CN108825258B - 掘进机及其超挖刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种掘进机的超挖刀，包括中空的刀盘和安装于刀盘内部且两端开口的导轨套筒，导轨套筒的外端伸出于刀盘的外端，导轨套筒内同轴设置有刀座，刀座能够沿导轨套筒的延伸方向伸缩，刀座的外端可拆卸地安装有刀具，导轨套筒内部安装有缸筒，刀座中部的外周设置有与缸筒内壁密封接触的凸起的活塞，缸筒两端设置有用于液压油进出的油口，刀盘侧面设置有用于刀具进出的安装口。刀具从刀盘后侧取出，无需从超挖刀侧面开凿洞室，能够快速实现超挖刀的更换，提高超挖刀更换效率，降低施工成本，提高施工安全性。本发明还公开一种包括上述超挖刀的掘进机。

Description

掘进机及其超挖刀

技术领域

本发明涉及掘进设备领域，特别是涉及一种掘进机的超挖刀。此外，本发明还涉及一种包括上述超挖刀的掘进机。

背景技术

掘进机是当今地下隧道工程中主要的使用工具，已被广泛应用于城市地铁、水利水电、铁路、公路等基础建设工程。通常掘进机在转弯、纠偏作业时或更换最外侧滚刀之前，均需要使用超挖刀对隧道进行径向扩挖。可见，超挖刀是复合式刀盘配备的重要刀具之一。超挖刀一旦严重磨损或损坏，将对掘进机的扩挖能力和施工效率带来极大影响。

当更换新超挖刀时，现有的方法是先割除油缸盖板，并且需要在超挖刀位置的侧面洞壁开凿洞室，然后由作业人员利用洞室空间更换超挖刀具。这种作业方式需要人工开凿、洞内焊接等多工种相互配合，操作过程繁琐且作业危险性高，施工效率低，严重影响施工进度。

因此，如何提供一种既满足超挖功能，同时可在有限、恶劣环境中实现安全便捷更换的超挖刀是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种掘进机的超挖刀，刀盘侧面设有安装口，各部件可以通过安装口进行拆卸更换，既满足超挖功能，同时可在有限、恶劣环境中实现安全便捷更换。本发明的另一目的是提供一种包括上述超挖刀的掘进机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种掘进机的超挖刀，包括中空的刀盘和安装于所述刀盘内部且两端开口的导轨套筒，所述导轨套筒的外端伸出于所述刀盘的外端，所述导轨套筒内同轴设置有刀座，所述刀座能够沿所述导轨套筒的延伸方向伸缩，所述刀座的外端可拆卸地安装有刀具，所述导轨套筒内部安装有缸筒，所述刀座中部的外周设置有与所述缸筒内壁密封接触的凸起的活塞，所述缸筒两端设置有用于液压油进出的油口，所述刀盘侧面设置有用于所述刀具进出的安装口。

优选地，所述导轨套筒内部为阶梯孔，所述阶梯孔的外端直径小于内端直径，所述缸筒安装于所述阶梯孔内端，所述缸筒外端同轴设置有外导向套，所述外导向套的两端分别与所述缸筒外端面及所述阶梯孔的台阶相抵，所述外导向套的内壁与所述刀座外壁密封接触，所述缸筒内端同轴设置有内导向套，所述内导向套与所述缸筒内端面相抵，并与所述导轨套筒内端可拆卸连接，所述内导向套的内壁与所述刀座外壁密封接触，所述阶梯孔外端的内壁与所述刀座外壁密封接触。

优选地，所述阶梯孔外端的内壁上设置有第一密封圈，所述活塞外壁、所述外导向套内壁和所述内导向套内壁上均设置有第二密封圈。

优选地，所述刀具两侧设置有连接件，所述刀座内部设置有用于所述刀具进出且贯穿所述刀座两端的安装孔，所述刀具部分伸出于所述安装孔外端，所述安装孔内壁上设置有定位槽，所述定位槽内设置有与所述连接件接触的楔块，还包括与所述楔块及所述连接件可拆卸连接的压块，用于固定所述刀具的位置。

