一种适用于软岩的救援掘进机开挖系统的制作方法

本技术涉及救援掘进机，尤其涉及一种适用于软岩的救援掘进机开挖系统。

背景技术：

1、随着隧道施工的大力发展，国内现有各类型隧道众多。一直来，地震、泥石流等自然灾害以及近距离其它施工的影响，一些年纪久老化隧道甚至在建隧道，坍塌事故频发，造成人员被困事故。此类，塌方事故中相当一部分事故所处地层为软岩。传统的救援方法，采用小导洞，人工现挖现支的模式，救援时间长，且还可能面临二次塌方危机救援人员的安全。因此，亟需一种机械化救援掘进机，快速打通救援通道。开挖系统是救援掘进机的关键核心部件之一，也是关能否快速打通救援通道的关键。

2、为了实现快速掘进，救援掘进机开挖直径一般在800mm左右，直径小，开挖系统设计困难。目前，国内对于救援掘进机开挖系统的研究起步较短，现有传统救援掘进机开挖系统主要有软土以及硬岩两种，但面对软岩地层时，现有的软土刀盘切削效率缓慢，掘不动；硬岩刀盘开口率小，进渣排渣难，严重影响掘进效率。传统救援掘进机开挖系统结构复杂，拆装困难，且难以适应软岩地层。

3、现有公告日为2020.04.21、公告号为cn210370649u的中国实用新型专利公开了一种救援盾构的软土刀盘，包括刀盘主体、若干个安装于刀盘主体上的中心刀、刮刀以及注水口，刀盘本体包括前端螺旋筒、后部螺旋筒以及位于前端螺旋筒和后部螺旋筒之间的过渡螺旋筒，前端螺旋筒包括前端筒体以及绕设于前端筒体周面上的前端叶片，刮刀并排设于安装面上且至少分为两组设于中心刀的两侧，中心刀两侧的刮刀的刀刃朝向相反。但该专利刀盘应对软岩地层刀具磨损严重，切削不动，导致掘进效率缓慢。

技术实现思路

1、针对上述的技术问题，本实用新型提出一种适用于软岩的救援掘进机开挖系统，用于解决现有技术中开挖系统结构复杂、软岩地层掘进效率缓慢的问题。

2、为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种适用于软岩的救援掘进机开挖系统，包括刀盘，刀盘上设有若干根刀具安装梁，且刀具安装梁沿着掘进方向由刀盘外周向靠近刀盘轴线倾斜设置。本实用新型通过刀具安装梁的倾斜设置，使得刀具切削轨迹呈弧锥形，以便更好的贯入开挖面切削软岩；且本实用新型结构简单，解决了现有技术中开挖系统结构复杂、软岩地层掘进效率缓慢的问题。

4、进一步地，为了使得刀具安装梁呈螺旋式设置以便于刀具更好的切入软岩，所述刀具安装梁包括固定横梁，且固定横梁的轴线与刀盘的轴线相错开，固定横梁旋转对称布置在刀盘上。

5、进一步地，为了使得刀具轨迹可以变径从而使得开挖面的大小可以变动，所述刀具安装梁还包括旋转对称布置在刀盘上的滑动横梁，且滑动横梁与刀盘滑动配合；滑动横梁与固定横梁交错布置。

6、进一步地，为了便于刀盘与滑动横梁的滑动配合，所述刀盘上设有与滑动横梁滑动配合的支撑梁，且滑动方向沿着滑动横梁的长度方向；滑动横梁与支撑梁之间通过相契合的燕尾滑块和燕尾滑槽滑动配合。

7、进一步地，为了限位滑动横梁，以防止刀盘回退时燕尾滑块掉落，所述燕尾滑块和支撑梁之间设有限位销轴；燕尾滑块上设有与限位销轴滑动配合的限位滑槽；限位销轴一端与支撑梁螺接、另一端为光轴与限位滑槽滑动连接。

8、进一步地，为了更好的切入软岩，所述刀具为截齿；所述刀盘的中部也设有截齿；所述截齿均朝向刀盘的转动方向一侧倾斜设置。

9、进一步地，为了驱动刀盘转动的同时用于排渣，还包括排渣螺旋轴，所述排渣螺旋轴上设有螺旋叶片；排渣螺旋轴与刀盘连接用于驱动刀盘的转动。

10、进一步地，为了在掘进完成时作为支撑并在救援时形成通道，还包括套设在排渣螺旋轴外侧的外套筒，排渣螺旋轴与外套筒可移动配合用于带动刀盘回退到外套筒内部；且外套筒与滑动横梁的端部配合用于推动滑动横梁向刀盘中心滑动。

