一种反竖井掘进机及其刀盘的制作方法

1.本发明涉及掘进机技术领域，特别涉及一种刀盘。本发明还涉及一种反竖井掘进机。

背景技术：

2.掘进机(boring machine)是一种用于平直地面开凿巷道的机器。掘进机的种类很多，比如tbm(tunnel boring machine，全断面硬岩隧道掘进机)、盾构机和竖井掘进机等。
3.传统常规反井钻机由地面驱动、钻杆和刀盘组成。施工时，通过地面驱动提供动力，驱动钻杆带动刀盘旋转破岩，破除的岩渣随机掉落在竖井下方。随着竖井掘进机技术的发展，一种驱动布置在刀盘下方的反竖井掘进机应运而生。竖井掘进机的掘进方向通常是垂直地面朝下，而反竖井掘进机的掘进方向通常是垂直地面朝上。
4.在竖井掘进机施工领域，竖井掘进机的工作方式通常是先竖向钻进小直径导孔，然后再利用大直径掘进机或钻机扩孔。反竖井掘进机的施工方式也相同，同样是对导孔进行扩孔，只不过方向相反。当大直径竖井掘进机扩孔掘进时，挖出的渣土可顺着扩孔的锥面在重力作用下不断向外滑动，然后进入到底部的导孔中，最后沿导孔排至竖井下方的隧道洞室，相当于由导孔作为排渣通道使用。但是对于反竖井掘进机，由于刀盘位于掌子面下方，挖掘形成的渣土会在重力作用下垂向掉落，无法通过导孔排出，并且，部分掉落的渣土容易砸到刀盘下方的主驱动部件等零部件，导致对主驱动部件等造成碰撞损伤，虽然主驱动部件等零部件的结构强度通常足够高，但长期受到渣土碰撞，也会导致表面磨损、材料易疲劳、使用寿命下降、渣土堵塞结构缝隙等问题。
5.因此，如何防止挖掘过程中产生的渣土对主驱动部件造成碰撞损伤，提高零部件使用寿命，同时易于排渣，是本领域技术人员面临的技术问题。

技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种刀盘，能够防止挖掘过程中产生的渣土对主驱动部件造成碰撞损伤，提高零部件使用寿命，同时易于排渣。本发明的另一目的是提供一种反竖井掘进机。
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种刀盘，包括与安装在机身上的主驱动部件的输出端形成动力连接并可旋转运动的中心盘体、连接在所述中心盘体上的多根辐臂、设置于各根所述辐臂的顶面上的滚刀，各根所述辐臂沿所述中心盘体周向分布，且周向上任意相邻两根所述辐臂的底面之间均连接有导料槽，用于遮盖所述主驱动部件并盛接渣土，各所述导料槽的槽底面均倾斜朝下延伸，以使盛接的渣土在自重作用下滑落至目标位置。
8.优选地，各所述导料槽的槽底面的外端延伸至所述机身外，以使渣土在自重作用下滑落至机身外。
9.优选地，所述导料槽包括两块分别与相邻两根辐臂的底面相连的槽侧板、连接在两块所述槽侧板之间的槽底板，所述槽底板倾斜朝下延伸。
10.优选地，所述槽底板的外端与所述中心盘体的中轴线的间距大于或等于所述辐臂的外端与所述中心盘体的中轴线的间距。
11.优选地，各根所述辐臂的长度方向均倾斜朝下，以开挖形成锥形掌子面。
12.优选地，所述辐臂在所述中心盘体上连接有4～8根，且各根所述辐臂沿所述中心盘体的周向均匀分布。
13.优选地，所述中心盘体呈多边形，且各根所述辐臂分别连接在所述中心盘体的对应侧边上。
14.优选地，所述中心盘体的底面设置有传动连接件，所述传动连接件与所述主驱动部件的输出端形成动力连接。
15.优选地，周向上任意相邻两根所述辐臂的正对侧面之间均连接有连接杆，以将各根所述辐臂连接为一体。
16.本发明还提供一种反竖井掘进机，包括机身和与所述机身相连的刀盘，其中，所述刀盘具体为上述任一项所述的刀盘。