优选地，所述压块通过螺栓连接所述连接件及所述楔块。

优选地，所述安装口出可拆卸安装有盖板。

优选地，所述刀具具体为双刃滚刀、齿刀或撕裂刀。

优选地，所述刀座内端面上可拆卸安装有伸出于所述导轨套筒内端的导向环，所述导向环外周设置有轴向延伸的滑槽，所述导轨套筒内端面上可拆卸安装有用于遮挡所述刀座内端面及外壁的第一保护罩，所述第一保护罩内壁上可拆卸安装有轴向延伸的导向键，所述导向键安装于所述滑槽内并能够沿所述滑槽轴向移动。

优选地，所述第一保护罩上可拆卸安装有用于密封接触所述刀座内壁的第二保护罩。

本发明提供一种掘进机，包括机架以及安装于所述机架的超挖刀，所述超挖刀具体为上述任意一项所述的超挖刀。

本发明提供一种掘进机的超挖刀，包括中空的刀盘和安装于刀盘内部且两端开口的导轨套筒，导轨套筒的外端伸出于刀盘的外端，导轨套筒内同轴设置有刀座，刀座能够沿导轨套筒的延伸方向伸缩，刀座的外端可拆卸地安装有刀具，导轨套筒内部安装有缸筒，刀座中部的外周设置有与缸筒内壁密封接触的凸起的活塞，缸筒两端设置有用于液压油进出的油口，刀盘侧面设置有用于刀具进出的安装口。

工作过程中液压油进入缸筒内驱动刀座伸缩，进而带动刀具于导轨套筒内伸缩，实现对掌子面扩挖功能，为掘进机转弯、纠偏和更换最外侧刀具等施工带来极大便利，需要更换刀具时，拆除连接件及刀具紧固件，由安装口取出刀具，随即完成刀具的更换。刀具从刀盘后侧取出，无需从超挖刀侧面开凿洞室，能够快速实现超挖刀的更换，提高超挖刀更换效率，降低施工成本，提高施工安全性。

本发明还提供一种包括上述超挖刀的掘进机，由于上述超挖刀具有上述技术效果，上述掘进机也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的主视示意图；

图2为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的A向剖视图；

图3为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的B向剖视图；

图4为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的拆卸过程图。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种掘进机的超挖刀，刀盘侧面设有安装口，各部件可以通过安装口进行拆卸更换，既满足超挖功能，同时可在有限、恶劣环境中实现安全便捷更换。本发明的另一目的是提供一种包括上述超挖刀的掘进机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的主视示意图；图2为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的A向剖视图；图3为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的B向剖视图；图4为本发明所提供的超挖刀的一种具体实施方式的拆卸过程图。

本发明具体实施方式提供一种掘进机的超挖刀，包括刀盘18、导轨套筒12、刀座3、缸筒5和刀具1。其中，各部件靠近设备远离刀具1的一端为内端，靠近刀具远离设备的一端为外端，刀盘18中空，远离设备的一端设置有开口，导轨套筒12设置于刀盘18内部，导轨套筒12两端开口，且导轨套筒12的外端伸出于刀盘18的外端。刀盘18与导轨套筒12可以通过焊接的方式连接，也可采用螺栓连接等方式进行连接。导轨套筒12内同轴设置有刀座3，刀座3能够沿导轨套筒12的延伸方向伸缩，刀座3的外端可拆卸地安装有刀具1，即刀具1能够伸出至外界，刀盘18侧面设置有用于刀具1进出的安装口。

根据挖掘的需要，刀具1需要倾斜设置，因此将刀盘18的侧壁设置成不同的长度，使开口偏斜，进而使刀座3倾斜设置，安装于刀座3的刀具1也能够倾斜，同时使刀座3的内端对准刀盘18侧面的安装口，便于拆卸更换。

在导轨套筒12内部安装有缸筒5，刀座3中部的外周设置有凸起的活塞，刀座3其他部分视为活塞杆，并在缸筒5两端设置密封件，形成封闭结构，缸筒5两端设置有用于液压油进出的油口，缸筒5内壁密封接触活塞，通过上述部件形成液压油缸结构，液压油通过油口进入缸筒5内部，推动活塞轴向移动，实现刀具1的伸缩。为了方便连接液压管路，可以在导轨套筒12对应油口的位置设置开口。

工作过程中液压油由油口进出缸筒5形成的封闭空间，能够推动活塞移动，以驱动刀座3伸缩，进而带动刀具1伸缩于导轨套筒12，实现对掌子面扩挖功能，为掘进机转弯、纠偏和更换最外侧刀具等施工带来极大便利，需要更换刀具1时，拆除连接件以及刀具紧固件，由安装口取出刀具1，随即完成刀具1的更换。刀具1可从刀盘18后侧取出，无需从超挖刀侧面开凿洞室，能够快速实现超挖刀的更换，提高超挖刀更换效率，降低施工成本，提高施工安全性，结构更加紧凑，节省空间。

