一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统的制作方法

    技术2024-12-09  39


    本申请涉及盾构机设备,特别是涉及一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统。


    背景技术:

    1、近年来,随着国家对交通基础设施建设的投入逐年加大,盾构法施工在地下隧道建设中也使用的越来越广泛,其使用环境也随之变得越来越复杂。盾构法一般适用于地质较为均匀的地层,然而在实际施工中地质环境复杂多变,在施工路线中往往存在无法避开的软硬复合地质层,这种软硬复合地质层通常为上软下硬的复合地层。

    2、盾构法的掘进过程简单来说是通过转动刀盘,使刀盘上的滚刀随刀盘转动,并在地层的反力作用下使滚刀自转,从而将地层内切割出多个同心圆刀缝,通过振动以及挤压对刀缝间的岩石或土壤进行破碎。然在对软硬复合地质层进行掘进的过程中,当滚刀从软土段切入至硬土段时,滚刀将受到较大的冲击,这将导致滚刀出现非正常磨损等问题,需要频繁换刀,从而影响整体的施工效率,降低施工成本。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要提供一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其具体技术方案如下。

    2、一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,包括:

    3、刀盘本体;

    4、刀盘横梁,由刀盘本体中心向边缘延伸;所述刀盘横梁分为第一刀盘横梁和第二刀盘横梁,所述第一刀盘横梁与第二刀盘横梁相邻布置;;

    5、固定滚刀组件,包括分别连接于第一刀盘横梁上的第一固定滚刀和第二固定滚刀,所述第一固定滚刀与第二固定滚刀沿刀盘本体的径向方向排列;

    6、活动滚刀组件,包括第一活动滚刀、第二活动滚刀以及活动调节组件;所述第一活动滚刀、第二活动滚刀分别活动连接于第二刀盘横梁上并沿刀盘本体的径向方向排列;所述活动调节组件分别与第一活动滚刀、第二活动滚刀连接,用于调节第一活动滚刀、第二活动滚刀的径向位置,使第一活动滚刀与第一固定滚刀在径向方向上对齐或错开,使第二活动滚刀与第二固定滚刀在径向方向上对齐或错开。

    7、进一步的,所述活动调节组件包括:

    8、双向油缸,连接于第一活动滚刀与第二活动滚刀之间,用于驱动第一活动滚刀与第二活动滚刀相对移动;

    9、导轨组件,包括两根互相平行的活动导轨,所述第一活动滚刀、第二活动滚刀分别沿刀盘本体的径向方向移动地与活动导轨连接;所述活动导轨沿第一方向移动地安装于刀盘横梁上,所述第一方向与刀盘本体的径向方向垂直;

    10、驱动件,安装于两活动导轨之间,所述驱动件用于驱动两活动导轨互相远离至卡紧第一活动滚刀和第二活动滚刀。

    11、进一步的,所述第一活动滚刀包括第一刀座、以及安装于第一刀座内的第一刀具;所述第一刀座底部设有第一滑动槽,所述第一滑动槽的一壁面设有第一锁紧槽;

    12、所述第二活动滚刀包括第二刀座、以及安装于第二刀座内的第二刀具;所述第二刀座底部设有第二滑动槽,所述第二滑动槽的一壁面设有第二锁紧槽;

    13、所述活动导轨依次穿过第一滑动槽和第二滑动槽,所述活动导轨上设有两组限位件,所述限位件包括用于与第一锁紧槽卡合的第一限位凸起以及用于与第二锁紧槽卡合的第二限位凸起,两组限位件沿活动导轨的长度方向错开布置;当第一锁紧槽、第二锁紧槽与一组限位件配合时,使第一活动滚刀与第一固定滚刀对齐、第二活动滚刀与第二固定滚刀对齐;当第一锁紧槽、第二锁紧槽与另一组限位件配合时,使第一活动滚刀与第一固定滚刀错开、第二活动滚刀与第二固定滚刀错开。

    14、进一步的,所述驱动件包括伸缩电动缸和限位板,所述限位板置于两活动导轨之间并沿活动导轨的长度方向延伸;所述限位板的侧面设有多个沿其长度方向排列的第一定位凸台,相邻第一定位凸台之间形成第一定位凹槽;

    15、所述活动导轨靠近限位板的一侧设有多个沿其长度方向排列的第二定位凸台,相邻第二定位凸台之间形成第二定位凹槽;

    16、所述伸缩电动缸与限位板连接,驱动限位板沿其长度方向移动,当第一定位凸台与第二定位凸台对齐时,限位件分别与第一锁紧槽、第二锁紧槽配合;当第一定位凸台与第二定位凸台错开时,限位件分别与第一锁紧槽、第二锁紧槽分离。

