工程用矩形截割刀盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工程用矩形截割刀盤，所述工程用矩形截割刀盤包括兩層刀盤和行星輪；兩層刀盤分別前刀盤和后刀盤，前刀盤與偏心旋轉(zhuǎn)軸為一體，偏心旋轉(zhuǎn)軸穿過后刀盤超前突出，所述后刀盤和行星輪通過螺栓連接或焊接的方式固定在一起，傳動(dòng)箱后部連接減速器，減速器和電機(jī)連接，前刀盤和后刀盤上均設(shè)置有在整個(gè)截割刀盤前進(jìn)的過程中切割的齒，后刀盤繞著前刀盤的軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)又進(jìn)行自轉(zhuǎn)。本發(fā)明是一種近似矩形截割刀盤，通過矩形截割刀盤組合或者矩形截割刀盤與圓形截割刀盤可以形成任意大小的總矩形截割形狀，大大擴(kuò)寬了巷道掘進(jìn)機(jī)的適用范圍，很好的適應(yīng)了工程實(shí)際中的對(duì)巷道形狀的需求。
【專利說明】工程用矩形截割刀盤
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道巷道施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種通過矩形截割刀盤組合或者矩形截割刀盤與圓形截割刀盤可以形成任意大小的總矩形截割形狀工程用矩形截割刀盤。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的隧道巷道施工工程中，采用的大部分截割形狀都是圓形截割。TBM、盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)等都是圓形截割掘進(jìn)，形成的巷道形狀都是圓形，但在工程實(shí)際使用中，這種圓形巷道很大部分都與實(shí)際使用要求不太符合，有些還必須進(jìn)行填充或修形使之成為矩形巷道來滿足使用要求。工程實(shí)際急需能夠采用新型矩形組合截割刀盤來改進(jìn)截割形狀滿足使用要求，使巷道形狀與工程實(shí)際需求一致的同時(shí)減少二次修行工作量，使一次打出來的巷道為與使用要求近似一致的矩形。矩形截割刀盤的設(shè)計(jì)在有效擴(kuò)寬豐富截割形狀的同時(shí)又減少掘進(jìn)工作量，對(duì)隧道巷道掘進(jìn)施工帶來革命性的突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種通過矩形截割刀盤組合或者矩形截割刀盤與圓形截割刀盤可以形成任意大小的總矩形截割形狀工程用矩形截割刀盤。
[0004]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:所述工程用矩形截割刀盤包括兩層刀盤和行星輪；兩層刀盤分別前刀盤和后刀盤，一軸轉(zhuǎn)軸穿過前刀盤和后刀盤，所述后刀盤和行星輪通過螺栓連接或焊接的方式固定在一起，傳動(dòng)箱后部連接減速器，減速器與電機(jī)連接，前刀盤和后刀盤上均設(shè)置有在整個(gè)截割刀盤前進(jìn)的過程中切割的齒，后刀盤繞著前刀盤的軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)又進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
[0005]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述前刀盤包括中心蓋板和前刀盤刀柄板，在前刀盤刀柄板上設(shè)置有復(fù)數(shù)只前刀盤刀柄，復(fù)數(shù)只前刀盤刀柄分布在中心蓋板周圍，中心蓋板上設(shè)置有中心刀，前刀盤刀柄上設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)前刀片鏟齒。
[0006]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述前刀盤刀柄包括三個(gè)，分布在以中心蓋板為中心的360度的圓周上，相鄰兩個(gè)前刀盤刀柄相互之間的夾角為120度。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述中心蓋板為一個(gè)圓加一個(gè)矩形連在一起的結(jié)構(gòu)，中心刀包括三塊小刀片，相鄰兩個(gè)小刀片相互之間的夾角為120度。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述中心刀中的三塊小刀片的其中一個(gè)小刀片分布的一部分分布在矩形上，另一部分分布在圓上，另外兩個(gè)小刀片分布在圓上。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述中心蓋板和中心刀一體成型。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述中心蓋板通過螺釘連接在前刀盤刀柄板上。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述后刀盤包括轉(zhuǎn)軸穿過的后刀盤中心圈和分布在后刀盤中心圈周圍的復(fù)數(shù)只后刀盤刀柄，后刀盤刀柄上設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)后刀片刮刀齒。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述后刀盤刀柄包括三個(gè)，分布在以刀盤中心圈為中心的360度的圓周上，相鄰兩個(gè)后刀盤刀柄相互之間的夾角為120度。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中，所述后刀片刮刀齒包括兩種刮刀齒，一種為具有截割和裝載效果的邊緣刮刀齒，另一種為具有截割效果的豎直刮刀齒，邊緣刮刀齒和豎直刮刀齒均通過螺栓固定在固定板上，固定板通過螺栓固定在后刀柄上。