为了形成稳定的液压油缸结构，导轨套筒12内部为阶梯孔，阶梯孔的外端直径小于内端直径，缸筒5安装于阶梯孔内端，同时缸筒5的内径大于阶梯孔外端的内径，活塞的直径与缸筒5的内径相匹配，缸筒5及刀座3安装完成后，刀座3外端的外壁与阶梯孔外端之直径较小处的内壁密封接触，刀座3对应缸筒5部分的外壁与缸筒5的内壁之间具有间隔，同时活塞将这一间隔分隔成两个相互独立的空间。

阶梯孔内端还安装有与缸筒5同轴的外导向套4和内导向套7，外导向套4设置于缸筒5外端，两端分别与缸筒5外端面及阶梯孔的台阶相抵，外导向套4的内壁与刀座3外壁密封接触，缸筒5内端同轴设置有内导向套7，内导向套7与缸筒5内端面相抵，并与导轨套筒12内端可拆卸连接，内导向套7的内壁与刀座3外壁密封接触，通过外导向套4和内导向套7形成封闭结构，并实现对活塞移动的限位。具体地，内导向套7外周设置有向外延伸的法兰，并通过第一螺栓14连接导轨套筒12，也可采用卡接或螺纹连接等方式。

为了提高密封效果，阶梯孔外端的内壁上设置有第一密封圈2，活塞外壁、外导向套4内壁和内导向套7内壁上均设置有第二密封圈6。在相应位置设置环形槽，将密封圈安装入环形槽即可。

在本发明具体实施方式提供的超挖刀中，刀具1两侧设置有连接件，刀座3内部设置有用于刀具1进出且贯穿刀座3两端的安装孔，刀具1部分伸出于安装孔外端，安装孔内壁上设置有对称设置的定位槽，还包括压块20和对称设置的楔块19，安装时刀具1部分伸出于安装孔，部分位于安装孔内，连接件位于对应定位槽的位置，将楔块19安装如定位槽，使楔块19与连接件接触，然后安装压块20，压块20的上端面与连接件可拆卸连接，具体地，可通过第五螺栓21连接，压块20的两侧斜面与两侧的楔块19可拆卸连接，具体地，也可通过螺栓连接，当刀具1受到向内的力时，连接件会向内推动楔块19，两侧的楔块19挤压压块20即定位槽，但无法后退，当刀具1受到向外的力时，带动压块20挤压楔块19，楔块19挤压定位槽，无法前进，通过上述方式实现刀具1位置的固定，并实现可拆卸连接，通过特殊的传力方式，提高设备强度，也可采用其他方式，如直接用螺栓连接，或卡接等方式，均在本发明的保护范围之内。

刀具1可以根据实际工况的需要进行更换，如采用双刃滚刀、齿刀或撕裂刀等。为了保护内部结构，防止异物进入，需要对安装口进行封闭，因此需要设置盖板封闭安装口。盖板可以通过螺栓与刀盘18连接，也可通过卡扣或滑槽等方式连接，可根据情况调整盖板的数量和连接方式，均在本发明的保护范围之内。

在上述各具体实施方式提供的超挖刀的基础上，刀座3内端面上可拆卸安装有伸出于导轨套筒12内端的导向环10，导向环10外周设置有轴向延伸的滑槽，导轨套筒12内端面上可拆卸安装有用于遮挡刀座3内端面及外壁的第一保护罩8，第一保护罩8内壁上可拆卸安装有轴向延伸的导向键9，导向键9安装于滑槽内并能够沿滑槽轴向移动。进一步地，还可在第一保护罩8上可拆卸安装有用于密封接触刀座3内壁的第二保护罩11。即通过设置第一保护罩8和第二保护罩11将刀座3伸出于导轨套筒12内端的部分包裹起来，隔绝外部泥水、沙土进入，防止超挖刀伸出后无法正常缩回。同时导向环10与刀座3同步运动，刀座3伸缩过程中，第一保护罩8及导向键9连接导轨套筒12固定不动，刀座3及导向环10运动，由于导向键9位于滑槽内，无法产生周向旋转，只能进行轴向移动。

