀。

5、优选的，所述活动刀盘主体为扇形结构，每个活动刀盘上至少设有两个双作用单出杆液压缸或支撑杆，所述双作用单出杆液压缸有杆腔、无杆腔分别通过不同的截止阀、两位两通电磁换向阀与三位四通电磁换向阀的两个端口连接，所述三位四通电磁换向阀另外两个端口分别连接油箱和油源，所述液压缸或支撑杆安装在刀盘面板远离切刀的一侧。

6、优选的，刀盘模式手动模式切换功能为：

7、当盾构掘进机在面对较硬的岩层时，将活动刀盘手动安装在刀盘面板上，活动刀盘两侧设置有多个限位凸台，同时刀盘面板上设置有限位凹槽，活动刀盘安装在刀盘面板上的限位凹槽内并通过螺栓连接固定；当盾构掘进机在面对较软的岩层时，将活动刀盘于刀盘面板上拆除，实现刀盘模式的手动切换。

8、优选的，当盾构掘进机在面对较硬的岩层时，将活动刀盘手动安装在刀盘面板上，活动刀盘上设置有多个限位凸台，同时刀盘面板上设置有限位凹槽，活动刀盘安装在刀盘面板上的限位凹槽内并通过螺栓连接固定；当盾构掘进机在面对较软的岩层时，通过支撑杆将活动刀盘固定在刀盘面板内侧，支撑杆底部通过连接铰链与刀盘面板连接，支撑杆顶部通过铰链与活动刀盘连接，提高刀盘开口率。

9、优选的，刀盘模式自动模式切换功能为：

10、盾构掘进机在面对较硬的岩层时一般采用开口率较小的刀盘，此时油源内的液压油经三位四通电磁换向阀后分别流入第一个两位两通电磁换向阀和第二个两位两通电磁换向阀，液压油经第一个两位两通电磁换向阀后进入第一个截止阀，液压油经第一个截止阀后流入第一个双作用单出杆液压缸的无杆腔，第一个双作用单出杆液压缸的有杆腔流出的液压油经第三个截止阀后流入第三个两位两通电磁换向阀，液压油经过第二个两位两通电磁换向阀后流入第二个截止阀，液压油经第二个截止阀后流入第二个双作用单出杆液压缸的无杆腔，液压油从第二个双作用单出杆液压缸的有杆腔流出的液压油经第四个截止阀后流入第四个两位两通电磁换向阀，液压油经第三个两位两通电磁换向阀与第四个两位两通电磁换向阀后流入三位四通电磁换向阀，此时第一个双作用单出杆液压缸和第二个双作用单出杆液压缸的活塞杆在其无杆腔内高压油的作用下开始不断伸出，液压缸活塞杆的运动通过连接铰链带动活动刀盘转动，活动刀盘的限位凸台与刀盘面板上的限位凹槽紧密接触，此时通过螺栓将活动刀盘固定在刀盘面板上，降低刀盘开口率，满足盾构机在较硬岩层下的作业需要。

11、优选的，盾构掘进机在面对较软的岩层时采用较大开口率的刀盘，此时三位四通电磁换向阀切换至左位，油源内的液压油经三位四通电磁换向阀后分别流入第三个两位两通电磁换向阀和第四个两位两通电磁换向阀，液压油经第三个两位两通电磁换向阀后流入第三个截止阀，液压油经第三个截止阀后流入第一个双作用单出杆液压缸的有杆腔，第一个双作用单出杆液压缸无杆腔内的液压油经过第一个截止阀后流入第一个两位两通电磁换向阀；液压油经过第四个两位两通电磁换向阀后流入第四个截止阀，液压油经第四个截止阀后流入第二个双作用单出杆液压缸的有杆腔，第二个双作用单出杆液压缸无杆腔内的高压油经过第二个截止阀后流入第二个两位两通电磁换向阀，液压油经第一个两位两通电磁换向阀和第二个两位两通电磁换向阀后流入三位四通电磁换向阀，此时，第一个双作用单出杆液压缸和第二个双作用单出杆液压缸的活塞杆在其有杆腔内高压油的作用下开始不断缩回，液压缸活塞杆的运动通过连接铰链带动活动刀盘转动，当活动刀盘与刀盘面板脱离并保持一定角度时，切换三位四通电磁换向阀至中位，四个两位两通电磁换向阀均切换至右位，第一个双作用单出杆液压缸、第二个双作用单出杆液压缸的活塞杆处于锁止状态，增大了刀盘开口率，满足盾构机在较软岩层下的作业需要。

