刀盘及掘进机的制作方法

1.本实用新型涉及隧道掘进领域，进一步的，涉及一种刀盘及掘进机，尤其涉及一种小开挖直径的向上顶进刀盘及掘进机。

背景技术：

2.随着经济的不断发展，近年来轨道交通建设和地下管廊建设发展迅速，隧道建设也在快速增长，但是对应的隧道挖掘装置并没有随着隧道工程的增长而改进，现有技术中的隧道挖掘装置依然比较落后。
3.目前，隧道掘进存在切削后的渣土无法顺利外排的情况发生，切削的渣土易在刀盘处的堆积、结块，造成刀盘、刀具的严重磨损，影响刀盘的正常工作，若对渣土进行改良仅能人工对渣土进行打碎处理，而对于刀盘上的泥饼需人工手动进行清理，不仅工作效率低、劳动强度大，而且存在安全隐患。
4.针对相关技术中刀盘切削下的渣土易堆积、结块的问题，目前尚未给出有效的解决方案。
5.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种刀盘及掘进机，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种刀盘及掘进机，通过多个喷口和搅拌棒相配合，达到对切削后的渣土改良以及搅拌外排的目的，便于渣土的输送、外排，保证隧道掘进的高效进行。
7.本实用新型的目的可采用下列方案来实现：
8.本实用新型提供了一种刀盘，所述刀盘包括中部交叉设置的多根主梁，至少一根所述主梁的内部形成有导流腔，至少一根所述主梁上且面向掘进方向一侧设有与所述导流腔相连通的第一喷口；
9.各所述主梁的交叉位置处设置有中空的导流件，所述导流件内设置有导流块，所述导流件和所述导流块上分别设有至少一条第一导流通道和至少一条第二导流通道，所述第二导流通道、所述第一导流通道和所述导流腔依次连通，以将土壤改良剂依次通过所述第二导流通道、所述第一导流通道、所述导流腔和所述第一喷口输送至切削下的渣土中。
10.在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述主梁的交叉位置且面向掘进方向一侧设有中心板，所述中心板上设有第二喷口，所述导流块上设置有与所述第二喷口相连通的第三导流通道，以将土壤改良剂依次通过第三导流通道和所述第二喷口输送至切削下的渣土中。
11.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述刀盘还包括第一转接件，所述第一转接件具有第四导流通道，所述第四导流通道与所述导流件的内部相连通，所述第一转接件与提供土壤改良剂的改良装置连接。
12.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一转接件与所述导流件之间设置有第二转接件，所述第二转接件为两端开口的筒状结构，所述第二转接件的两端分别与所述第一转接件和所述导流件能转动地连接。
13.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述主梁上且背向掘进方向一侧设有至少一根搅拌棒。
14.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述搅拌棒的一端与所述主梁连接，所述搅拌棒的另一端向远离所述主梁方向延伸；
15.所述搅拌棒具有向出渣口方向倾斜的斜面，以将搅拌后的渣土导向所述出渣口。
16.在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述主梁的交叉位置位于各所述主梁的中部，各所述主梁上且背向掘进方向一侧设有驱动所述刀盘转动的驱动装置。
17.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述刀盘还包括对各所述主梁进行固定的主体圆环，所述主体圆环环设于各所述主梁的外周，各所述主梁的端部分别与所述主体圆环连接；
