[发明专利]用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘

说明书

技术领域

本发明涉及盾构设备技术领域，主要涉及一种用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘。

背景技术

目前圆形盾构机使用的切削刀盘为单一的主刀盘全断面切削形式，如图1和图2所示，切削刀盘1整体呈圆盘形，通过后端主轴9固定在后部的胸板6上，帽檐5位于刀盘1的后部，帽檐5、刀盘1和胸板6共同组成了渣土仓10。切削刀盘1由若干块面板15通过焊接而成，面板15之间通过加强筋板16连接，面板15之间的空隙形成了切削刀盘1的进土开口13，切削刀12和泡沫注口14设置在刀盘的面板15上，而超挖刀11设置在面板15的侧面。

在单一主刀盘应用于大直径的圆形盾构机上时，例如直径大于10m的圆形盾构机，存在诸多不便之处。首先，单一刀盘所需的扭矩非常大。众所周知，圆形盾构机切削刀盘所需要的切削力矩与刀盘直径的三次方成正比，随着刀盘直径的增加，所需的驱动力矩呈指数级上升，对切削刀盘的结构设计和驱动系统设计带来了很大的压力。其次，单一大直径切削刀盘的运输和吊装都存在巨大的问题。由于大直径切削刀盘无法直接整体运输，因此每次进行运输和安装前，都需要进行切割和焊接作业，多次焊接和切割作业对刀盘的强度和精度产生明显的不利影响，严重降低刀盘的使用寿命。最后，单一大直径的切削刀盘的重复利用率低，经济效益差。单一大直径切削刀盘的切削直径为固定值，只适合某一固定尺寸，当隧道的直径变化时，原有的大直径切削刀盘无法满足新的施工要求，只能修改或闲置，资源浪费严重，经济效益差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大直径圆形盾构机的组合式切削刀盘，所需的切削力矩降低，便于运输，且能适用于不同直径的盾构机，提高设备利用率。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘，包括：主刀盘、多个内层小刀盘、多个外层小刀盘、帽檐和胸板，所述主刀盘、内层小刀盘及外层小刀盘分别通过主刀盘轴、内层小刀盘轴及外层小刀盘轴固定在胸板上，所述主刀盘位于组合式刀盘的中心部位，所述内层小刀盘与外层小刀盘沿主刀盘圆周呈环向排列，并且所述内层小刀盘与外层小刀盘间隔排列，所述外层小刀盘、内层小刀盘及主刀盘分别位于第一切削平面、第二切削平面及第三切削平面，所述帽檐固定在所述胸板外侧一圈，所述帽檐前端所处的平面与主刀盘的第三切削平面在同一平面。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，所述第一切削平面位于盾构机头部的最前方，所述第二切削平面位于第一切削平面的后方，所述第三切削平面位于第二切削平面的后方。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，所述外层小刀盘后端面到所述内层小刀盘前端面的距离等于所述内层小刀盘后端面到所述主刀盘前端面的距离。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，所述外层小刀盘后端面到所述内层小刀盘前端面的距离远小于所述主刀盘后端面到所述胸板面的距离。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，第一切削平面、第二切削平面和第三切削平面互相平行。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，所述内层小刀盘、外层小刀盘及主刀盘均为圆形面板式结构，每个刀盘由多块面板通过加强筋板连接而成，每个刀盘上面板之间的空隙为进土口。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，在所述面板上设置有切削刀，所述切削刀位于所述面板外侧端面。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，在所述面板上设置有泡沫注口。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，在所述主刀盘和内层小刀盘的后端面上设有多个搅拌棒。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，在所述内层小刀盘及外层小刀盘的侧面设有可沿径向伸出的超挖刀。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，小刀盘的超挖刀有两把，一把正常使用，一把备用。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，超挖刀的伸出量可根据需要进行调节。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，所有小刀盘的正常切削区域与圆形盾构机的外轮廓线保持内切。

进一步的，在所述的用于大截面圆形盾构机的组合式切削刀盘中，任一刀盘的切削区域与周围相邻刀盘的切削区域存在重叠部分。