12、有益效果

13、1.自适应变化刀盘设置有多个液压缸，通过液压缸调整活动刀盘的工作位置，自适应调节刀盘的开口率，实现盾构机在不同地质条件下的刀盘模式切换。

14、2.设置有可以自由拆装的活动刀盘，根据盾构机不同的作业条件，可以选择将活动刀盘通过连接螺栓安装于刀盘内侧设有的限位凹槽内，实现刀盘开口率的手动调节。

15、3.设置有支撑杆，可以将活动刀盘以一定角度固定于刀盘内侧，扩大刀盘开口率的同时起到为渣土导向的作用。

技术特征：

1.一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，包括刀盘面板、刀盘滚刀和刀盘切刀，所述刀盘面板主体为盘型结构，其面板上设有多组滚刀安装孔、切刀安装槽和扇形槽，所述扇形槽内设有活动刀盘，所述活动刀盘内设有用于安装滚刀的滚刀安装孔，所述滚刀安装孔内设有刀盘滚刀，所述切刀安装槽内设有刀盘切刀和边缘切刀。

2.根据权利要求1所述的一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，所述刀盘面板的上的滚刀安装孔组成“米”字结构，活动刀盘间隔排列在“米”字结构内，每个扇形槽至少有一个长边上设有切刀安装槽，所述边缘切刀位于扇形槽的圆弧边缘处；所述刀盘面板上设有用于与活动刀盘连接的连接机构。

3.根据权利要求1所述的一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，所述刀盘面板中心位置的滚刀安装孔位于“米”字结构中心，其内有设有多刃刀盘滚刀，其它所述滚刀安装孔以刀盘面板中心为圆心，成不同半径的圆周排列，半径最小的圆周上的滚刀安装孔内设有双刃刀盘滚刀，其它滚刀安装孔内的刀盘滚刀为单刃刀盘滚刀。

4.根据权利要求1所述的一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，所述活动刀盘主体为扇形结构，每个活动刀盘上至少设有两个双作用单出杆液压缸或支撑杆，所述双作用单出杆液压缸有杆腔、无杆腔分别通过不同的截止阀、两位两通电磁换向阀与三位四通电磁换向阀的两个端口连接，所述三位四通电磁换向阀另外两个端口分别连接油箱和油源，所述液压缸或支撑杆安装在刀盘面板远离切刀的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，刀盘模式手动模式切换功能为：

6.根据权利要求4所述的一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，刀盘模式自动模式切换功能为：

8.根据权利要求4所述的一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，其特征在于，盾构掘进机在面对较软的岩层时采用较大开口率的刀盘，此时三位四通电磁换向阀切换至左位，油源内的液压油经三位四通电磁换向阀后分别流入第三个两位两通电磁换向阀和第四个两位两通电磁换向阀，液压油经第三个两位两通电磁换向阀后流入第三个截止阀，液压油经第三个截止阀后流入第一个双作用单出杆液压缸的有杆腔，第一个双作用单出杆液压缸无杆腔内的液压油经过第一个截止阀后流入第一个两位两通电磁换向阀；液压油经过第四个两位两通电磁换向阀后流入第四个截止阀，液压油经第四个截止阀后流入第二个双作用单出杆液压缸的有杆腔，第二个双作用单出杆液压缸无杆腔内的高压油经过第二个截止阀后流入第二个两位两通电磁换向阀，液压油经第一个两位两通电磁换向阀和第二个两位两通电磁换向阀后流入三位四通电磁换向阀，此时，第一个双作用单出杆液压缸和第二个双作用单出杆液压缸的活塞杆在其有杆腔内高压油的作用下开始不断缩回，液压缸活塞杆的运动通过连接铰链带动活动刀盘转动，当活动刀盘与刀盘面板脱离并保持一定角度时，切换三位四通电磁换向阀至中位，四个两位两通电磁换向阀均切换至右位，第一个双作用单出杆液压缸、第二个双作用单出杆液压缸的活塞杆处于锁止状态，增大了刀盘开口率，满足盾构机在较软岩层下的作业需要。

技术总结
本申请公开了一种双模式掘进机用地质适应性变化刀盘装置，包括刀盘面板、刀盘滚刀和刀盘切刀，所述刀盘面板主体为盘型结构，其面板上设有多组滚刀安装孔、切刀安装槽和扇形槽，所述扇形槽内设有活动刀盘，所述活动刀盘内设有用于安装滚刀的滚刀安装孔，所述滚刀安装孔内设有刀盘滚刀，所述切刀安装槽内设有刀盘切刀和边缘切刀。其优点在于，可以根据盾构机不同的作业条件自由拆装活动刀盘，实现刀盘开口率的调节，满足盾构机不同作业要求。

技术研发人员：周建军,杨旭,翟乾智,韩伟锋,郭璐,纪立超
受保护的技术使用者：盾构及掘进技术国家重点实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11