[实用新型]一种钻孔角度可调整的掘进装置及掘进机

说明书

本实用新型公开了一种钻孔角度可调整的掘进装置及掘进机，其中，掘进装置包括刀盘、多个刀头、钻孔机构和固定机构，刀头垂直设在刀盘上；钻孔机构可转动设在刀盘上，包括在刀盘上可轴向伸缩的钻杆；固定机构用于将在刀盘上转动的钻孔机构固定在刀盘上，以调整钻杆在刀盘上设置的角度。本实用新型提供的掘进装置通过钻孔机构对待开挖岩体实施具有一定倾斜角度的预制裂隙，再通过在刀盘上的刀头进行掘进，从而更好的发挥刀头的机械性能，进而达到对待开挖岩体的高效掘进的目的，并且本实用新型提供的掘进装置特别适宜于硬岩工程的掘进机掘进。

技术领域

本实用新型属于掘进机技术领域，特别涉及一种钻孔角度可调整的掘进装置及掘进机。

背景技术

隧道掘进机(TBM)在裂隙岩体中的掘进原理与在完整岩体中的掘进原理有所差异。在裂隙岩体中的破岩，主要分为三种破岩模式：(i)刀具下方岩体的向下延伸扩展与向侧面的自由面扩展；(ii)裂隙迎波面方向的拉伸应力波而导致的裂隙衍生于裂隙面处；(iii)向下扩展的裂纹向预制裂隙面扩展。需注意的是：应力波扩展至预制裂隙后，在裂隙下方不再延伸，能量在预制裂隙面得以释放。在完整硬岩掘进情况下(裂隙不发育、岩体完整性高，岩石单轴抗压强度大于150MPa)，掘进机适应性差，不能充分发挥掘进机机械的自身性能，导致工程掘进效率低，延缓工程进度与周期。

现有用于掘进机掘进的掘进装置，一般是固定布设在连接桥位置处，用以处理掌子面前方异常情形而用，在掘进机正常掘进时并不参与掘进破岩过程。掘进机的破岩依靠其刀盘和刀具，在刀盘前方布置有不同分布及尺寸的刀头，根据刀具的机械作用原理，切割待开挖岩体。但是，在面对完整性好、强度高的硬岩时，仅仅依靠刀头的楔、切、压等力学作用并不能快速的切割岩体，往往产生了岩体磨成岩粉的情形，这是由于掘进机掘进速度降低而导致的工程现象，而掘进机在面对含有微裂隙的岩体时，其掘进性能方可得到充分发挥，更容易破岩。因此，一种能够在不同硬岩情形的掘进工况下实现高效破岩的掘进装置亟待研究。

实用新型内容

针对以上现有技术存在的不足之处，本实用新型提供了一种钻孔角度可调整的掘进装置及掘进机，其中，掘进装置可使掘进机在完整性好、强度高的硬岩工况状态下的高效掘进工作。

本实用新型一方面提供了一种钻孔角度可调整的掘进装置，包括：

刀盘；

多个刀头，所述刀头垂直设在所述刀盘上；

钻孔机构，可转动设在所述刀盘上，包括在所述刀盘上可轴向伸缩的钻杆；

固定机构，用于将在所述刀盘上转动的所述钻孔机构固定在所述刀盘上，以调整所述钻杆在所述刀盘上设置的角度。

进一步的，所述钻孔机构还包括：

钻杆连接件，设在所述钻杆远离自由端的一端；

驱动组件，包括与所述钻杆连接件连接的旋转驱动轴、以及用于带动所述钻杆轴向运动的水平驱动件。

进一步的，所述水平驱动件为液压泵；所述驱动组件还包括与旋转驱动轴连接的伺服电机，所述伺服电机用于带动所述钻杆轴向旋转。

进一步的，所述钻孔机构上还设有封堵元件，所述封堵元件由高强度碳钢材料制成。

进一步的，当所述钻孔机构为1个时，所述钻孔机构通过转动连接机构与所述刀盘可转动连接，所述转动连接机构包括：

铰接座，设在所述刀盘上，所述钻孔机构的缸体通过铰接座与所述刀盘铰接；

第一丝杠，位于所述钻孔机构的一侧，所述第一丝杠的缸体设在所述刀盘上，所述第一丝杠的活塞杆与所述钻孔机构铰接；