一种建筑施工用旋挖设备的制作方法

本发明涉及盾构掘进，具体涉及一种建筑施工用旋挖设备。

背景技术：

1、在对建筑进行建设时，需要用到旋挖设备进行施工，在施工的过程中会遇到岩石，岩石可根据其强度不同可以分为极硬岩石和次硬岩石。在施工时需要将岩石破碎，现有的旋挖设备是利用刀盘上的滚刀滚压切削破岩，通过刀盘上的滚刀随刀盘径向旋转，在推进力的作用下，滚刀切入掌子面岩石并挤压破岩。但是由于刀盘的旋转速度很慢，所产生的冲击载荷较小，导致岩石的破碎难度极大，并且加速了对刀具的损耗，掘进效率低。

2、授权公告号为cn113404504b的专利文件公开了一种刀盘和冲击排钻与滚刀破岩的全断面掘进机及破岩方法，该专利通过钻孔装置将周边围岩进行分离形成临空面，使掌子面与周边围岩隔离，再用滚刀进行破岩，减小了后续施工中对围岩的扰动，并且形成临空面后减小了掌子面最外侧岩石的强度。但是该专利在对岩石进行破碎时，是通过由外至内设置的滚子刀将掌子面从外至中心依次被破碎，但外圈滚刀在破岩时，仍然要受到内侧岩石的强度带来的作用力，使得外圈滚刀在破岩时，其刀具和能量的损耗仍然较大，破碎效果不理想。

技术实现思路

1、本发明提供一种建筑施工用旋挖设备，以解决现有的旋挖设备在对岩石进行破碎时，刀具和能量的损耗较大，破碎效果不理想的问题。

2、本发明的一种建筑施工用旋挖设备采用如下技术方案：一种建筑施工用旋挖设备，用于对隧道的掌子面进行掘进，包括破碎装置和外壳，破碎装置安装于外壳，破碎装置能够转动且能够向掌子面的方向移动，破碎装置包括外切环、中心切盘和多个破碎部，外切环安装于外壳的外部边缘，外切环为环形阵列的刀体，中心切盘安装于外壳的中心，中心切盘为具有至少一个刀体的圆形结构；多个破碎部沿中心切盘的径向方向由内到外依次设置，将两个破碎部在圆周方向的运动轨迹所限定出的环形空间以及最外层破碎部在圆周方向的运动轨迹与外切环之间限定出的空间称为破碎层；破碎部包括切割刀组和破碎刀组，切割刀组在其周向方向转动，将掌子面进行分层；破碎刀组能够沿中心切盘的径向方向向外移动，对其外端对应的破碎层进行破碎。

3、进一步地，破碎部包括第一破碎部、第二破碎部、第三破碎部和第四破碎部；第一破碎部、第二破碎部、第三破碎部和第四破碎部沿中心切盘径向方向由内到外依次设置，破碎装置还包括传动件，传动件能够驱动第二破碎部和第四破碎部在中心切盘径向方向移动，在掌子面内部岩石的强度变小时，驱动传动件动作，传动件动作能够促使第二破碎部移动至第一破碎部、第四破碎部移动至第三破碎部，以减少破碎层的数量。

4、进一步地，中心切盘与外切环之间设置有第一撑杆，中心切盘与外切环之间设置有第一转轴，第一破碎部包括第一切刀和第一破碎刀，第一切刀转动安装于第一转轴，第一破碎刀安装于第一撑杆，第一切刀与第一破碎刀在同一圆周方向；第三破碎部包括第三切刀和第三破碎刀，第三切刀转动安装于第一转轴，第三切刀设置于第一切刀外端，第三破碎刀安装于第一撑杆，第三切刀与第三破碎刀在同一圆周方向；

5、中心切盘与外切环之间设置有第二撑杆，中心切盘与外切环之间设置有第二转轴，第二破碎部包括第二切刀和第二破碎刀，第二切刀转动安装于第二转轴，第二切刀能够在第二转轴上移动，第二破碎刀安装于第二撑杆，第二破碎刀能够在第二撑杆上移动，且第二切刀与第二破碎刀能够同步移动，第二切刀与第二破碎刀在同一圆周方向；第四破碎部包括第四切刀和第四破碎刀，第四切刀转动安装于第二转轴，第四切刀能够在第二转轴上移动，第四切刀设置于第二切刀外端，第四破碎刀安装于第二撑杆，第四破碎刀能够在第二撑杆上移动，且第四切刀与第四破碎刀同步移动，第四破碎刀与第四切刀在同一圆周方向，第四破碎刀移动能够带动第二破碎刀移动，第四切刀移动移动带动第二切刀移动。