    17、进一步的,所述第一定位凸台包括第一导向斜面和第一定位平面,所述第二定位凸台包括第二导向斜面和第二定位平面;所述第一定位凸台与第二定位凸台对齐时,第一定位平面与第二定位平面贴合。

    18、进一步的,所述活动导轨靠近限位板的一侧分为光滑部分和限位部分,使第一活动滚刀、第二活动滚刀移动时,第一活动槽的内壁、第二活动槽的内壁分别与光滑部分贴合;所述第二定位平台设置于限位部分上。

    19、进一步的,两活动导轨之间连接有弹性件,所述弹性件具有使两活动导轨互相靠近的弹力。

    20、进一步的,所述第二刀盘横梁包括梁座和梁面,所述梁座安装于刀盘本体上,所述梁面连接于梁座上,且梁面上分别设有容纳第一活动滚刀、第二活动滚刀向外露出的开口;所述活动导轨安装于梁座上并位于梁座与梁面之间。

    21、进一步的,包括三个第一刀盘横梁和三个第二刀盘横梁,各第一刀盘横梁与第二刀盘横梁之间交错布置,使第一刀盘横梁与第二刀盘横梁相邻。

    22、进一步的,所述第一刀盘横梁与第二刀盘横梁之间还设有副梁,所述副梁上安装有副刀。

    23、有益效果:本发明所提供的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,通过驱动第一活动滚刀与第二活动滚刀移动,使得活动滚刀与固定滚刀对齐时,能够保证在均匀地质中的破岩效率;使得活动滚刀与固定滚刀错开时,能够降低滚刀在径向方向上的刀距,从而降低滚刀之间的剪切面积,降低滚刀从软土段切入至硬土段所受到的冲击,从而尽可能的避免滚刀在软硬不均地层的非正常磨损,降低换刀的频率。本发明所提供的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,能够兼顾保证均匀地质中的破岩效率以及降低软硬不均地层中的刀具非正常磨损,使刀盘系统能够适用于软硬不均地层,提高施工效率,降低施工成本。



    技术特征:

    1.一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,所述活动调节组件包括:

    3.根据权利要求2所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,

    4.根据权利要求3所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,

    5.根据权利要求4所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,所述第一定位凸台包括第一导向斜面和第一定位平面,所述第二定位凸台包括第二导向斜面和第二定位平面;所述第一定位凸台与第二定位凸台对齐时,第一定位平面与第二定位平面贴合。

    6.根据权利要求4所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,所述活动导轨靠近限位板的一侧分为光滑部分和限位部分,使第一活动滚刀、第二活动滚刀移动时,第一活动槽的内壁、第二活动槽的内壁分别与光滑部分贴合;所述第二定位平台设置于限位部分上。

    7.根据权利要求4所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,两活动导轨之间连接有弹性件,所述弹性件具有使两活动导轨互相靠近的弹力。

    8.根据权利要求2所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,所述第二刀盘横梁包括梁座和梁面,所述梁座安装于刀盘本体上,所述梁面连接于梁座上,且梁面上分别设有容纳第一活动滚刀、第二活动滚刀向外露出的开口;所述活动导轨安装于梁座上并位于梁座与梁面之间。

    9.根据权利要求1所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,包括三个第一刀盘横梁和三个第二刀盘横梁,各第一刀盘横梁与第二刀盘横梁之间交错布置,使第一刀盘横梁与第二刀盘横梁相邻。

    10.根据权利要求9所述的一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,其特征在于,所述第一刀盘横梁与第二刀盘横梁之间还设有副梁,所述副梁上安装有副刀。


    技术总结
    本申请涉及一种适用于软硬不均地层的盾构机刀盘系统,包括:刀盘本体;刀盘横梁,由刀盘本体中心向边缘延伸;所述刀盘横梁分为第一刀盘横梁和第二刀盘横梁;固定滚刀组件,包括分别连接于第一刀盘横梁上的第一固定滚刀和第二固定滚刀;活动滚刀组件,包括第一活动滚刀、第二活动滚刀以及活动调节组件;所述第一活动滚刀、第二活动滚刀分别活动连接于第二刀盘横梁上并沿刀盘本体的径向方向排列;所述活动调节组件分别与第一活动滚刀、第二活动滚刀连接,用于调节第一活动滚刀、第二活动滚刀的径向位置。本发明能够兼顾保证均匀地质中的破岩效率以及降低软硬不均地层中的刀具非正常磨损,提高施工效率,降低施工成本。

    技术研发人员:周飞,詹涛,姚元,谢丽辉,何瑜钦,周标,李林,夏章杰,彭学军,汤宇,李钎,张晗秋,龚云鹏,鲁新,张道兵,王海平,黄建秋,尹华东
    受保护的技术使用者:中铁五局集团第一工程有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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