一種硬巖掘進組合刀盤及其制備的新型硬巖隧道掘進機的制作方法

本實用新型涉及大型重工裝備制造領域，具體為一種硬巖掘進組合刀盤及其制備的新型硬巖隧道掘進機。

背景技術：

現時在硬巖隧道掘進領域廣泛使用的幾種掘進機械有盾構機、打眼爆破機、懸臂式掘進機。盾構機確實是硬巖掘進領域當之無愧的大國重器，它主要的使用對象是大型長距離的地鐵、跨江跨海的隧道開挖，但是由于其采用的掘進理論是重力磨壓，故需要強大的動力和體積支撐，一般的盾構機體積龐大、笨重，施工前需要先挖出一個大型的工作臺面，安裝盾構機，從運載到安裝又要一個多月，耗時費力，并且價格昂貴，這些都極大的限制了盾構機的使用、特別對山區，短距離的硬巖隧道掘進，該機更無法使用；打眼爆破機是一種落后的掘進機械，效率低，毛洞還需再二次維護，由于采用炸藥爆破，施工中多有事故發生，施工一線塵土飛揚、噪聲震耳；懸臂式掘進機體積小、重量輕，但是其掘進理論與盾構機相同，采用的磨壓法，重量輕、體積小，使得其工作效率低。盾構機、懸臂式掘進機采用磨壓法進行打洞，將硬巖打磨成粉末，這種實際是對硬巖進行了過度的打磨，耗能多。

技術實現要素：

為解決掘進機對硬巖進行過度的打磨，耗能多的技術問題，提供一種硬巖掘進組合刀盤及其制備的新型硬巖隧道掘進機。

本實用新型的技術方案是：

一種硬巖掘進組合刀盤，包括呈錐狀殼體的滾筒動力支架，在滾筒動力支架的前端固定切割刀盤，切割刀盤為一組同圓心的不同直徑的環形金剛石切刀，環形金剛石切刀與沿中心呈放射狀設置的巖片切壓刀盤固定，巖片切壓刀盤上設置切壓刀片，巖片切壓刀盤徑向內側與主動軸固定，主動軸穿過錐狀殼體軸線伸出錐狀殼體，巖片切壓刀盤周邊與滾筒動力支架的內表面固定。

所述滾筒動力支架的內表面緊鄰巖片切壓刀盤設置錐狀碎石滑槽，錐狀碎石滑槽小口端設置碎石出口，當碎石滑槽旋轉至低位碎石部位時，碎石滑槽將碎石鏟入碎石滑槽，當碎石滑槽旋轉至高位時，碎石由碎石出口滑出滾筒動力支架的錐狀殼體的側壁。

所述當碎石滑槽旋轉至低位的碎石部位時，碎石滑槽將碎石鏟入碎石滑槽，當碎石滑槽旋轉至高位時，碎石由碎石出口滑出滾筒動力支架的錐狀殼體的側壁，指沿旋轉方向，碎石滑槽小口端相對于大口端滯后，碎石滑槽的橫截面中心連線呈一段圓錐螺旋線，這樣能夠保證碎石通過碎石滑槽由碎石出口順利滑出。

所述主動軸內為中空的注水通道，主動軸內連通巖片切壓刀盤內注水通道，巖片切壓刀盤內注水通道連通環形金剛石切刀側壁注水通道，環形金剛石切刀側壁注水通道由環形金剛石切刀端頭通出體外。

相鄰環形金剛石切刀的間距為5cm-20cm。

所述滾筒動力支架由沿周邊分割的錐狀殼體組合而成。

所述碎石滑槽為三個，三個碎石滑槽沿圓周均勻分布。

一種新型硬巖隧道掘進機，包括硬巖掘進組合刀盤，所述硬巖掘進組合刀盤的主動軸連接動力源；所述硬巖掘進組合刀盤由托架轉動支撐。

一種新型硬巖隧道掘進機，包括硬巖掘進組合刀盤，所述硬巖掘進組合刀盤的主動軸連接動力源；所述硬巖掘進組合刀盤由托架轉動支撐；所述主動軸內的注水通道連接高壓水源。

相對現有技術，本實用新型的切割刀盤為一組同圓心的不同直徑的環形金剛石切刀，在工作的過程中對主動軸旋轉對硬巖進行切割，將硬巖呈片狀切下，然后被巖片切壓刀盤上的切壓刀片切成小片，這樣省時省力，并且產生的粉塵較少。