6、进一步地，第一撑杆为两个，两个第一撑杆分别设置于中心切盘的两端，第一转轴为两个，两个第一转轴分别设置于中心切盘的两端；第二撑杆为两个，两个第二撑杆分别设置于中心切盘的两端，第二转轴为两个，两个第二转轴分别设置于中心切盘的两端；第一破碎部、第二破碎部、第三破碎部以及第四破碎部均设置为两个，两个第一破碎刀分别安装于两个第一撑杆，两个第一切刀分别转动安装于两个第一转轴，两个第三破碎刀分别安装于两个第一撑杆，两个第三切刀分别转动安装于两个第一转轴；两个第二破碎刀分别安装于两个第二撑杆，两个第二切刀分别转动安装于第二转轴，两个第四破碎刀分别安装于两个第二撑杆，两个第四切刀分别转动安装于两个第二转轴。

7、进一步地，传动件包括冲击块、两个第一推杆和两个第二推杆，两个第一推杆一端分别可转动地且可移动地安装于冲击块，初始状态第一推杆通过锁定装置锁定在冲击块内端，在锁定装置解锁时，第一推杆能够在冲击块的轴向方向移动；两个第一推杆另一端分别可转动地安装于两个第四破碎刀，每个第四破碎刀与一个对应设置的第二破碎刀之间通过第一套筒相连，两个第一套筒分别滑动安装于两个第二撑杆，在第四破碎刀移动时带动第二破碎刀移动；两个第二推杆一端分别可转动地安装于冲击块外端，两个第二推杆另一端分别可转动地安装于第三破碎刀。

8、进一步地，还包括控制系统和驱动系统，驱动系统安装于外壳内，用于驱动破碎装置转动和移动，控制系统用于控制驱动系统启动，控制系统与冲击块电性连接，控制系统用于驱动冲击块向中心转盘的方向移动，控制系统与第四切刀和第二切刀电性连接，使第四切刀与第四破碎刀同步移动，第二切刀与第二破碎刀同步移动；控制系统与第一破碎刀、第二破碎刀、第三破碎刀以及第四破碎刀电性连接，用于控制其对破碎层的破碎；控制系统与第一切刀、第二切刀、第三切刀以及第四切刀电性连接，用于控制其转动对掌子面分层。

9、进一步地，每个锁定装置包括两个活动卡块，冲击块上开设有两个滑槽，两个活动卡块分别可伸缩地安装于滑槽，两个活动卡块均通过控制系统控制，与控制系统电性连接，第一推杆通过活动铰接件滑动安装于滑槽，在岩石的强度发生改变时，控制系统控制两个活动卡块缩回，第一推杆能够在冲击块的轴向方向移动。

10、进一步地，还包括出渣口，出渣口设置于外壳内，用于排出破碎后留下的废渣。

11、进一步地，中心切盘上设置有八个刀体，每两个相邻的刀体之间所形成的夹角相等，使得中心切盘的刀体呈米字结构。

12、本发明的有益效果是：

13、1、本发明的一种建筑施工用旋挖设备通过设置多个破碎部，在破碎装置整体转动的过程中带动在中心切盘径向方向依次设置的切割刀组转动，对掌子面进行分层，经过多个切割刀组的作用，掌子面将被分割成多层，再通过破碎刀组向外推动破碎，可以将两个破碎部在圆周方向的运动轨迹所限定出的环形空间、以及最外层破碎部在圆周方向的运动轨迹与外切环之间限定出的破碎层进行同步分层破碎，减少了每个破碎层外侧与内侧的岩石强度，便于破碎刀组的破碎，刀具和能量的损耗小，提高了破碎效率。

技术特征：

1.一种建筑施工用旋挖设备，用于对隧道的掌子面进行掘进，其特征在于：包括破碎装置和外壳，破碎装置安装于外壳，破碎装置能够转动且能够向掌子面的方向移动，破碎装置包括外切环、中心切盘和多个破碎部，外切环安装于外壳的外部边缘，外切环为环形阵列的刀体，中心切盘安装于外壳的中心，中心切盘为具有至少一个刀体的圆形结构；多个破碎部沿中心切盘的径向方向由内到外依次设置，将两个破碎部在圆周方向的运动轨迹所限定出的环形空间以及最外层破碎部在圆周方向的运动轨迹与外切环之间限定出的空间称为破碎层；破碎部包括切割刀组和破碎刀组，切割刀组在其周向方向转动，将掌子面进行分层；破碎刀组能够沿中心切盘的径向方向向外移动，对其外端对应的破碎层进行破碎。

2.根据权利要求1所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：破碎部包括第一破碎部、第二破碎部、第三破碎部和第四破碎部；第一破碎部、第二破碎部、第三破碎部和第四破碎部沿中心切盘径向方向由内到外依次设置，破碎装置还包括传动件，传动件能够驱动第二破碎部和第四破碎部在中心切盘径向方向移动，在掌子面内部岩石的强度变小时，驱动传动件动作，传动件动作能够促使第二破碎部移动至第一破碎部、第四破碎部移动至第三破碎部。