18.所述主体圆环上且背向掘进方向一侧设置有多个扭腿，各所述扭腿分别通过法兰与所述驱动装置的输出端连接。
19.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述刀盘还包括加强环，所述加强环位于所述主体圆环的内侧，且各所述主梁分别与所述加强环连接，所述加强环与所述主体圆环之间设置有多个加强筋板。
20.在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述主梁的交叉位置且面向掘进方向一侧设有第一刀具，所述第一刀具上且面向掘进方向一侧的中部具有凹陷位置，以使所述凹陷位置的两侧形成对称的凸起。
21.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一刀具包括多个第一切刀，各所述第一切刀沿至少一根所述主梁的延伸方向排列，位于中间位置的所述第一切刀的长度小于位于边缘位置的所述第一切刀的长度，以在所述第一刀具的中部形成凹陷位置。
22.在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述主梁上且面向掘进方向一侧设有多个第二刀具，各所述第二刀具沿所述主梁的延伸方向连续排布。
23.在本实用新型的一较佳实施方式中，由靠近各所述主梁的交叉位置至远离各所述主梁的交叉位置的方向，所述主梁上且面向掘进方向一侧呈向远离掘进面方向倾斜的弧形面。
24.在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述主梁上设置有多组第三刀具，各组所述第三刀具沿所述主梁的延伸方向间隔排布；
25.每组所述第三刀具包括至少两个第二切刀分别位于所述主梁的两侧。
26.本实用新型提供了一种掘进机，所述掘进机具有上述的刀盘。
27.由上所述，本实用新型的刀盘及掘进机的特点及优点是：在刀盘的主梁内部形成有导流腔，并且在主梁上设有与导流腔相连通的第一喷口；在各主梁的交叉位置处设置有中空的导流件，导流件内设置有导流块，导流件和导流块上分别设有第一导流通道和第二导流通道，第二导流通道、第一导流通道和导流腔依次连通，在掘进过程中，可依次通过第二导流通道、第一导流通道、导流腔和第一喷口向切削下的渣土中输送土壤改良剂，达到对切削后的渣土改良的目的，便于渣土的输送、外排，保证隧道掘进的高效进行。
附图说明
28.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
29.图1：为本实用新型刀盘的正视截面图。
30.图2：为图1中a-a位置的横截面示意图。
31.图3：为图1中的局部位置放大图。
32.图4：为本实用新型刀盘的俯视图。
33.本实用新型中的附图标号为：
34.1、主梁；101、导流腔；
35.102、第一喷口；2、中心板；
36.201、第二喷口；3、导流件；
37.301、第一导流通道；4、导流块；
38.401、第三导流通道；402、第二导流通道；
39.5、第一刀具；6、第二刀具；
40.7、第三刀具；8、第二转接件；
41.9、第一转接件；901、第四导流通道；
42.10、扭腿；11、法兰；
43.12、主体圆环；13、加强环；
44.14、加强筋板；15、搅拌棒。
具体实施方式
45.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
46.实施方式一
47.如图1至图3所示，本实用新型提供了一种刀盘，该刀盘包括多根主梁1，各主梁1的中部位置相互交叉，至少一根主梁1的内部形成有导流腔101，至少一根主梁1上且面向掘进方向一侧设有与导流腔101相连通的第一喷口102；各主梁1的交叉位置处设置有中空的导流件3，导流件3内固定设置有导流块4，导流件3上设有至少一条第一导流通道301，导流块4上设有至少一条第二导流通道402，第二导流通道402、第一导流通道301和导流腔101依次连通，以将土壤改良剂依次通过第二导流通道402、第一导流通道301、导流腔101和第一喷口102输送至切削下的渣土中。