[0014]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明提供的工程用矩形截割刀盤具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明是一種近似矩形截割刀盤，通過矩形截割刀盤組合或者矩形截割刀盤與圓形截割刀盤可以形成任意大小的總矩形截割形狀。大大擴(kuò)寬了巷道掘進(jìn)機(jī)的適用范圍，很好的適應(yīng)了工程實(shí)際中的對(duì)巷道形狀的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為矩形截割刀盤傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為前刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為后刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為前刀盤和后刀盤組裝后的矩形截割刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為刀盤截齒截割軌跡形狀隨R1/R2值變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0021]圖1為矩形截割刀盤傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的工程用矩形截割刀盤包括兩層刀盤和行星輪3 ;兩層刀盤分別前刀盤I和后刀盤2，一軸轉(zhuǎn)軸穿過前刀盤I和后刀盤2，后刀盤2和行星輪3焊接成在一起，軸上連接有減速裝置，減速裝置和電機(jī)連接，前刀盤和后刀盤上均設(shè)置有在整個(gè)截割刀盤前進(jìn)的過程中切割的齒，后刀盤繞著前刀盤的軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)又進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
[0022]圖2為矩形截割刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為前刀盤和后刀盤組裝后的矩形截割刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和4所示:前刀盤I包括中心蓋板101和前刀盤刀柄板105，在前刀盤刀柄板105上設(shè)置有復(fù)數(shù)只前刀盤刀柄102，復(fù)數(shù)只前刀盤刀柄102分布在中心蓋板周圍，中心蓋板101上設(shè)置有中心刀103，前刀盤刀柄102上設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)前刀片鏟齒104。
[0023]圖2中，前刀盤刀柄102包括三個(gè)，分布在以中心蓋板為中心的360度的圓周上，相鄰兩個(gè)前刀盤刀柄102相互之間的夾角為120度。
[0024]圖2中，中心蓋板101為一個(gè)圓加一個(gè)矩形連在一起的結(jié)構(gòu)，中心刀103包括三塊小刀片，相鄰兩個(gè)小刀片相互之間的夾角為120度。
[0025]圖2中，中心刀103中的三塊小刀片的其中一個(gè)小刀片分布的一部分分布在矩形上，另一部分分布在圓上，另外兩個(gè)小刀片分布在圓上。
[0026]在本發(fā)明的具體的實(shí)施過程中，中心蓋板101和中心刀103 —體成型。
[0027]在本發(fā)明的具體的實(shí)施過程中，中心蓋板101通過螺釘連接在前刀盤刀柄板105上。
[0028]圖3為后刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為前刀盤和后刀盤組裝后的矩形截割刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3-4所示:后刀盤2包括轉(zhuǎn)軸穿過的后刀盤中心圈201和分布在后刀盤中心圈201周圍的復(fù)數(shù)只后刀盤刀柄202，后刀盤刀柄202上設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)后刀片刮刀齒204。[0029]在圖3和4的實(shí)施例子中，后刀盤刀柄202包括三個(gè)，分布在以刀盤中心圈201為中心的360度的圓周上，相鄰兩個(gè)后刀盤刀柄202相互之間的夾角為120度。
[0030]后刀片刮刀齒204包括兩種刮刀齒，一種為具有截割和裝載效果的邊緣刮刀齒205，另一種為具有截割效果的豎直刮刀齒206，邊緣刮刀齒205和豎直刮刀齒206均通過螺栓固定在固定板207上，固定板207通過螺栓固定在后刀柄上。
[0031]圖5為刀盤截齒截割軌跡形狀隨R1/R2值變化曲線。矩形截割刀盤的設(shè)計(jì)采用刀盤軸偏心布置，自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)相結(jié)合的方式達(dá)到近似的正方形截割形狀，刀盤截齒的分布半徑(R1)與刀盤軸偏心距(R2)之比值不同時(shí)截齒截割軌跡的形狀也不同，刀盤上的截齒旋轉(zhuǎn)一周其截割方向一直在變化。當(dāng)公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速之比為3，R1ZiR2值為8.5時(shí)，截齒截割的形狀最接近一個(gè)帶四個(gè)圓角的正方形。
[0032]當(dāng)R1ZiR2值越小時(shí)，刀盤上的截齒旋轉(zhuǎn)一周其截割方向變化越明顯，當(dāng)R1ZiR2值小到一定程度時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)向旋轉(zhuǎn)截割的情況，而且正截割負(fù)截割交替變化出現(xiàn)。由于負(fù)截割對(duì)刀齒工作情況不利，為了規(guī)避負(fù)截割現(xiàn)象的發(fā)生，采取將其公轉(zhuǎn)的軸超前伸出設(shè)計(jì)一個(gè)前刀盤(半徑為R3)將負(fù)截割出現(xiàn)的區(qū)域先截割掉進(jìn)行處理，這樣既滿足了矩形截割的形狀，刀齒截割的壽命也達(dá)到要求。而且巧妙的將前刀盤與公轉(zhuǎn)齒輪設(shè)計(jì)為一體的創(chuàng)新又使比較簡(jiǎn)單的傳動(dòng)設(shè)計(jì)成為可能。
