一种具有新型刀具安装方式的小直径刀盘及隧道掘进机的制作方法

1.本发明属于tbm刀盘技术领域，特别涉及一种具有新型刀具安装方式的小直径刀盘及隧道掘进机。


背景技术：

2.目前，全断面岩石掘进机刀盘设计中，滚刀布置受岩石强度及刀具属性的制约，相邻轨迹滚刀间距(刀间距)通常不能太大。
3.通常，中大直径刀盘由于尺寸较大，刀盘后部有人工操作空间，滚刀安装往往采用背装方式，其锁紧方式采用楔块锁紧，而小直径刀盘已没有足够的操作空间，往往需要刀盘前部换刀方式。
4.当刀盘直径变小时，刀具布置越困难，小直径的刀盘往往通过减小滚刀型号或者减小刀座尺寸来实现的，但是滚刀型号的减小会造成对应掘进效率低下。
5.因此，如何保持小直径刀盘的掘进效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种具有新型刀具安装方式的小直径刀盘及隧道掘进机，通过改变滚刀的锁紧方式，以减小刀座尺寸，保证小直径刀盘刀具的数量和规格，保持小直径刀盘的掘进效率。
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种具有新型刀具安装方式的小直径刀盘，包括滚刀、刀座和夹紧装置；
8.所述刀座设置有用于容纳所述滚刀的安装位，所述刀座用于连接刀盘面板；
9.所述滚刀两侧各设置一个所述夹紧装置，所述夹紧装置包括楔块、过渡块、压紧块和锁紧标准件，用于夹紧所述滚刀的端盖；其中，
10.所述楔块用于连接所述刀座和所述过渡块；
11.所述过渡块用于对所述滚刀的端盖提供向上支撑力；
12.所述压紧块用于对所述滚刀的端盖提供向下压紧力；
13.所述锁紧标准件用于依次贯穿所述压紧块、所述过渡块、所述楔块和所述刀座并锁紧。
14.可选的，所述滚刀的端盖设置有用于分别与所述过渡块和所述压紧块配合的直面和/或斜面。
15.可选的，所述楔块与所述过渡块的接触面为斜面，所述楔块的与所述刀座的接触面为弯折面，以实现锁紧标准件在插入锁紧前、所述楔块在水平方向上力的平衡。
16.可选的，所述刀座和所述过渡块分别为碳钢材质的刀座和过渡块。
17.可选的，所述楔块和所述过渡块为一体成型结构。
18.可选的，所述锁紧标准件为锁紧螺栓。
19.可选的，所述刀座与所述刀盘面板可拆卸连接或焊接。
20.可选的，所述安装位为间隔设置于所述刀座的多个。
21.可选的，位于相邻两个所述刀座之间的所述夹紧装置为一个用于同时夹紧配合两个所述刀座的夹紧装置。
22.本方案还提供一种隧道掘进机，包括如上文所述的具有新型刀具安装方式的小直径刀盘。
23.本方案提供一种具有新型刀具安装方式的小直径刀盘，有益效果在于：
24.滚刀安装时，先将楔块和过渡块预装进刀座内，再将滚刀放入刀座的安装位，同时滚刀的端盖与过渡块相配合，以支撑滚刀的端盖下表面；安装压紧块，与滚刀的端盖相配合，通过接触面把滚刀固定，以承受滚刀破岩时的震动及侧向力；锁紧标准件依次贯穿压紧块、过渡块、楔块和刀座并锁紧，最终夹紧装置将滚刀牢牢固定于刀座上。
25.本案提供的小直径刀盘，通过改变滚刀的锁紧方式，结构更为紧凑，可有效减小刀座的尺寸，受力较好，可大大提高刀座的使用寿命。同时，保证小直径刀盘刀具的数量和规格尺寸，保持小直径刀盘的掘进效率。
26.本发明还提供了一种具有上述小直径刀盘的隧道掘进机，因此，其同样具有上述有益效果，此处便不再赘述。
附图说明
27.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。
28.图1为本方案提供的小直径刀盘的俯视图；
29.图2为图1在a
‑
a向的剖视图。
30.上图中：
31.滚刀1、刀座2、楔块3、过渡块4、压紧块5、锁紧标准件6、接触面a
‑
e、刀盘面板m。
具体实施方式
32.本发明的核心是提供一种具有新型刀具安装方式的小直径刀盘，通过改变滚刀的锁紧方式，以减小刀座尺寸，保证小直径刀盘刀具的数量和规格，保持小直径刀盘的掘进效率。
33.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