具体地，第一保护罩8与导轨套筒12通过第二螺栓15连接，导向环10与刀座3通过第三螺栓16连接，第一保护罩8和第二保护罩11通过第四螺栓17连接，第一保护罩8和导向键9通过第六螺栓22连接，也可采用卡接或螺纹连接等其他连接方式。还可在刀座3内壁和第二保护罩11之间设置第三密封圈13。

当超挖刀磨损严重或损坏时，需更换刀具1。先从刀盘18后部拆除第四螺栓17，取下第二保护罩11，然后沿着刀座3后部的空腔依次取下第五螺栓21、压块20和楔块19，最后拆除需更换的刀具1。重新安装时则按照拆卸相反的步骤操作即可，整个操作过程安全、便捷。还可进行进一步的拆卸，快速便捷地跟换缸筒5、刀座3等部件。

除了上述超挖刀，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述超挖刀的掘进机，该掘进机其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的掘进机及其超挖刀进行了详细介绍。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。

Claims (5)

1.一种掘进机的超挖刀，其特征在于，包括中空的刀盘（18）和安装于所述刀盘（18）内部且两端开口的导轨套筒（12），所述导轨套筒（12）的外端伸出于所述刀盘（18）的外端，所述导轨套筒（12）内同轴设置有刀座（3），所述刀座（3）能够沿所述导轨套筒（12）的延伸方向伸缩，所述刀座（3）的外端可拆卸地安装有刀具（1），所述导轨套筒（12）内部安装有缸筒（5），所述刀座（3）中部的外周设置有与所述缸筒（5）内壁密封接触的凸起的活塞，所述缸筒（5）两端设置有用于液压油进出的油口，所述刀盘（18）侧面设置有用于所述刀具（1）进出的安装口；

所述导轨套筒（12）内部为阶梯孔，所述阶梯孔的外端直径小于内端直径，所述缸筒（5）安装于所述阶梯孔内端，所述缸筒（5）外端同轴设置有外导向套（4），所述外导向套（4）的两端分别与所述缸筒（5）外端面及所述阶梯孔的台阶相抵，所述外导向套（4）的内壁与所述刀座（3）外壁密封接触，所述缸筒（5）内端同轴设置有内导向套（7），所述内导向套（7）与所述缸筒（5）内端面相抵，并与所述导轨套筒（12）内端可拆卸连接，所述内导向套（7）的内壁与所述刀座（3）外壁密封接触，所述阶梯孔外端的内壁与所述刀座（3）外壁密封接触；

所述阶梯孔外端的内壁上设置有第一密封圈（2），所述活塞外壁、所述外导向套（4）内壁和所述内导向套（7）内壁上均设置有第二密封圈（6）；

所述刀座（3）内端面上可拆卸安装有伸出于所述导轨套筒（12）内端的导向环（10），所述导向环（10）外周设置有轴向延伸的滑槽，所述导轨套筒（12）内端面上可拆卸安装有用于遮挡所述刀座（3）内端面及外壁的第一保护罩（8），所述第一保护罩（8）内壁上可拆卸安装有轴向延伸的导向键（9），所述导向键（9）安装于所述滑槽内并能够沿所述滑槽轴向移动；

所述第一保护罩（8）上可拆卸安装有用于密封接触所述刀座（3）内壁的第二保护罩（11）；

所述安装口处可拆卸安装有盖板。

2.根据权利要求1所述的超挖刀，其特征在于，所述刀具（1）两侧设置有连接件，所述刀座（3）内部设置有用于所述刀具（1）进出且贯穿所述刀座（3）两端的安装孔，所述刀具（1）部分伸出于所述安装孔外端，所述安装孔内壁上设置有定位槽，所述定位槽内设置有与所述连接件接触的楔块（19），还包括与所述楔块（19）及所述连接件可拆卸连接的压块（20），用于固定所述刀具（1）的位置。

3.根据权利要求2所述的超挖刀，其特征在于，所述压块（20）通过螺栓连接所述连接件及所述楔块（19）。

4.根据权利要求1所述的超挖刀，其特征在于，所述刀具（1）具体为双刃滚刀、齿刀或撕裂刀。

5.一种掘进机，包括机架以及安装于所述机架的超挖刀，其特征在于，所述超挖刀具体为权利要求1至4任意一项所述的超挖刀。