[0033]將不同尺寸的正方形截割刀盤組合疊加可以得到更多尺寸的適用于工程實(shí)際的矩形截割巷道斷面。矩形截割刀盤的邊緣圓角有效的避免了應(yīng)力集中，使整體矩形截割巷道受力狀況良好，滿足工程實(shí)際使用需求。
[0034]由于在工程實(shí)際中，需要截割的巷道形狀往往為矩形，矩形截割刀盤的發(fā)明將極大的拓展截割形狀。將不同尺寸的正方形截割刀盤進(jìn)行組合疊加或?qū)⒕匦谓馗畹侗P與圓形刀盤進(jìn)行組合疊加可以得到任意尺寸的矩形截割形狀。這對(duì)工程實(shí)際中截割形狀和截割尺寸的需求可以做到很到的吻合，將以往不敢想但又需要截割形狀的都變?yōu)榭赡埽瑥氐椎慕鉀Q了這個(gè)問題。
[0035]本矩形截割刀盤的設(shè)計(jì)是將刀盤設(shè)計(jì)為前后兩層刀盤，后刀盤繞著前刀盤的軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)又進(jìn)行自轉(zhuǎn)，當(dāng)自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速滿足一定的比值，例如公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為60rpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為20rpm ;同時(shí)后刀盤半徑與偏心距之比滿足一定的比值時(shí)得到一個(gè)近似于矩形的截割形狀。前刀盤的截齒采用可稍微適應(yīng)不同方向切割的刀型截齒布置，前刀盤中央設(shè)計(jì)一個(gè)錐形破碎機(jī)構(gòu)，后刀盤設(shè)計(jì)為修形鏟齒。后刀盤迎面中部截割方向連續(xù)變化，尤其是容易出現(xiàn)負(fù)向切削的位置前刀盤都先切削掉，把不利于后刀盤切削的位置先切削掉。傳動(dòng)箱的公轉(zhuǎn)齒輪與后刀盤通過軸套與平鍵連接，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。整個(gè)刀盤的截線距為70mm，刀盤工作時(shí)，前刀盤把整個(gè)矩形中部位置切割掉，后刀盤邊緣刀齒把剩下的形狀修形截割，截割出來的總體形狀就是近似于矩形帶四個(gè)圓角的形狀，圓角出現(xiàn)在斷面邊角處時(shí)可以減少斷面的應(yīng)力集中，當(dāng)出現(xiàn)在中部時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很小的截割死角，可以通過在機(jī)頭殼體上布置鏟齒來解決整個(gè)問題。后刀盤的邊緣刮刀齒不僅可以修形截割，還具有裝載的效果。
[0036]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述工程用矩形截割刀盤包括兩層刀盤和行星輪；兩層刀盤分別前刀盤和后刀盤，一軸轉(zhuǎn)軸穿過前刀盤和后刀盤，所述后刀盤和行星輪通過螺栓連接或焊接的方式固定在一起，傳動(dòng)箱后部連接減速器，減速器與電機(jī)連接，前刀盤和后刀盤上均設(shè)置有在整個(gè)截割刀盤前進(jìn)的過程中切割的齒，后刀盤繞著前刀盤的軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)又進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述前刀盤包括中心蓋板和前刀盤刀柄板，在前刀盤刀柄板上設(shè)置有復(fù)數(shù)只前刀盤刀柄，復(fù)數(shù)只前刀盤刀柄分布在中心蓋板周圍，中心蓋板上設(shè)置有中心刀，前刀盤刀柄上設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)前刀片鏟齒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述前刀盤刀柄包括三個(gè)，分布在以中心蓋板為中心的360度的圓周上，相鄰兩個(gè)前刀盤刀柄相互之間的夾角為120 度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述中心蓋板為一個(gè)圓加一個(gè)矩形連在一起的結(jié)構(gòu)，中心刀包括三塊小刀片，相鄰兩個(gè)小刀片相互之間的夾角為120 度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述中心刀中的三塊小刀片的其中一個(gè)小刀片分布的一部分分布在矩形上，另一部分分布在圓上，另外兩個(gè)小刀片分布在圓上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述中心蓋板和中心刀一體成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述中心蓋板通過螺釘連接在前刀盤刀柄板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述后刀盤包括轉(zhuǎn)軸穿過的后刀盤中心圈和分布在后刀盤中心圈周圍的復(fù)數(shù)只后刀盤刀柄，后刀盤刀柄上設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)后刀片刮刀齒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述后刀盤刀柄包括三個(gè)，分布在以刀盤中心圈為中心的360度的圓周上，相鄰兩個(gè)后刀盤刀柄相互之間的夾角為120度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工程用矩形截割刀盤，其特征在于:所述后刀片刮刀齒包括兩種刮刀齒，一種為具有截割和裝載效果的邊緣刮刀齒，另一種為具有截割效果的豎直刮刀齒，邊緣刮刀齒和豎直刮刀齒均通過螺栓固定在固定板上，固定板通過螺栓固定在后刀柄上。
【文檔編號(hào)】E21D9/10GK103711501SQ201310753763
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】陳咪龍, 陳根林, 彭軍 申請(qǐng)人:上海安運(yùn)輸送設(shè)備有限公司, 中煤科工集團(tuán)上海研究院