[发明专利]掘进机开挖刀盘和掘进机

说明书

本申请提供一种掘进机开挖刀盘和掘进机，掘进机刀盘包括多个可调刀盘、中心刀盘、驱动轴以及驱动机构，多个可调刀盘在中心刀盘的周向上排布，每个可调刀盘均与中心刀盘转动连接，以调节对应的可调刀盘与中心刀盘的夹角；相邻可调刀盘之间设有遮挡件，遮挡件用于遮挡相邻可调刀盘之间的间隙；驱动机构设于驱动轴上，用于带动多个可调刀盘中的至少一个相对于中心刀盘转动。开挖刀盘能够调整掘进半径，以适应大尺度变断面隧道的掘进，且调节操作便捷可靠，施工效率高，故障率低，成本低。

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，具体而言，涉及一种掘进机开挖刀盘和掘进机。

背景技术

现在高速铁路的建设越来越多，高铁对于线路的平顺性及线路坡度的要求极高，所以高铁在穿越山岭时通常会以隧道的形式穿越，且都是深埋长大隧道。随着机械及制造业的发展，现在开挖隧道的方式开始从以前的人工开挖向机械开挖转变。通过盾构(或TBM)即可以节省大量的人力，同时也可以保证隧道开挖的进度及安全。但是深埋长大隧道地质情况复杂多变，不能采用同一种断面进行开挖，而需要根据不同的围岩条件改变开挖断面大小。

经发明人研究发现，现有的变径式掘进机存在如下缺点：

断面半径可变范围小，结构稳定性差，故障率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掘进机开挖刀盘和掘进机，其能够实现大尺度的变断面，提高刀盘整体结构的稳定性，掘进过程中不易出现故障，安全性高，降低成本。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种掘进机开挖刀盘，包括：

多个可调刀盘、中心刀盘、驱动轴以及驱动机构，多个可调刀盘在中心刀盘的周向上排布，每个可调刀盘均与中心刀盘转动连接，以调节对应的可调刀盘与中心刀盘的夹角；相邻可调刀盘之间设有遮挡件，遮挡件用于遮挡相邻可调刀盘之间的间隙；

驱动机构设于驱动轴上，用于带动多个可调刀盘中的至少一个相对于中心刀盘转动。

在可选的实施方式中，中心刀盘在其周向上设有多个安装部，每个安装部具有第一纺锤形曲面，多个第一纺锤形曲面的横截面轮廓位于同一圆周上，其中，横截面为垂直于中心刀盘的轴线的平面；每个可调刀盘均具有第二纺锤形曲面，多个可调刀盘分别与多个安装部一一对应且转动配合，且第一纺锤形曲面与第二纺锤形曲面转动配合，以防止可调刀盘与中心刀盘转动时二者的接触位置产生间隙。

在可选的实施方式中，中心刀盘具有相对设置的掘进面和背面，掘进面用于与待掘进岩石层接触，第一纺锤形曲面沿中心刀盘的轴线凸出背面。

在可选的实施方式中，遮挡件设有集砟槽，集砟槽对应于可调刀盘的周面上的一端设置为敞口端，集砟槽的槽口位于可调刀盘面向待掘进岩石层的一侧。

在可选的实施方式中，遮挡件包括依次转动连接的第一板、第二板和第三板，第一板远离第三板的一侧与相邻可调刀盘中的一个转动连接，第三板远离第一板的一侧与相邻可调刀盘中的另一个转动连接，第一板、第二板以及第三板共同限定出集砟槽；

可调刀盘相对于中心刀盘转动时能带动第一板和第三板相对于第二板转动。

在可选的实施方式中，可调刀盘包括承载盘体和多个刀具，多个刀具中的至少一个与承载盘体活动连接，以调节对应的刀具凸出承载盘体的高度。

在可选的实施方式中，驱动机构用于驱动多个可调刀盘同步运动。

在可选的实施方式中，驱动机构包括具有过载保护功能的伸缩件、传力环和多根传力杆，伸缩件与驱动轴连接，传力环套接于驱动轴外且与伸缩件连接，多根传力杆的一端均与传力环转动连接，多根传力杆的另一端分别与多个可调刀盘转动连接；