17.本发明所提供的刀盘，主要包括中心盘体、辐臂、滚刀和导料槽。其中，中心盘体为刀盘的主体结构部件，主要用于安装其余零部件，具体位于整个刀盘的中心位置，并与安装在反竖井掘进机的机身上的主驱动部件的输出端形成动力连接，能够在主驱动部件的动力驱动下进行旋转运动。辐臂连接在中心盘体上，且同时连接有多根辐臂，各根辐臂沿着中心盘体的周向方向分布，且各根辐臂的外端朝外延伸，以覆盖掌子面。当中心盘体进行旋转运动时，各根辐臂也随之进行同步旋转运动。滚刀设置在各根辐臂上，具体位于辐臂的顶面上，以面朝辐臂上方的掌子面，一般沿着辐臂的长度方向(或延伸方向)设置有多个，主要用于在辐臂进行旋转运动时，随之同步运动以切削掌子面。导料槽设置在周向上任意相邻两根辐臂的底面之间，将各根辐臂的周向间隙封闭，各个导料槽与各根辐臂组合形成伞状结构，以遮盖位于中心盘体下方的主驱动部件等零部件，能够在滚刀切削掌子面时，盛接产生的渣土，防止渣土砸向主驱动部件；同时，各个导料槽的槽底面均呈倾斜朝下的姿态往外延伸，即形成斜槽，以使盛接的渣土能够在自重作用下沿着导料槽的槽底面往外滑落至目标位置处，便于后续集中收集和排渣操作。如此，本发明所提供的刀盘，利用导料槽对中心盘体下方的主驱动部件等零部件进行遮盖和防护，能够防止挖掘过程中产生的渣土对主驱动部件造成碰撞损伤，提高零部件使用寿命，同时易于排渣。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
20.图2为图1的后视图。
21.图3为图1的侧视图。
22.图4为反竖井掘进机的工作状态示意图。
23.其中，图1—图4中：
24.主驱动部件—1，中心盘体—2，辐臂—3，滚刀—4，导料槽—5，传动连接件—6，连接杆—7；
25.槽侧板—51，槽底板—52。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参考图1、图4，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图4为反竖井掘进机的工作状态示意图。
28.在本发明所提供的一种具体实施方式中，刀盘主要包括中心盘体2、辐臂3、滚刀4和导料槽5。
29.其中，中心盘体2为刀盘的主体结构部件，主要用于安装其余零部件，具体位于整个刀盘的中心位置，并与安装在反竖井掘进机的机身上的主驱动部件1的输出端形成动力连接，能够在主驱动部件1的动力驱动下进行旋转运动。
30.辐臂3连接在中心盘体2上，且同时连接有多根辐臂3，各根辐臂3沿着中心盘体2的周向方向分布，且各根辐臂3的外端朝外延伸，以覆盖掌子面。当中心盘体2进行旋转运动时，各根辐臂3也随之进行同步旋转运动。
31.滚刀4设置在各根辐臂3上，具体位于辐臂3的顶面上，以面朝辐臂3上方的掌子面，一般沿着辐臂3的长度方向(或延伸方向)设置有多个，主要用于在辐臂3进行旋转运动时，随之同步运动以切削掌子面。
32.导料槽5设置在周向上任意相邻两根辐臂3的底面之间，将各根辐臂3的周向间隙封闭，各个导料槽5与各根辐臂3组合形成伞状结构，以遮盖位于中心盘体2下方的主驱动部件1等零部件，能够在滚刀4切削掌子面时，盛接产生的渣土，防止渣土砸向主驱动部件1；同时，各个导料槽5的槽底面均呈倾斜朝下的姿态往外延伸，即形成斜槽，以使盛接的渣土能够在自重作用下沿着导料槽5的槽底面往外滑落至目标位置处，便于后续集中收集和排渣操作。
33.如此，本实施例所提供的刀盘，利用导料槽5对中心盘体2下方的主驱动部件1等零部件进行遮盖和防护，能够防止挖掘过程中产生的渣土对主驱动部件1造成碰撞损伤，提高零部件使用寿命，同时易于排渣。