34.请参考图1和图2，本发明提供一种小直径刀盘，包括滚刀1、刀座2和夹紧装置。
35.其中，刀座2设置有用于容纳滚刀1的安装位，刀座2用于连接刀盘面板m，具体地，可将刀座2焊接到刀盘面板m上，当然，还可以采用其他连接方式，如可拆卸连接，或可拆卸连接后再通过焊接连接等，可根据实际要求进行适应性选择，任何连接方式均在本案保护范围内。
36.滚刀1两侧各设置一个夹紧装置，夹紧装置用于夹紧滚刀1的端盖。
37.夹紧装置包括楔块3、过渡块4、压紧块5和锁紧标准件6。楔块3用于连接刀座2和过
渡块4；过渡块4用于对滚刀1的端盖提供向上支撑力；压紧块5用于对滚刀1的端盖提供向下压紧力；压紧块5、过渡块4、楔块3和刀座2的相对位置上均设置有用于插入锁紧标准件的通孔。锁紧标准件6用于依次贯穿压紧块5、过渡块4、楔块3和刀座2的通孔并锁紧。
38.上述设置中，滚刀1的端盖与过渡块4和压紧块5相匹配，刀座2与刀盘面板m连接，楔块3与过渡块4和刀座2接触，过渡块4与楔块3和滚刀1接触，压紧块5通过锁紧标准件6把滚刀1压紧到过渡块4上。
39.滚刀1安装时，先将楔块3和过渡块4预装进刀座2内，再将滚刀1放入刀座2的安装位，同时滚刀1的端盖与过渡块4相配合，以支撑滚刀1的端盖下表面；安装压紧块5，与滚刀1的端盖相配合；锁紧标准件6贯穿压紧块5、过渡块4、楔块3和刀座2并锁紧，最终夹紧装置将滚刀1牢牢固定于刀座2上。更换滚刀1的过程与上述安装过程相反，在此不再赘述。
40.小直径刀盘的各零部件的受力传递方式如下：滚刀1的径向力通过接触面b传递到过渡块4上，再通过接触面c传递给楔块3上，然后通过接触面d和e传递到刀座2上，进而传递给刀盘面板m。压紧块5通过接触面a把滚刀1固定，以承受滚刀破岩时的震动及侧向力。滚刀1与过渡块4的受力角度及楔块3的角度均通过严格受力计算得出，可有效降低各个零部件的应力。通过改变滚刀的锁紧方式，小直径刀盘的结构更为紧凑，可有效减小刀座2的尺寸，受力较好，可大大提高刀座的使用寿命。同时，保证小直径刀盘刀具的数量和规格尺寸，保持小直径刀盘的掘进效率。
41.本实施例中，滚刀1的端盖设置有用于分别与过渡块4和压紧块5配合的直面和/或斜面。如图2所示，过渡块4和滚刀1的端盖的接触面均为斜面，即该面为非水平面和非竖直面。压紧块5和滚刀1的端盖的接触面均为直面，压紧块5为矩形块，滚刀1的端盖的接触面既包括水平面又包括竖直面。压紧块5通过接触面a固定滚刀1，在水平方向和竖直方向均施力，以承受滚刀破岩时的震动及侧向力。
42.同理，楔块3与过渡块4的接触面为斜面，楔块3的与刀座2的接触面为弯折面，以实现锁紧标准件6在插入锁紧前、楔块3在水平方向上力的平衡。弯折面既包括水平面又包括竖直面。过渡块4将滚刀1的力传递给楔块3，再通过楔块3传递给刀座2。
43.刀座2与刀盘面板m为可拆卸连接或焊接。刀座2和过渡块4可采用普通碳钢材料，可提高与刀盘面板的焊接性能，提高稳定性。另外，楔块3和过渡块4可以为分体结构，便于后期维护，当然，还可以为一体成型结构。
44.具体地，锁紧标准件6为锁紧螺栓，刀座2的通孔内设置内螺纹，锁紧螺栓的端部可直接在刀座2拧紧。
45.进一步地，刀座2上设置多个滚刀1，安装位为间隔设置于刀座2的多个。为了减小占用空间，尽可能减小滚刀座的尺寸，位于相邻两个刀座2之间的夹紧装置可以设计为一个夹紧装置，该夹紧装置可用于同时夹紧配合两个刀座2。
46.此外，本技术还公开了一种隧道掘进机，包括具有新型刀具安装方式的小直径刀盘，该小直径刀盘为如上述实施例中公开的具有新型刀具安装方式的小直径刀盘。因此，具有该具有新型刀具安装方式的小直径刀盘的隧道掘进机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。
47.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术
人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。