3.根据权利要求2所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：中心切盘与外切环之间设置有第一撑杆，中心切盘与外切环之间设置有第一转轴，第一破碎部包括第一切刀和第一破碎刀，第一切刀转动安装于第一转轴，第一破碎刀安装于第一撑杆，第一切刀与第一破碎刀在同一圆周方向；第三破碎部包括第三切刀和第三破碎刀，第三切刀转动安装于第一转轴，第三切刀设置于第一切刀外端，第三破碎刀安装于第一撑杆，第三切刀与第三破碎刀在同一圆周方向；

4.根据权利要求3所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：第一撑杆为两个，两个第一撑杆分别设置于中心切盘的两端，第一转轴为两个，两个第一转轴分别设置于中心切盘的两端；第二撑杆为两个，两个第二撑杆分别设置于中心切盘的两端，第二转轴为两个，两个第二转轴分别设置于中心切盘的两端；第一破碎部、第二破碎部、第三破碎部以及第四破碎部均设置为两个，两个第一破碎刀分别安装于两个第一撑杆，两个第一切刀分别转动安装于两个第一转轴，两个第三破碎刀分别安装于两个第一撑杆，两个第三切刀分别转动安装于两个第一转轴；两个第二破碎刀分别安装于两个第二撑杆，两个第二切刀分别转动安装于第二转轴，两个第四破碎刀分别安装于两个第二撑杆，两个第四切刀分别转动安装于两个第二转轴。

5.根据权利要求4所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：传动件包括冲击块、两个第一推杆和两个第二推杆，两个第一推杆一端分别可转动地且可移动地安装于冲击块，初始状态第一推杆通过锁定装置锁定在冲击块内端，在锁定装置解锁时，第一推杆能够在冲击块的轴向方向移动；两个第一推杆另一端分别可转动地安装于两个第四破碎刀，每个第四破碎刀与一个对应设置的第二破碎刀之间通过第一套筒相连，两个第一套筒分别滑动安装于两个第二撑杆，在第四破碎刀移动时带动第二破碎刀移动；两个第二推杆一端分别可转动地安装于冲击块外端，两个第二推杆另一端分别可转动地安装于第三破碎刀。

6.根据权利要求5所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：还包括控制系统和驱动系统，驱动系统安装于外壳内，用于驱动破碎装置转动和移动，控制系统用于控制驱动系统启动，控制系统与冲击块电性连接，控制系统用于驱动冲击块向中心转盘的方向移动，控制系统与第四切刀和第二切刀电性连接，使第四切刀与第四破碎刀同步移动，第二切刀与第二破碎刀同步移动；控制系统与第一破碎刀、第二破碎刀、第三破碎刀以及第四破碎刀电性连接，用于控制其对破碎层的破碎；控制系统与第一切刀、第二切刀、第三切刀以及第四切刀电性连接，用于控制其转动对掌子面分层。

7.根据权利要求6所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：每个锁定装置包括两个活动卡块，冲击块上开设有两个滑槽，两个活动卡块分别可伸缩地安装于滑槽，两个活动卡块均通过控制系统控制，与控制系统电性连接，第一推杆通过活动铰接件滑动安装于滑槽，在岩石的强度发生改变时，控制系统控制两个活动卡块缩回，第一推杆能够在冲击块的轴向方向移动。

8.根据权利要求1所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：还包括出渣口，出渣口设置于外壳内，用于排出破碎后留下的废渣。

9.根据权利要求1所述的一种建筑施工用旋挖设备，其特征在于：中心切盘上设置有八个刀体，每两个相邻的刀体之间所形成的夹角相等，使得中心切盘的刀体呈米字结构。

技术总结
本发明涉及盾构掘进技术领域，具体涉及一种建筑施工用旋挖设备，包括破碎装置和外壳，破碎装置安装于外壳，破碎装置能够转动且能够向掌子面的方向移动，破碎装置包括外切环、中心切盘和多个破碎部。本发明的一种建筑施工用旋挖设备通过设置多个破碎部，在破碎装置整体转动的过程中带动在中心切盘径向方向依次设置的切割刀组转动，对掌子面进行分层，经过多个切割刀组的作用，掌子面将被分割成多层，再通过破碎刀组向外推动破碎，可以将破碎层进行同步分层破碎，减少了每个破碎层外侧与内侧的岩石强度，便于破碎刀组的破碎，刀具和能量的损耗小，提高了破碎效率。

技术研发人员：雷军,张学玲,陆爱霞,张聚,王磊,黄要兵,赵正强,姬祥,胡志新,冯盼盼,蒋明希
受保护的技术使用者：河南金品建筑工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14