一种小直径TBM出渣结构及隧道掘进机的制作方法

一种小直径tbm出渣结构及隧道掘进机
技术领域
1.本发明属于小直径tbm设计领域，特别涉及一种适用于小直径tbm的出渣结构。


背景技术：

2.目前，全断面岩石掘进机多采用皮带机出渣，中大直径tbm(tunnel boring machine，全断面硬岩隧道掘进机)由于空间较大，刀盘驱动采用周边布置形式，刀盘中部有足够的空间用于放置出渣系统，出渣系统布置在刀盘中间，由布置在刀盘周边的铲齿把滚刀截割的渣石从底部通过溜渣板转运至刀盘中部的溜渣槽中，进而有溜渣槽下部的皮带机转到洞外，而随着开挖直径的缩小，刀盘驱动单元只能布置在刀盘旋转中心，从而刀盘中部没有足够的空间布置出渣系统。
3.因此，如何提供一种新型出渣结构，以满足小直径刀盘截割出渣的需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种小直径tbm出渣结构，可满足小直径刀盘截割出渣的需求，以达到小直径tbm掘进和出渣要求。本发明另一目的在于提供一种具有上述小直径tbm出渣结构的隧道掘进机。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于小直径tbm出渣结构，包括刀盘本体、滚刀、铲齿、导料板、溜渣板和出渣皮带机，其中，
6.所述刀盘本体的前端面设置有所述滚刀和所述铲齿，且所述刀盘本体的后端面的中部与隧道掘进机的驱动单元连接；
7.所述溜渣板位于所述刀盘本体的后端，且固定于前盾上，所述溜渣板在其顶部开设有用于安装出渣皮带机的安装缺口；
8.所述铲齿安装于所述刀盘本体上，用于把所述滚刀截割的渣料从所述刀盘本体底部铲到所述导料板上。
9.可选的，所述出渣皮带机固定于所述驱动单元的上部，所述出渣皮带机的接料斗伸入至所述溜渣板的开槽中，用于把所述滚刀截割的渣料转运到所述出渣皮带机上，进而转运至洞外。
10.可选的，所述铲齿为多个。
11.可选的，所述导料板的数量为多个，各所述导料板均能随所述刀盘本体旋转至所述出渣皮带机的接料斗的上方。
12.可选的，所述导料板为螺旋形状的螺旋导料板。
13.可选的，所述导料板的内侧与所述溜渣板之间设置间隙，所述导料板的外侧与所述前盾之间设置间隙。
14.可选的，所述导料板为沿所述刀盘本体的周向均匀布置的多个。
15.可选的，所述导料板和所述铲齿均可拆卸设置于所述刀盘本体。
16.本方案还提供一种隧道掘进机，包括前盾、驱动单元和如上文所述的小直径tbm出渣结构。
17.本方案提供一种小直径tbm出渣结构，有益效果在于：
18.安装于刀盘本体周边及面部的铲齿，在刀盘旋转下，把渣石从刀盘本体底部铲运到导料板上，再经过溜渣板，使渣料落到位于溜渣板上的安装缺口中的出渣皮带机接料斗中，然后由出渣皮带机转运到洞外，可满足小直径刀盘截割出渣的需求。同时，出渣皮带机采用顶部布置，将刀盘本体后端中部的位置全部预留给驱动单元，提高了刀盘驱动单元的功率，最终可达到小直径tbm掘进和出渣要求，提高掘进效率。
19.本发明还提供了一种具有上述小直径tbm出渣结构的隧道掘进机，因此，其同样具有上述有益效果，此处便不再赘述。
附图说明
20.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。
21.图1为本方案提供的小直径tbm出渣结构的主视图；
22.图2为图1在m
‑
m向的剖视图；
23.图3为图2在n
‑
n向的剖视图。
24.上图中：
25.刀盘本体1、滚刀2、铲齿3、导料板4、溜渣板5、出渣皮带机6、前盾p。
具体实施方式
26.本发明的核心是提供一种小直径tbm出渣结构及隧道掘进机，可满足小直径刀盘截割出渣的需求，以达到小直径tbm掘进和出渣要求，保持掘进效率。
27.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。
28.请参考图1
‑
图3，本发明提供一种小直径tbm出渣结构，包括刀盘本体1、滚刀2、铲齿3、导料板4、溜渣板5和出渣皮带机6。
29.其中，刀盘本体1的前端面设置有滚刀2和铲齿5，且刀盘本体1的后端面的中部与隧道掘进机的驱动单元连接。
30.溜渣板5位于刀盘本体1的后端，且固定于前盾p上，溜渣板5在其自身顶部开设有用于安装出渣皮带机6的安装缺口。
31.铲齿3安装于刀盘本体1上，具体地，铲齿3为多个。刀盘本体1的周边根据出渣要求可布置多组铲齿3，用于把滚刀2截割的渣料从刀盘本体1底部铲到导料板4上，铲齿3磨损后可更换。