11、进一步地，为了在外侧截齿磨损无法保证开挖轮廓时，仍然可以保证开挖轮廓，所述外套筒的前端设有球齿。

12、进一步地，为了辅助切削软岩和利于排渣，所述刀盘上开设有若干个喷口和若干个进渣口，且喷口和进渣口均布在刀盘上。

13、本实用新型的有益效果：

14、1.本实用新型刀具的切削轨迹呈弧锥形，以便更好的贯入切削软岩；

15、2.本实用新型通过在外套筒正面、侧斜面布置由球齿，当外侧截齿磨损，无法保证开挖轮廓时，外套筒球齿可用来保证开挖轮廓；

16、3.本实用新型的滑动横梁采用燕尾滑块结构用于滑动，侧部开有限位滑槽，通过限位销轴用于滑动限位，以防止刀盘回退时，燕尾滑块掉落；

17、4.本实用新型的限位销轴上部为螺纹、下部为光轴，使得限位销轴通过螺纹与刀盘主体连接，可拆卸，即能防止掘进时，限位销轴脱落，又能在更换变径滑块时快速取出限位销轴；

18、5.本实用新型解决了现有救援掘进机开挖系统结构复杂，且在软岩地层掘进慢、出渣困难等技术难题；

19、6.本实用新型针对性的提高了救援掘进机在软岩地层的掘进速度，有利于完成快速救援。

技术特征：

1.一种适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：包括刀盘（1），刀盘（1）上设有若干根刀具安装梁，且刀具安装梁沿着掘进方向由刀盘（1）外周向靠近刀盘（1）轴线倾斜设置；所述刀具安装梁包括固定横梁（101），且固定横梁（101）的轴线与刀盘（1）的轴线相错开，固定横梁（101）旋转对称布置在刀盘（1）上。

2.根据权利要求1所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：所述刀具安装梁还包括旋转对称布置在刀盘（1）上的滑动横梁（102），且滑动横梁（102）与刀盘（1）滑动配合；滑动横梁（102）与固定横梁（101）交错布置。

3.根据权利要求2所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：所述刀盘（1）上设有与滑动横梁（102）滑动配合的支撑梁，且滑动方向沿着滑动横梁（102）的长度方向；滑动横梁（102）与支撑梁之间通过相契合的燕尾滑块（1022）和燕尾滑槽滑动配合。

4.根据权利要求3所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：所述燕尾滑块（1022）和支撑梁之间设有限位销轴（105）；燕尾滑块（1022）上设有与限位销轴（105）滑动配合的限位滑槽（1021）；限位销轴（105）一端与支撑梁螺接、另一端为光轴与限位滑槽（1021）滑动连接。

5.根据权利要求1~4任一项所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：所述刀具为截齿（104）；所述刀盘（1）的中部也设有截齿（104）；所述截齿（104）均朝向刀盘（1）的转动方向一侧倾斜设置。

6.根据权利要求2~4任一项所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：还包括排渣螺旋轴（3），所述排渣螺旋轴（3）上设有螺旋叶片；排渣螺旋轴（3）与刀盘（1）连接用于驱动刀盘（1）的转动。

7.根据权利要求6所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：还包括套设在排渣螺旋轴（3）外侧的外套筒（2），排渣螺旋轴（3）与外套筒（2）可移动配合用于带动刀盘（1）回退到外套筒（2）内部；且外套筒（2）与滑动横梁（102）的端部配合用于推动滑动横梁（102）向刀盘（1）中心滑动。

8.根据权利要求7所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：所述外套筒（2）的前端设有球齿（201）。

9.根据权利要求1~4或7或8任一项所述的适用于软岩的救援掘进机开挖系统，其特征在于：所述刀盘（1）上开设有若干个喷口（106）和若干个进渣口（103），且喷口（106）和进渣口（103）均布在刀盘（1）上。

技术总结本技术提出了一种适用于软岩的救援掘进机开挖系统，包括刀盘，刀盘上设有若干根刀具安装梁，且刀具安装梁沿着掘进方向由刀盘外周向靠近刀盘轴线倾斜设置。本技术通过刀具安装梁的倾斜设置，使得刀具切削轨迹呈弧锥形，以便更好的贯入开挖面切削软岩；且本技术结构简单，解决了现有技术中开挖系统结构复杂、软岩地层掘进效率缓慢的问题。技术研发人员：栾亚猛,袁征,万国伟,冯战勇,安乐乐,刘思祺受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司技术研发日：20231023技术公布日：2024/7/23