CN214062971U - 一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，主要涉及盾构机设备领域。包括刀盘主体，所述刀盘主体的中心位置设有十字形的双联滚刀，所述刀盘主体上环形阵列有多个安装口，多个所述安装口侧边均设有测压滚刀，多个所述扇形区域的外边缘均设有滚刀，所述安装口内均安装有正面滚刀，所述安装口靠近刀盘主体外圆周的一端设有刮刀，所述安装口的两侧边缘设有多个切刀。本实用新型的有益效果在于：通过提高刀盘结构的刚性来提高刀具的耐磨性，从而减少刀具磨损，且刀盘中心开口增大且连续，增强了渣土的通过性，提高盾构机的掘进效率，减少了开仓和更换刀具的费用，维护费用大大降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构机设备领域，具体是一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘。
背景技术
多年来，随着我国经济和城市化建设迅速发展，城市人口不断增长，地下轨道交通系统作为地下空间开发与建设的重点项目之一，近年来已经发展成为城市轨道交通建设的热点。地铁作为城市主要的地下交通工具，充分利用了地下空间资源，缓解了地面交通拥挤的状况。由于我国幅员辽阔，地质结构复杂多变，盾构机在施工过程中将会面临一系列问题。
土压平衡式盾构机穿越长区域上软下硬富水石灰岩地层时，由于岩石强度高且软硬不均的程度高，在这种地层中掘进，会使盾构机刀具磨损严重，严重影响盾构掘进速度，严重的甚至无法施工，被迫开仓换刀。盾构机穿越上软下硬地层时的推力和扭矩变化幅度大，掘进方向容易产生偏差，会导致刀具过载，严重的会使刀座变形，甚至影响刀盘的主体结构与主轴承的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，它通过提高刀盘结构的刚性来提高刀具的耐磨性，从而减少刀具磨损，且刀盘中心开口增大且连续，增强了渣土的通过性，提高盾构机的掘进效率，减少了开仓和更换刀具的费用，维护费用大大降低。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，包括刀盘主体，所述刀盘主体的中心位置设有十字形的双联滚刀，所述刀盘主体上环形阵列有多个安装口，多个所述安装口将刀盘主体分隔成多个扇形区域，多个所述安装口侧边均设有测压滚刀，多个所述扇形区域的外边缘均设有滚刀，所述安装口内均安装有正面滚刀，所述安装口靠近刀盘主体外圆周的一端设有刮刀，所述安装口的两侧边缘设有多个切刀。
进一步的，所述刀盘主体安装双联滚刀的一侧设有多个改良剂注入口和刀盘磨损检测装置。
进一步的，所述刀盘主体远离双联滚刀的一侧设有密闭的土仓，所述土仓内设有多个主动搅拌棒，所述土仓内还设有八路回转接头。
进一步的，所述安装口两侧边缘设有外周保护先行刀，通过所述外周保护先行刀将正面滚刀围挡起来。
进一步的，所述刀盘主体安装双联滚刀的一侧设有耐磨板。
进一步的，所述测压滚刀内开设有管线通道，所述管线通道内设有应变片，所述应变片与外部的信号采集处理器电连接。
对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
1、刀盘主体的中心采用十字形的双联滚刀，可以适当减少中心刀的刀间距，使双联滚刀的受力情况得到大大改善，提高整体的结构刚性从而减少刀具磨损。
2、安装口的边缘设有切刀，在富水石灰岩地层掘进时，正面滚刀两侧是磨损比较严重的区域，安装口两侧的切刀可对正面滚刀压裂的岩层进行刮擦清除，同时也起到对岩层辅助破碎切断的作用，分担一部分破土工作量，从而减少刀具整体的磨损，还极大的改善了刀盘主体的耐磨性，有效的保护了刀盘主体。
3、安装口侧边处分别安装一把测压滚刀，通过测压滚刀来检测刀盘进入复合地层时在软硬结合面处掘进的冲击力，从而随时判断地层的变化情况以便及时调整掘进参数，可有效降低刀具冲击磨损。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是本实用新型的土仓内部结构示意图。
附图3是本实用新型的双联滚刀结构示意图。
附图4是本实用新型的正面滚刀结构示意图。
附图5是本实用新型的切刀结构示意图。
附图6是本实用新型的改良剂注入口结构示意图。
附图7是本实用新型的刀盘磨损检测装置结构示意图。
附图8是本实用新型的耐磨板结构示意图。
附图9是本实用新型的测压滚刀结构示意图。
附图中所示标号：
1、刀盘主体；2、双联滚刀；3、安装口；4、滚刀；5、正面滚刀；6、刮刀；7、切刀；8、改良剂注入口；9、刀盘磨损检测装置；10、土仓；11、主动搅拌棒；12、八路回转接头；13、外周保护先行刀；14、耐磨板；15、测压滚刀；15-1、管线通道；15-2、信号采集处理器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例：一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，包括刀盘主体1，所述刀盘主体1的中心位置设有十字形的双联滚刀2，双联滚刀2包括刀架、刀座、刀轴、刀体，双联滚刀2的刀体为双刀刀体，所述刀盘主体1上环形阵列有6个安装口3，这6个安装口3的一端均朝向刀盘主体1的圆心方向，在每个安装口3处设置刀梁，6个所述