48.本实用新型中，在刀盘的主梁1内部形成有导流腔101，并且在主梁1上设有与导流腔101相连通的第一喷口102；在各主梁1的交叉位置处设置有中空的导流件3，导流件3内设置有导流块4，导流件3和导流块4上分别设有第一导流通道301和第二导流通道402，第二导流通道402、第一导流通道301和导流腔101依次连通，在掘进过程中，刀盘旋转并对掘进面上的土体进行切削，在此过程中可依次通过第二导流通道402、第一导流通道301、导流腔101和第一喷口102向切削下的渣土中输送土壤改良剂，从而达到对切削后的渣土改良的目的，便于渣土的输送、外排，保证隧道掘进的高效进行。
49.进一步的，各主梁1的内部均形成有导流腔101(即：主梁1呈箱形结构)，每根主梁1
上可设置有多个第一喷口102，各第一喷口102在主梁1的延伸方向上间隔分布，导流件3上设有与各导流腔101相对应的多条第一导流通道301，导流块4上设有与各第一导流通道301相对应的多条第二导流通道402，对应的第二导流通道402、第一导流通道301和导流腔101依次连通。增大土壤改良剂的输送量，增加土壤改良剂与掘进面上渣土的接触面积，提升渣土改良效果。
50.其中，渣土改良剂可为但不限于泡沫、膨润土和/或克泥效改良剂。
51.在本实用新型的一个可选实施例中，如图1、图3、图4所示，各主梁1的交叉位置且面向掘进方向一侧设有圆形的中心板2，中心板2的中心位置开设有第二喷口201，导流块4上还开设有第三导流通道401，第三导流通道401与第二喷口201相连通，以将土壤改良剂依次通过第三导流通道401和第二喷口201输送至切削下的渣土中。通过第二喷口201可向刀盘的中心位置输送渣土改良剂，而通过第二喷口201与各第一喷口102相配合，可使输送的渣土改良剂覆盖整个掘进面，达到刀盘掘进全区域的渣土改良。
52.在本实用新型的一个可选实施例中，如图1、图3所示，刀盘还包括第一转接件9，第一转接件9具有贯穿第一转接件9的第四导流通道901，第四导流通道901与导流件3的内部相连通，第一转接件9与提供土壤改良剂的改良装置连接。通过改良装置向第四导流通道901内供应土壤改良剂，土壤改良剂再进入至导流件3的内部，由第一喷口102和第二喷口201输出至渣土中。
53.其中，改良装置可为但不限于储药罐和增压泵，土壤改良剂盛装有储药罐中，通过增压泵可向外泵送储药罐内的土壤改良剂。
54.进一步的，如图1、图3所示，第一转接件9与导流件3之间设置有第二转接件8，第二转接件8为两端开口的圆筒状结构，第二转接件8的一端与第一转接件9能转动地连接，第二转接件8的另一端与导流件3能转动地连接。第二转接件8用于衔接第一转接件9与导流件3，保证刀盘的旋转自由度，刀盘在旋转掘进状态下，第一转接件9和改良装置处于静止状态，在正常输送土壤改良剂的同时，不会对刀盘的正常掘进作业造成影响。
55.在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，主梁1上且背向掘进方向一侧设有至少一根搅拌棒15。搅拌棒15的一端与主梁1连接，搅拌棒15的另一端向远离主梁1方向延伸。通过搅拌棒15可对进入土仓内的渣土进行搅拌，增加渣土的流动性，达到进一步改良渣土的目的。
56.进一步的，搅拌棒15具有向出渣口(未示出)方向倾斜的斜面，随着刀盘的旋转，搅拌棒15的斜面可将搅拌后的渣土导向出渣口，方便出渣。其中，如图2所示，搅拌棒15的横截面可为但不限于梯形，当然，还可以三角形，能够对渣土起到一定导向作用即可，搅拌棒的具体结构和形状在此不做限定。
57.在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，各主梁1的交叉位置位于各主梁1的中部，各主梁1上且背向掘进方向一侧设有驱动刀盘转动的驱动装置。
