一种TBM快速更换滚刀刀架

本发明属于隧道掘进设备，具体为一种tbm快速更换滚刀刀架。

背景技术：

1、tbm是全断面硬岩掘进机的俗称，它主要用于在岩石地层中进行隧道的暗挖施工，tbm是一个由多个独立子系统组成的大系统，融合了机械、电气、液压、通风防尘、气动、水流、润滑、钢结构、起重、运输、监控、无线电、地质预报、激光导向等多学科的技术，在进行掘进时主要移开滚刀实现，且滚刀通常安装在刀架上。

2、现有技术中的tbm快速更换滚刀刀架，在实现快速更换过程中，收到刀架槽中泥土和石块的渗透卡阻，在实际拆卸更换滚刀时，存在局部滚刀卡阻不便拆卸的情况，同时部分泥土在刀架安装槽中填充，一方面降低了滚刀更换的难度，另一方面更换出的滚刀附带大量泥土，还需要增设清理步骤，残留在安装槽中的泥土和石块进一步阻碍了新更换的滚刀的正常安装和使用，综合使用效果不佳。

3、此外，现有技术中的tbm快速更换滚刀刀架，在实际运行时，在搭载滚刀垂向对岩石泥土进行破碎掘进时，针对刚性较大的岩石层，一方面单纯滚刀动作下破碎效率一般，难以克服复杂的掘进工作，另一方面掘进过程中落入到滚刀安装槽中的石块影响进一步的滚刀作业，使用效果不佳。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种tbm快速更换滚刀刀架，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种tbm快速更换滚刀刀架，包括刀架体，所述刀架体的顶部开设有安装槽，所述安装槽的内部设有滚刀组件，所述刀架体的内部开设有连通槽，所述刀架体的内部转动安装有转动轴，所述转动轴的外表面固定套接有转动盘，所述转动盘的两侧面均固定连接有环形刷，所述转动盘与转动轴相连通，所述刀架体的内部设有气泵，所述气泵的出气端与转动轴相连通，所述刀架体的顶部设有调节组件，所述安装槽的内部设有震动组件，所述震动组件的侧面倾斜布置有推动组件；

3、所述转动盘包括盘体、内环腔、中间孔和喷气孔，所述盘体的外表面设有环绕分布的弧形凹槽。

4、优选的，所述滚刀组件包括连接轴、滚刀、卡槽、卡块和弹簧一，所述滚刀通过轴承套接在连接轴的外表面上，所述卡槽开设在连接轴的两端，所述弹簧一和卡块位于连通槽中，所述弹簧一的一端与卡块固定连接且另一端固定连接在连通槽的内部，所述卡块与卡槽活动套接。

5、优选的，所述刀架体的内部开设有弧形槽一和弧形槽二，所述弧形槽二对称分布在弧形槽一的两侧，所述弧形槽一位于相邻滚刀之间的下方。

6、优选的，所述盘体转动套接在弧形槽一的内部，所述环形刷固定连接在盘体的两侧且转动套接在弧形槽二的内部，所述盘体与滚刀交替分布。

7、优选的，所述内环腔和中间孔均开设在盘体的内部且彼此连通，所述喷气孔倾斜开设在盘体对称两侧面上且与内环腔相连通，所述中间孔与转动轴相连通。

8、优选的，所述转动轴的一端开设有通腔，所述通腔与气泵的出气口连通，所述转动轴的另一端设有电机，所述电机的输出轴与转动轴固定连接，所述电机安装在刀架体中，所述刀架体的内部开设有内部腔，所述气泵安装在内部腔中，所述转动轴的外表面开设有气孔，所述气孔的两端分别与通腔和中间孔相连通。

9、优选的，所述刀架体的内部开设有存储腔，所述存储腔与连通槽相连通，所述调节组件包括活塞板和螺纹杆，所述活塞板活动套接在存储腔的内部，所述螺纹杆的一端固定在活塞板的顶面且另一端穿过刀架体的顶部且与刀架体螺纹套接。

10、优选的，所述震动组件包括固定管、活动杆、弹簧二和撞击球，所述固定管固定连接在安装槽的底面，所述活动杆的下端活动套接在固定管中且上端位于固定管的上方并与撞击球固定连接，所述弹簧二的上端与活动杆的下端固定，所述弹簧二的下端固定连接在安装槽的底面。

11、优选的，所述推动组件包括斜管、推杆、固定环和弹簧三，所述斜管倾斜固定连通在固定管的外侧面上，所述固定环固定套接在斜管中，所述推杆一端活动套接在斜管中，所述推杆的另一端紧贴盘体的外侧圆周面上，所述弹簧三的一端与固定环固定连接且另一端与推杆固定连接。

12、本发明的有益效果如下：

13、1、本发明通过在刀架体的内部转动轴，在带动转动盘旋转时，配合环形刷对各个分布安装的滚刀进行摩擦清洁，同时配合盘体的转动，对安装槽中的残留块状石块和泥土破碎，使得安装槽中残留泥土石块细碎化，从而在进行更换滚刀的同时快速实现换出的滚刀的清理，避免增加后续清理难度，同时清理掉安装槽中的石块和泥土后，腾出足量的空间进行新滚刀的更换，避免残留石块泥土干扰滚刀的安装定位，且在持续清理时，配合气泵的输入气体，引导气流沿着转动盘两侧倾斜吹出，并在旋转过程中进一步对安装槽进行清理，大大提高实际清理效果，且提高更换效果。