安装口3将刀盘主体1分隔成6个相同的扇形区域，6个所述安装口3侧边均设有测压滚刀15，每个安装口3的测压滚刀15的安装位置也不同，通过测压滚刀15实时监测滚刀所受冲击力的变化，及时调整掘掘进参数，从而减少滚刀的磨损，多个所述扇形区域采用6辐条+6面板的结构在边缘安装有两把滚刀4，所述安装口3内均安装有多把正面滚刀5，正面滚刀5安装在刀梁上，正面滚刀5包括刀架、刀座、刀轴、刀体、边缘刀，正面滚刀5的刀体为单刀刀体，所述安装口3靠近刀盘主体1外圆周的一端设有刮刀6，所述安装口3的两侧边缘设有多个切刀7，切刀7使用可更换式贝壳刀，多个切刀7对称安装在安装口3的刀梁两侧，且沿安装口3的长度分布设置，切刀7包括刀座、刀体，在切刀7的刀座底部设置有定位台阶，整个刀具通过六颗螺栓固定在刀梁上，可调节切刀与滚刀的刀差，切刀7采用小背斜连续型合金材料制备，大大增强了刀盘切刀7的耐磨性及抗冲击性能；在每个切刀7的刀刃部分焊接有合金块，增加了刀具的耐磨性，提升了切刀7的辅助切削能力，分担了正面滚刀5的破土工作量，从而降低刀具整体的磨损。
优选的，所述刀盘主体1安装双联滚刀2的一侧设有多个改良剂注入口8和刀盘磨损检测装置9，多个改良剂注入口8的周围均安装有保护刀，保护刀外表面设有复合金耐磨材料，保护刀的两角设置有合金块，所述刀盘主体1远离双联滚刀2的一侧设有密闭的土仓10，所述土仓10内设有多个主动搅拌棒11，所述土仓10内还设有八路回转接头12，通过刀盘磨损检测装置9对刀盘的磨损情况进行实时检测监控，该装置使用现有技术中已有的检测装置，其结构原理在此不做赘述，采用八路回转接头12增加各管道的密封性，同时在刀盘主体1的中心区域增加了8个改良剂注入口8，极大提升了中心渣土的改良能力，在密闭的土仓10内加入了4个主动搅拌棒11，加强了渣土的搅拌能力，防止渣土在土仓10内形成泥饼，提升了出土效率。
优选的，所述安装口3两侧边缘设有外周保护先行刀13，通过所述外周保护先行刀13将正面滚刀5围挡起来，外周保护先行刀13可直接采用直条状钢板沿刀梁的边缘焊接而成，将多个正面滚刀5围挡，整体防止刀头磨损及破碎现象发生，增加刀具的耐磨性。
由于刀盘外周线速度大，刀盘的磨损较为严重，优选的，所述刀盘主体1安装双联滚刀2的一侧设有耐磨板14，在刀盘主体1的外周镶嵌合金耐磨条，防止刀盘主体1过度磨损，延长设备的使用寿命，降低维护费用。
优选的，所述测压滚刀15包括安装在刀轴上的刀体以及刀体的轴承，轴承内开设有管线通道15-1，所述管线通道15-1内设有应变片，应变片连接有数据线，数据线通过管线通道15-1与外部的信号采集处理器15-2电连接，当滚刀进入复合地层时，在软硬结合面处由于冲击力变大，信号采集处理器15-2所收集的电压信号发生变化，以此来判断地层的变化情况，从而及时调整掘进参数，有效降低刀具冲击磨损。
本实施例的有益效果在于：解决了土压平衡盾构在富水石灰岩地层岩石强度高且软硬不均地层掘进时刀具磨损严重的问题，增加了刀具抗冲击和耐磨性，更有利于盾构掘进过程中刀具的充分使用，节约了大量的施工时间，减少了开仓和更换刀具的费用；减少了机械设备超复合运行，维护费用大大降低。
Claims (6)
1.一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，包括刀盘主体(1)，其特征在于：所述刀盘主体(1)的中心位置设有十字形的双联滚刀(2)，所述刀盘主体(1)上环形阵列有多个安装口(3)，多个所述安装口(3)将刀盘主体(1)分隔成多个扇形区域，多个所述安装口(3)侧边均设有测压滚刀(15)，多个所述扇形区域的外边缘均设有滚刀(4)，所述安装口(3)内均安装有正面滚刀(5)，所述安装口(3)靠近刀盘主体(1)外圆周的一端设有刮刀(6)，所述安装口(3)的两侧边缘设有多个切刀(7)。
2.根据权利要求1所述一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，其特征在于：所述刀盘主体(1)安装双联滚刀(2)的一侧设有多个改良剂注入口(8)和刀盘磨损检测装置(9)。
3.根据权利要求1所述一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，其特征在于：所述刀盘主体(1)远离双联滚刀(2)的一侧设有密闭的土仓(10)，所述土仓(10)内设有多个主动搅拌棒(11)，所述土仓(10)内还设有八路回转接头(12)。
4.根据权利要求1所述一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，其特征在于：所述安装口(3)两侧边缘设有外周保护先行刀(13)，通过所述外周保护先行刀(13)将正面滚刀(5)围挡起来。
5.根据权利要求1所述一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，其特征在于：所述刀盘主体(1)安装双联滚刀(2)的一侧设有耐磨板(14)。
6.根据权利要求1所述一种降低富水石灰岩地层刀具磨损的改进型盾构机刀盘，其特征在于：所述测压滚刀(15)内开设有管线通道(15-1)，所述管线通道(15-1)内设有应变片，所述应变片与外部的信号采集处理器(15-2)电连接。
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