32.在优选实施例中，出渣皮带机6设置于驱动单元的顶部。相应的，安装缺口设置于溜渣板5的顶部。出渣皮带机6的接料斗伸入至溜渣板5的开槽中，用于把滚刀2截割的渣料转运到出渣皮带机6上，进而转运至洞外。
33.出渣皮带机6和安装缺口的位置一一对应，当然，二者还可以同时设置于驱动单元的两侧或其他周向远离中部的任意位置，上述改进均在本案保护范围内。出渣皮带机6设置于刀盘本体1的顶部，即出渣方式采用顶部出渣方式，而刀盘本体1的中部布置驱动单元，使小直径tbm出渣结构空间布置更加合理，具备足够的操作空间，提高了小直径tbm出渣结构的空间利用率。
34.导料板4的数量为多个，各导料板4均能随刀盘本体1至出渣皮带机6的接料斗的上方，便于铲齿3在随刀盘本体1旋转过程中将渣料从底部依次通过各导料板4送至接料斗上方。
35.为了渣料更好的收集和排出，优选地，导料板4为螺旋形状的螺旋导料板，导料板的螺旋曲面相较于单纯的平面或半管状曲面更利于留住渣料，能够避免刀盘本体1在旋转过程中渣料从导料板4中掉落到刀盘本体1底部，易于将前部的渣料传递到刀盘本体1后部的出渣皮带机6上。螺距可根据出渣要求和刀盘转速计算得出。
36.导料板4的内侧与溜渣板5之间设置小间隙，导料板4的外侧与前盾p之间设置小间隙。选取合理适中的间隙，可以保证安装配合不受影响的同时，还可防止更多渣料从间隙中漏出。开挖的渣土通过铲齿3、导料板4和溜渣板5共同配合溜进接料斗中。
37.导料板4为沿刀盘本体1的周向均匀布置的多个。为了便于磨损后的更换，导料板4和铲齿5均可拆卸设置于刀盘本体1。
38.本案通过刀盘本体1后部与驱动单元连接，驱动单元固定于前盾p上，把滚刀2截割所需的推力和扭矩传递到驱动单元，进而传递到前盾p上。滚刀2安装于刀盘本体1的刀座中，刀盘上按照滚刀轨迹布置多把滚刀2，用于截割掌子面的岩石，磨损后可更换。铲齿3安装于刀盘本体1上，刀盘周边根据出渣要求可布置多组，用于把滚刀2截割的渣料从刀盘底部铲到螺旋导料板4上，铲齿磨损后可更换；导料板4安装于刀盘本体1上，设计为螺旋形状，导料板4的内侧与溜渣板5小间隙配合，导料板4的外侧与前盾p小间隙配合，用于把铲齿3铲起的渣料转运到刀盘本体1后部的出渣皮带机6的接料斗中，螺距根据出渣要求和刀盘转速计算得出，根据出渣需求可布置多组，螺旋导料板4可设计为可拆卸式；溜渣板5位于刀盘本体1后部，固定于前盾p上，防尘溜渣板5上部开槽放置出渣皮带机6的接料斗，由螺旋导料板4转运的渣料经过防尘溜渣板5转运至皮带机接料斗，同时，防尘溜渣板5还有具有防尘功能，把滚刀2截割产生的尘土隔离在前盾p前部；出渣皮带机6固定于驱动单元的上部，皮带机接料斗伸入至防尘溜渣板5的安装缺口中，用于把滚刀2截割的渣料转运到出渣皮带机6上，进而转运至洞外。
39.结合附图，该结构的工作原理：滚刀2截割所需的推力及扭矩通过刀盘本体1传递到滚刀2上，滚刀2的刀圈旋转挤压掌子面岩石，造成岩石破碎，破碎的渣石在重力的作用下滑落到刀盘前部；铲齿3安装于刀盘本体1前部的周边，在刀盘旋转下，把渣石从刀盘本体1底部铲运到导料板4上；螺旋导料板4外侧与前盾p内壁小间隙配合，内侧与防尘溜渣板5小间隙配合，在刀盘旋转下，把渣料从刀盘本体1前部转运至刀盘本体1后部，由刀盘本体1底部转运到刀盘本体1上部，并落到位于溜渣板5上的安装缺口中的出渣皮带机6接料斗中，然后由出渣皮带机6转运到洞外。
40.上述小直径tbm出渣结构的结构紧凑，设计巧妙，刀盘上可设计多组铲齿3及导料板4，可提高出渣效率；螺旋导料板4的螺距可根据掘进速度和刀盘转速设计，可根据不同的
掘进速度进行更换，适应性更好；防尘溜渣板5既具有溜渣功能又兼顾防尘功能，简化设计，可靠性高；出渣皮带机6在顶部布置，可把中部位置全部给刀盘驱动预留，提高刀盘驱动的功率，提高掘进效率；铲齿3和导料板4设计为可更换式结构，及满足工程需求，又为刀盘更换刀具提供操作空间。
41.上述设计结构紧凑，设计巧妙，出渣效率高，稳定性高，拆卸方便，维护简单，可广泛应用于小直径tbm的出渣结构设计中。
42.此外，本技术还公开了一种隧道掘进机，包括前盾p、驱动单元和如上述实施例中公开的小直径tbm出渣结构。因此，具有该小直径tbm出渣结构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。
43.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。