58.具体的，如图1、图4所示，刀盘还包括对各主梁1进行固定的主体圆环12，主体圆环12环设于各主梁1的外周，各主梁1的端部分别固定连接于主体圆环12上；主体圆环12上且背向掘进方向一侧设置有多个扭腿10，各扭腿10沿主体圆环12的周向间隔且均分布，各扭腿10分别通过法兰11与驱动装置的输出端连接。将驱动装置与主体圆环12相连，正是由于将原中部驱动形成替换为边缘驱动的形式，使得刀盘的中间位置无需在连接驱动装置，从
而能够预留出刀盘的中间区域用于出渣以及设置输送土壤改良剂的通道，以达到便于出渣以及改良渣土的效果。其中，扭腿10可为但不限于圆形钢管或者方形钢管，当然也可为其他结构和形状，只要能够稳定连接主体圆环12与法兰11即可。
59.进一步的，如图4所示，刀盘还包括加强环13，加强环13位于主体圆环12的内侧且与主体圆环12同圆心，各主梁1分别与加强环13固定连接，加强环13与主体圆环12之间设置有多个加强筋板14，各加强筋板14沿主体圆环12的周向间隔且均匀分布，从而提升刀盘的强度，保证刀盘的稳定掘进。
60.在本实用新型的一个可选实施例中，如图1、图3所示，在各主梁1的交叉位置且面向掘进方向一侧设有第一刀具5(即：中心鱼尾刀)，第一刀具5上且面向掘进方向一侧的中部具有凹陷位置，以使凹陷位置的两侧形成对称的凸起。从而使得在掘进时存在至少两个点(对称的凸起)与掘进面同时接触，能够对刀盘的掘进起到定心的作用，防止掘进过程中偏离预设路线。
61.具体的，如图1、图3所示，第一刀具5包括多个第一切刀，各第一切刀沿至少一根主梁1的延伸方向排列，位于中间位置的第一切刀的长度小于位于边缘位置的第一切刀的长度，以在第一刀具5的中部形成凹陷位置。
62.在本实用新型的一个可选实施例中，如图1、图4所示，由靠近各主梁1的交叉位置至远离各主梁1的交叉位置的方向，主梁1上且面向掘进方向一侧呈向远离掘进面方向倾斜的弧形面。各主梁1上且面向掘进方向一侧设有多个第二刀具6(即：先行撕裂刀)，各第二刀具6沿主梁1的延伸方向连续排布，且各第二刀具6相切于刀盘掘进面的同心圆。
63.进一步的，如图4所示，各主梁1上设置有多组第三刀具7，各组第三刀具7沿主梁1的延伸方向间隔排布；每组第三刀具7包括至少两个第二切刀分别位于主梁1的两侧。各第三刀具7相交于刀盘掘进面的同心圆，由于主梁1上且面向掘进方向一侧呈向远离掘进面方向倾斜的弧形面，在刀盘掘进过程中，各第二刀具6和各第三刀具7由刀盘的中心位置至边缘位置分层切削土体，提高切削效率。
64.本实用新尤其适用于在既有隧道的基础上由下至上对竖井进行掘进作业。
65.本实用新型的刀盘的特点及优点是：
66.一、该刀盘中，设置有输送土壤改良剂的通道，在掘进过程中，可向切削下的渣土中输送土壤改良剂，从而达到对切削后的渣土改良的目的，便于渣土的输送、外排，保证隧道掘进的高效进行。
67.二、该刀盘中，主梁1上且背向掘进方向一侧设有根搅拌棒15，通过搅拌棒15可对进入土仓内的渣土进行搅拌，增加渣土的流动性，达到进一步改良渣土的目的。
68.三、该刀盘能够适用于闹市区的交通、场地压力大的地区施工，主梁1的弧形面能更好地适应设备在既有隧道内始发向上顶进，周边驱动为中心出渣预留出空间，且向上顶进时渣土在重力作用以及搅拌棒15的导向作用下更易进入出渣口，保证渣土排出顺利。
69.实施方式二
70.本实用新型提供了一种掘进机，该掘进机具有上述的刀盘。
71.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

技术特征：