34.在关于导料槽5的一种可选实施例中，该导料槽5的槽底面倾斜朝下并一直往外延伸至反竖井掘进机的机身外，从而使导料槽5承接的渣土能够顺着导料槽5一直滑落至机身外，进而防止渣土掉落在机身上，之后渣土继续掉落至涵洞、隧道等的地面，方便进行集中处理和运输。
35.当然，被导料槽5承接的渣土也可以不直接滑落至机身外，而是滑落在机身外缘上安装的收集装置中(主驱动部件1安装在机身中心区域)，此时导料槽5的槽底面的外端只需延伸至机身的外缘位置即可。
36.如图3所示，图3为图1的侧视图。
37.为便于实现导料槽5与对应的两根辐臂3的连接，本实施例中，导料槽5具体为分体式结构，主要包括槽侧板51和槽底板52。其中，槽侧板51设置有两块，其中一块槽侧板51与周向相邻的两根辐臂3中的其中一者的底面相连，而另一块槽侧板51与其中另一者的底面相连，两块槽侧板51朝中间聚拢，而槽底板52的两侧侧边分别与两块槽侧板51相连，三者合围形成槽型结构。同时，槽底板52的一端与中心盘体2的外壁相连，另一端呈倾斜朝下姿态往外延伸，以使渣土顺着槽底板52滑落。
38.一般的，两块槽侧板51与槽底板52合围形成的槽型结构，可呈矩形槽、弧形凹槽、梯形槽等。
39.当然，导料槽5也可以是整体式结构，此时，相当于两块槽侧板51与槽底板52一体成型设计。
40.此外，为保证导料槽5对机身的遮盖范围不小于渣土掉落范围，本实施例中，槽底板52的外端与中心盘体2的中轴线的间距，大于或等于辐臂3的外端与中心盘体2的中轴线的间距，相当于槽底板52的外端比辐臂3的外端延伸得更远或保持相同延伸距离。如此设置，导料槽5总是能够全部承接掌子面上掉落的渣土，防止遗漏。
41.在关于辐臂3的一种可选实施例中，各根辐臂3的长度方向均倾斜朝下，而各根辐臂3在中心盘体2上呈周向分布，因此，各根辐臂3分布形成锥状结构，有利于对导孔进行扩挖，形成锥形掌子面。一般的，导料槽5也呈倾斜朝下延伸姿态，而导料槽5的倾斜角度可与辐臂3的倾斜角度相当，也可以大于辐臂3的倾斜角度。如此设置，各根辐臂3与各个导料槽5连接形成伞状结构，各根辐臂3相当于伞骨，而各个导料槽5相当于伞布。
42.一般的，为提高掘进效率，本实施例中，辐臂3在中心盘体2上同时连接有4～8根，且各根辐臂3沿着中心盘体2的周向方向均匀分布，即周向上任意相邻两根辐臂3均保持相同圆心夹角。比如，辐臂3在中心盘体2上连接有6根，相邻两根辐臂3的圆心夹角为60
°
。如此设置，辐臂3的数量越多，安装的滚刀4数量也越多，对掌子面的开挖效率也越高，具体需要根据实际需求进行调整。
43.在关于中心盘体2的一种可选实施例中，该中心盘体2具体呈多边形盘状结构，且其侧边数量与辐臂3的数量相当，以使各根辐臂3的一端能够连接在中心盘体2的对应侧边上。比如，辐臂3的数量有6根时，则中心盘体2可呈六边形。当然，中心盘体2还可呈圆形等其余形状。
44.如图2所示，图2为图1的后视图。
45.为便于实现中心盘体2与主驱动部件1之间的动力连接，本实施例中增设了传动连接件6。具体的，该传动连接件6设置在中心盘体2的底面上，朝向中心盘体2下方的主驱动部件1，并与主驱动部件1的输出端形成动力连接。一般的，主驱动部件1的输出端可为旋转盘，而传动连接件6可为与旋转盘相连的法兰盘等，以方便、高效地带动中心盘体2进行旋转运动。当然，传动连接件6还可以为连接轴等，以与主驱动部件1的输出轴相连。
46.另外，为提高刀盘的结构强度，本实施例中增设了连接杆7。具体的，该连接杆7连接在周向上任意相邻的两根辐臂3之间，以将各根辐臂3连接为一体，形成整体结构，从而加强各根辐臂3的连接强度。一般的，考虑到辐臂3在中心盘体2上沿周向分布，因此，该连接杆7具体可为弧形杆，而各根弧形杆的周向两端可首尾相连，使得各根弧形杆连接为一体。