附圖說明

圖1為硬巖掘進組合刀盤示意圖；

圖2為切割刀盤、切壓刀盤及主動軸裝配的示意圖；

圖3為滾筒動力支架俯視示意圖；

圖4為滾筒動力支架剖視示意圖；

圖5為帶有硬巖掘進組合刀盤的掘進車示意圖。

具體實施方式

如圖1至4所示，一種硬巖掘進組合刀盤，包括呈錐狀殼體的滾筒動力支架1，在滾筒動力支架1的前端固定切割刀盤5，切割刀盤5為一組同圓心的一層套一層的環形金剛石切刀，環形金剛石切刀就像空心玻璃鉆頭一樣，環形金剛石切刀與沿中心呈放射狀設置的巖片切壓刀盤固定，巖片切壓刀盤上設置切壓刀片6，切壓刀片6沿旋轉方向類似斧頭的結構，巖片切壓刀盤徑向內側與主動軸4固定，主動軸4穿過錐狀殼體軸線伸出錐狀殼體，巖片切壓刀盤周邊與滾筒動力支架1的內表面固定。

所述滾筒動力支架1的內表面緊鄰巖片切壓刀盤設置錐狀碎石滑槽7，錐狀碎石滑槽7小口端設置碎石出口3，當碎石滑槽7旋轉至低位碎石部位時，碎石滑槽7將碎石鏟入碎石滑槽7，當碎石滑槽7旋轉至高位時，碎石由碎石出口3滑出滾筒動力支架1的錐狀殼體的側壁。

所述當碎石滑槽7旋轉至低位的碎石部位時，碎石滑槽7將碎石鏟入碎石滑槽7，當碎石滑槽7旋轉至高位時，碎石由碎石出口3滑出滾筒動力支架1的錐狀殼體的側壁，指沿旋轉方向，碎石滑槽7小口端相對于大口端滯后，碎石滑槽7的橫截面中心連線呈一段圓錐螺旋線，這樣能夠保證碎石通過碎石滑槽7由碎石出口3順利滑出。

所述主動軸4內為中空的注水通道41，主動軸4內連通巖片切壓刀盤內注水通道，巖片切壓刀盤內注水通道連通環形金剛石切刀側壁注水通道，環形金剛石切刀側壁注水通道由環形金剛石切刀端頭通出體外。

相鄰環形金剛石切刀的間距為5cm-20cm。

所述滾筒動力支架1由沿周邊分割的錐狀殼體組合而成，相鄰錐狀殼體通過分合扣2連接，實現可拆卸的功能。

所述碎石滑槽7為三個，三個碎石滑槽7沿圓周均勻分布。

一種新型硬巖隧道掘進機，包括硬巖掘進組合刀盤，所述硬巖掘進組合刀盤的主動軸4連接動力源；所述硬巖掘進組合刀盤由托架轉動支撐。

一種新型硬巖隧道掘進機，包括硬巖掘進組合刀盤，所述硬巖掘進組合刀盤的主動軸4連接動力源；所述硬巖掘進組合刀盤由托架轉動支撐；所述主動軸4內的注水通道連接高壓水源。

動力源提供動力，主動軸4帶動硬巖掘進組合刀盤旋轉，切割刀盤5上的一組同圓心的不同直徑的環形金剛石切刀將硬巖切割成一片一片的，然后再被巖片切壓刀盤上的切壓刀片6切成小塊硬巖，當碎石滑槽7旋轉至低位碎石部位時，碎石滑槽7將碎石鏟入碎石滑槽7，當碎石滑槽7旋轉至高位時，碎石由碎石出口3滑出滾筒動力支架1的錐狀殼體的側壁，高壓水源提供的冷卻水進入主動軸4的注水通道41，再進入巖片切壓刀盤內注水通道，然后進入環形金剛石切刀側壁注水通道，最后從環形金剛石切刀側壁注水通道的環形金剛石切刀端頭通出體外，從而對環形金剛石切刀進行冷卻。

