一种硬岩掘进机的锥面刀盘的制作方法

本发明涉及隧道掘进设备，具体涉及一种硬岩掘进机的锥面刀盘。

背景技术：

1、传统常规的掘进机刀盘面板为平面结构，滚刀及其刀座安装于面板与背板间。施工时通过刀盘的推进与旋转运动，将滚刀灌入并挤压破碎岩石，形成全断面的开挖隧道，平面刀盘结构的破岩主要是依靠推力将滚刀贯入岩石，使岩石产生裂隙，裂隙间形成碎石脱落岩体。我国各地区地貌不同且地质条件复杂，在距地表更深的地层掘进作业时，掘进机遭遇的岩石地层越复杂，所遇地层呈现高强度、高应力以及高石英含量等特点。掘进机作业过程中遭遇该种极硬岩地层时易表现出不适应性，破岩效率极低，增加了施工周期和施工成本，使得传统的隧道掘进机刀盘结构难以完成极硬岩地层下的施工要求。

2、其次，传统的掘进机刀盘为了增强破岩效率，通常会在主刀盘的外围增设一侧刀盘，以通过增加自由面(临空面)的方式，降低岩层拉力强度，增强破岩效率。但现有的侧刀盘上的滚刀的刀尖切线平行于临空面，或呈一定夹角(非直角)，使得滚刀容易磨损，尤其是在对硬度较高的岩层掘进时，更加剧了滚刀的磨损速度，使得掘进过程中滚刀更换频繁，影响施工效率。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种硬岩掘进机的锥面刀盘，其解决了现有的掘进机开挖硬岩地质时滚刀易磨损的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明的硬岩掘进机的锥面刀盘包括：

5、刀盘体，所述刀盘体的底端设置有圆台形安装盘，所述圆台形安装盘的底面朝向隧道的临空面；

6、多个中心滚刀组件，多个所述中心滚刀组件设置于所述圆台形安装盘的底面，并绕所述圆台形安装盘的轴线分布；

7、多个正面滚刀组件，多个所述正面滚刀组件设置于所述圆台形安装盘的侧面，并绕所述圆台形安装盘的轴线分布；

8、冷却循环组件，所述冷却循环组件设置于所述刀盘体内；

9、其中，所述中心滚刀组件和所述正面滚刀组件的刀尖切线均垂直于所述刀盘体的轴线。

10、可选地，在所述刀盘体由内侧到外侧的径向方向上，设置有多个所述正面滚刀组件，且相邻所述正面滚刀组件的间距逐渐减小。

11、可选地，所述中心滚刀组件包括中心滚刀和第一安装架；

12、所述第一安装架设置于所述圆台形安装盘的底面；

13、所述中心滚刀与所述第一安装架可拆卸连接；

14、多个所述中心滚刀绕所述刀盘体的轴线设置，且多个所述中心滚刀的刀尖切线均位于同一水平面内。

15、可选地，所述正面滚刀组件包括正面滚刀和第二安装架；

16、所述第二安装架设置于所述圆台形安装盘的侧面；

17、所述正面滚刀与所述第二安装架可拆卸连接；

18、所述刀盘体纵截面的中心线任意一侧，同侧多个所述正面滚刀组件的刀尖连线与多个中心滚刀组件的刀尖连线的夹角为β。

19、可选地，所述刀盘体包括背板和多块支撑板；

20、所述背板与所述圆台形安装盘之间设置有多块所述支撑板；

21、多块所述支撑板、所述背板和所述圆台形安装盘围成一内腔，所述冷却循环组件与所述内腔连通。

22、可选地，所述冷却循环组件包括进水管、出水管和回转接头；

23、所述进水管的一端与所述回转接头连通，另一端与所述内腔连通；

24、所述出水管的一端与所述内腔连通，另一端与所述回转接头连通。

25、可选地，所述内腔中设置有隔板，所述隔板能够切断所述内腔中的冷却液的流向；

26、所述进水管和所述出水管一一对应地设置于所述隔板的两侧。

27、可选地，所述内腔为圆柱形内腔。

28、可选地，所述刀盘体还包括位于同一轴线上的法兰盘、锥型板和环形板；

29、所述环形板的底端与所述圆台形安装盘焊接，顶端与所述锥型板的底端焊接；

30、所述锥型板的顶端与所述法兰盘焊接。

31、可选地，所述圆台形安装盘的外侧安装有多个进渣口，多个所述进渣口沿所述圆台形安装盘的径向均匀设置。

32、(三)有益效果

33、本发明的有益效果是：多个中心滚刀组件置于圆台形安装盘的底面，多个正面滚刀组件设置于圆台形安装盘的侧面，将传统的圆柱形主刀盘替换为圆台形安装盘，在传统主刀盘的位置额外增加一自由面，即圆台形安装盘的侧面，从而能够在开挖隧道的过程中人为制造一临空面，从而破坏岩层的抗拉强度，大大提高了掘进效率。

34、中心滚刀组件和正面滚刀组件的刀尖切线均垂直于刀盘体的轴线。相较于传统的滚刀的刀尖切线与隧道对应的临空面存在夹角(非直角)的方式，本申请的刀尖切线均垂直于刀盘体的轴线的切割方式，使得刀尖的受力更为均匀，刀尖不易磨损，从而能够增加中心滚刀组件和正面滚刀组件的使用寿命。

35、冷却循环组件设置于刀盘体内，能够持续为刀盘体、中心滚刀组件和正面滚刀组件进行降温，保证锥面刀盘在作业过程中不会出现由于温度过高而停机的情况，实现高效切割。同时，对刀盘体、中心滚刀组件和正面滚刀组件进行降温，也能够延长设备的使用寿命。零件损坏时，也能够快速进行维修。

技术特征：

1.一种硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，所述锥面刀盘包括：

2.根据权利要求1所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的硬岩掘进机的锥面刀盘，其特征在于，

技术总结
本发明涉及隧道掘进设备技术领域，具体涉及一种硬岩掘进机的锥面刀盘，锥面刀盘包括刀盘体、多个中心滚刀组件、多个正面滚刀组件和冷却循环组件。刀盘体的底端设置有圆台形安装盘，圆台形安装盘的底面朝向隧道的临空面；多个中心滚刀组件设置于圆台形安装盘的底面，并绕圆台形安装盘的轴线分布；多个正面滚刀组件设置于圆台形安装盘的侧面，并绕圆台形安装盘的轴线分布；冷却循环组件设置于刀盘体内；其中，中心滚刀组件和正面滚刀组件的刀尖切线均垂直于刀盘体的轴线。将传统的圆柱形主刀盘替换为圆台形安装盘，在传统主刀盘的位置额外增加一自由面，从而能够在开挖隧道的过程中人为制造一临空面，从而破坏岩层的抗拉强度，大大提高掘进效率。

技术研发人员：刘飞香,胡思坤,李建芳,雷亚南,暨智勇,阳旭,柯威,刘栋
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12