47.同时，考虑到在对应两根辐臂3之间还连接有导料槽5，为避免导料槽5与连接杆7
形成干涉，防止连接杆7影响渣土的滑落，本实施例中，连接杆7的两端分别连接在对应两根辐臂3的正对侧面上，由于导料槽5的两块槽侧板51分别连接在两根辐臂3的底面，因此，连接杆7的设置位置高于导料槽5的设置位置，从而避免影响渣土的滑落。
48.本实施例还提供一种反竖井掘进机，主要包括机身和与机身相连的刀盘，其中，该刀盘的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种刀盘，其特征在于，包括与安装在机身上的主驱动部件(1)的输出端形成动力连接并可旋转运动的中心盘体(2)、连接在所述中心盘体(2)上的多根辐臂(3)、设置于各根所述辐臂(3)的顶面上的滚刀(4)，各根所述辐臂(3)沿所述中心盘体(2)周向分布，且周向上任意相邻两根所述辐臂(3)的底面之间均连接有导料槽(5)，用于遮盖所述主驱动部件(1)并盛接渣土，各所述导料槽(5)的槽底面均倾斜朝下延伸，以使盛接的渣土在自重作用下滑落至目标位置。2.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，各所述导料槽(5)的槽底面的外端延伸至所述机身外，以使渣土在自重作用下滑落至机身外。3.根据权利要求2所述的刀盘，其特征在于，所述导料槽(5)包括两块分别与相邻两根辐臂(3)的底面相连的槽侧板(51)、连接在两块所述槽侧板(51)之间的槽底板(52)，所述槽底板(52)倾斜朝下延伸。4.根据权利要求3所述的刀盘，其特征在于，所述槽底板(52)的外端与所述中心盘体(2)的中轴线的间距大于或等于所述辐臂(3)的外端与所述中心盘体(2)的中轴线的间距。5.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，各根所述辐臂(3)的长度方向均倾斜朝下，以开挖形成锥形掌子面。6.根据权利要求5所述的刀盘，其特征在于，所述辐臂(3)在所述中心盘体(2)上连接有4～8根，且各根所述辐臂(3)沿所述中心盘体(2)的周向均匀分布。7.根据权利要求6所述的刀盘，其特征在于，所述中心盘体(2)呈多边形，且各根所述辐臂(3)分别连接在所述中心盘体(2)的对应侧边上。8.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，所述中心盘体(2)的底面设置有传动连接件(6)，所述传动连接件(6)与所述主驱动部件(1)的输出端形成动力连接。9.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，周向上任意相邻两根所述辐臂(3)的正对侧面之间均连接有连接杆(7)，以将各根所述辐臂(3)连接为一体。10.一种反竖井掘进机，包括机身和与所述机身相连的刀盘，其特征在于，所述刀盘具体为权利要求1-9任一项所述的刀盘。

技术总结

本发明公开一种刀盘，涉及掘进机技术领域，包括与安装在机身上的主驱动部件的输出端形成动力连接并可旋转运动的中心盘体、连接在所述中心盘体上的多根辐臂、设置于各根所述辐臂的顶面上的滚刀，各根所述辐臂沿所述中心盘体周向分布，且周向上任意相邻两根所述辐臂的底面之间均连接有导料槽，用于遮盖所述主驱动部件并盛接渣土，各所述导料槽的槽底面均倾斜朝下延伸，以使盛接的渣土在自重作用下滑落至目标位置。本发明所提供的刀盘，利用导料槽对中心盘体下方的主驱动部件等零部件进行遮盖和防护，能够防止挖掘过程中产生的渣土对主驱动部件造成碰撞损伤，提高零部件使用寿命，同时易于排渣。本发明还公开一种反竖井掘进机，其有益效果如上所述。其有益效果如上所述。其有益效果如上所述。