如圖1至5所示，將硬巖掘進組合刀盤安裝在掘進車上， 在掘進車上硬巖掘進組合刀盤的下方設置兩組托架轉動支撐，位于硬巖掘進組合刀盤的左右兩側，托架轉動支撐具體為在托架支撐上固定支撐軸，支撐軸上設置支撐軸承18，支撐軸承18外圈與滾筒動力支架1接觸，對硬巖掘進組合刀盤進行支撐，滾筒動力支架1的后端固定在刀盤支架上，刀盤支架的中心固定在主動軸4上，主動軸4的注水通道41通過高壓管道14與水箱連接，在高壓管道14上設置水泵，提供高壓水，主動軸4通過主動軸固定架固定在掘進車上，掘進車的動力輸出軸19上安裝齒輪，在主動軸4上對應安裝齒輪，二者通過鏈條13傳動，在掘進車上對應碎石出口3設置機載傳送帶16。所述刀盤支架包括前刀盤支架9和后刀盤支架11，前刀盤支架9和后刀盤支架11通過螺栓連接，在前刀盤支架9和后刀盤支架11之間沿圓周面均勻設置副動力軸10，副動力軸10可以為液壓缸、花蘭，副動力軸10為液壓缸時，液壓缸的液壓桿固定在后固定架上，當開始工作前，控制系統使液壓缸工作，液壓缸的缸體頂到前刀盤支架9，對其進行支撐。

主動軸4固定支架包括主動軸4前固定支架12和主動軸4后固定支架20，主動軸4前固定支架12設置在刀盤支架后端，主動軸4前固定支架12設置在主動軸4后固定支架20后端，主動軸4固定支架為梯形臺，在梯形臺上設置橫向通孔，在通孔內設置前壓力軸承，主動軸4與前壓力軸承內圈配合。

掘進車包括駕駛室15，在駕駛室15內設置控制系統，在水箱內設置上、下液位檢測器，上、下液位檢測器通過線路與控制系統連接，水箱內設置上、下液位檢測器的上下液位用于檢測水箱的液位高度，當水箱的水位高于上液位檢測器時，控制系統控制停止加水，當水箱的水位低于下液位檢測器時，控制系統控制開始加水。

主動軸4帶動硬巖掘進組合刀盤旋轉，切割刀盤5上的一組同圓心的不同直徑的環形金剛石切刀將硬巖切割成一片一片的，然后再被巖片切壓刀盤上的切壓刀片6切成小塊硬巖，當碎石滑槽7旋轉至低位碎石部位時，碎石滑槽7將碎石鏟入碎石滑槽7，當碎石滑槽7旋轉至高位時，碎石由碎石出口3滑出滾筒動力支架1的錐狀殼體的側壁，水箱中的水被水泵抽到高壓水管14中，然后進入主動軸4的注水通道41，再進入巖片切壓刀盤內注水通道，然后進入環形金剛石切刀側壁注水通道，最后從環形金剛石切刀側壁注水通道的環形金剛石切刀端頭通出體外，從而對環形金剛石切刀進行冷卻。

控制系統還包括衛星定位儀、激光導航儀、物探避險儀、動力控制儀，衛星定位儀用于定位挖掘的位置，激光導航儀用于指導挖掘的方向，物探避險儀用于檢測掘進機前方是否有斷層，當探測到有斷層時，將掘進機撤出，通過其他方式，將斷層清除后，在繼續使用掘進機工作，防止斷層周圍的巖石軟，出現塌陷。

還包括可伸縮的渣石外運傳裝置17，在渣石外運傳裝置的上表面設置外運傳送帶，在渣石外運傳裝置底部設置車輪，在渣石外運傳裝置的前后端分別設置前端掛鉤、后端掛鉤，在掘進車的后端設置卡環，渣石外運傳裝置的前端掛鉤或者后端掛鉤掛在卡環內。