1.一种刀盘，其特征在于，所述刀盘包括中部交叉设置的多根主梁，至少一根所述主梁的内部形成有导流腔，至少一根所述主梁上且面向掘进方向一侧设有与所述导流腔相连通的第一喷口；各所述主梁的交叉位置处设置有中空的导流件，所述导流件内设置有导流块，所述导流件和所述导流块上分别设有至少一条第一导流通道和至少一条第二导流通道，所述第二导流通道、所述第一导流通道和所述导流腔依次连通，以将土壤改良剂依次通过所述第二导流通道、所述第一导流通道、所述导流腔和所述第一喷口输送至切削下的渣土中。2.如权利要求1所述的刀盘，其特征在于，各所述主梁的交叉位置且面向掘进方向一侧设有中心板，所述中心板上设有第二喷口，所述导流块上设置有与所述第二喷口相连通的第三导流通道，以将土壤改良剂依次通过第三导流通道和所述第二喷口输送至切削下的渣土中。3.如权利要求1所述的刀盘，其特征在于，所述刀盘还包括第一转接件，所述第一转接件具有第四导流通道，所述第四导流通道与所述导流件的内部相连通，所述第一转接件与提供土壤改良剂的改良装置连接。4.如权利要求3所述的刀盘，其特征在于，所述第一转接件与所述导流件之间设置有第二转接件，所述第二转接件为两端开口的筒状结构，所述第二转接件的两端分别与所述第一转接件和所述导流件能转动地连接。5.如权利要求1或2所述的刀盘，其特征在于，所述主梁上且背向掘进方向一侧设有至少一根搅拌棒。6.如权利要求5所述的刀盘，其特征在于，所述搅拌棒的一端与所述主梁连接，所述搅拌棒的另一端向远离所述主梁方向延伸；所述搅拌棒具有向出渣口方向倾斜的斜面，以将搅拌后的渣土导向所述出渣口。7.如权利要求1所述的刀盘，其特征在于，各所述主梁的交叉位置位于各所述主梁的中部，各所述主梁上且背向掘进方向一侧设有驱动所述刀盘转动的驱动装置。8.如权利要求7所述的刀盘，其特征在于，所述刀盘还包括对各所述主梁进行固定的主体圆环，所述主体圆环环设于各所述主梁的外周，各所述主梁的端部分别与所述主体圆环连接；所述主体圆环上且背向掘进方向一侧设置有多个扭腿，各所述扭腿分别通过法兰与所述驱动装置的输出端连接。9.如权利要求8所述的刀盘，其特征在于，所述刀盘还包括加强环，所述加强环位于所述主体圆环的内侧，且各所述主梁分别与所述加强环连接，所述加强环与所述主体圆环之间设置有多个加强筋板。10.如权利要求1所述的刀盘，其特征在于，各所述主梁的交叉位置且面向掘进方向一侧设有第一刀具，所述第一刀具上且面向掘进方向一侧的中部具有凹陷位置，以使所述凹陷位置的两侧形成对称的凸起。11.如权利要求10所述的刀盘，其特征在于，所述第一刀具包括多个第一切刀，各所述第一切刀沿至少一根所述主梁的延伸方向排列，位于中间位置的所述第一切刀的长度小于位于边缘位置的所述第一切刀的长度，以在所述第一刀具的中部形成凹陷位置。12.如权利要求1所述的刀盘，其特征在于，各所述主梁上且面向掘进方向一侧设有多
个第二刀具，各所述第二刀具沿所述主梁的延伸方向连续排布。13.如权利要求12所述的刀盘，其特征在于，由靠近各所述主梁的交叉位置至远离各所述主梁的交叉位置的方向，所述主梁上且面向掘进方向一侧呈向远离掘进面方向倾斜的弧形面。14.如权利要求1所述的刀盘，其特征在于，各所述主梁上设置有多组第三刀具，各组所述第三刀具沿所述主梁的延伸方向间隔排布；每组所述第三刀具包括至少两个第二切刀分别位于所述主梁的两侧。15.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机具有权利要求1至14中任一项所述的刀盘。

技术总结

本实用新型为一种刀盘及掘进机，该刀盘包括中部交叉设置的多根主梁，至少一根主梁的内部形成有导流腔，至少一根主梁上且面向掘进方向一侧设有与导流腔相连通的第一喷口；各主梁的交叉位置处设置有中空的导流件，导流件内设置有导流块，导流件和导流块上分别设有至少一条第一导流通道和至少一条第二导流通道，第二导流通道、第一导流通道和导流腔依次连通，以将土壤改良剂依次通过第二导流通道、第一导流通道、导流腔和第一喷口输送至切削下的渣土中。本实用新型解决了刀盘切削下的渣土易堆积、结块的技术问题。结块的技术问题。结块的技术问题。