14、2、本发明通过再次利用转动盘的旋转，在实际掘进作业时，不断扰动安装槽的内部空间，动态转动下有效的主动推出石块，避免掘进过程中产生的碎石卡阻在安装槽中而造成滚刀卡死，维持滚刀的稳定掘进工作，大大提高了掘进质量，减小卡刀情况的发生，使用效果好。

15、3、本发明通过再次利用转动盘的旋转，配合盘体外侧圆弧面环绕分布的弧形凹槽，并与一侧的推动组件配合，保证盘体旋转时间歇推动推杆沿着斜管内部滑动，进而间歇压缩斜管内部滑油，在连通效果下实现震动组件中滑油压力的升高，从而推动活动杆和撞击球的间歇动作，并在掘进过程中实现对石块泥土的撞击震动，加强粉碎效果，提高掘进效果。

技术特征：

1.一种tbm快速更换滚刀刀架，包括刀架体(1)，其特征在于：所述刀架体(1)的顶部开设有安装槽(2)，所述安装槽(2)的内部设有滚刀组件(4)，所述刀架体(1)的内部开设有连通槽(3)，所述刀架体(1)的内部转动安装有转动轴(9)，所述转动轴(9)的外表面固定套接有转动盘(11)，所述转动盘(11)的两侧面均固定连接有环形刷(12)，所述转动盘(11)与转动轴(9)相连通，所述刀架体(1)的内部设有气泵(6)，所述气泵(6)的出气端与转动轴(9)相连通，所述刀架体(1)的顶部设有调节组件(16)，所述安装槽(2)的内部设有震动组件(17)，所述震动组件(17)的侧面倾斜布置有推动组件(18)；

2.根据权利要求1所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述滚刀组件(4)包括连接轴(41)、滚刀(42)、卡槽(43)、卡块(44)和弹簧一(45)，所述滚刀(42)通过轴承套接在连接轴(41)的外表面上，所述卡槽(43)开设在连接轴(41)的两端，所述弹簧一(45)和卡块(44)位于连通槽(3)中，所述弹簧一(45)的一端与卡块(44)固定连接且另一端固定连接在连通槽(3)的内部，所述卡块(44)与卡槽(43)活动套接。

3.根据权利要求2所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述刀架体(1)的内部开设有弧形槽一(7)和弧形槽二(8)，所述弧形槽二(8)对称分布在弧形槽一(7)的两侧，所述弧形槽一(7)位于相邻滚刀(42)之间的下方。

4.根据权利要求3所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述盘体(111)转动套接在弧形槽一(7)的内部，所述环形刷(12)固定连接在盘体(111)的两侧且转动套接在弧形槽二(8)的内部，所述盘体(111)与滚刀(42)交替分布。

5.根据权利要求4所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述内环腔(112)和中间孔(113)均开设在盘体(111)的内部且彼此连通，所述喷气孔(114)倾斜开设在盘体(111)对称两侧面上且与内环腔(112)相连通，所述中间孔(113)与转动轴(9)相连通。

6.根据权利要求5所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述转动轴(9)的一端开设有通腔(13)，所述通腔(13)与气泵(6)的出气口连通，所述转动轴(9)的另一端设有电机(10)，所述电机(10)的输出轴与转动轴(9)固定连接，所述电机(10)安装在刀架体(1)中，所述刀架体(1)的内部开设有内部腔(5)，所述气泵(6)安装在内部腔(5)中，所述转动轴(9)的外表面开设有气孔(14)，所述气孔(14)的两端分别与通腔(13)和中间孔(113)相连通。

7.根据权利要求6所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述刀架体(1)的内部开设有存储腔(15)，所述存储腔(15)与连通槽(3)相连通，所述调节组件(16)包括活塞板(161)和螺纹杆(162)，所述活塞板(161)活动套接在存储腔(15)的内部，所述螺纹杆(162)的一端固定在活塞板(161)的顶面且另一端穿过刀架体(1)的顶部且与刀架体(1)螺纹套接。

8.根据权利要求7所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述震动组件(17)包括固定管(171)、活动杆(172)、弹簧二(173)和撞击球(174)，所述固定管(171)固定连接在安装槽(2)的底面，所述活动杆(172)的下端活动套接在固定管(171)中且上端位于固定管(171)的上方并与撞击球(174)固定连接，所述弹簧二(173)的上端与活动杆(172)的下端固定，所述弹簧二(173)的下端固定连接在安装槽(2)的底面。

9.根据权利要求8所述的一种tbm快速更换滚刀刀架，其特征在于：所述推动组件(18)包括斜管(181)、推杆(182)、固定环(183)和弹簧三(184)，所述斜管(181)倾斜固定连通在固定管(171)的外侧面上，所述固定环(183)固定套接在斜管(181)中，所述推杆(182)一端活动套接在斜管(181)中，所述推杆(182)的另一端紧贴盘体(111)的外侧圆周面上，所述弹簧三(184)的一端与固定环(183)固定连接且另一端与推杆(182)固定连接。

技术总结本发明属于隧道掘进技术领域，且公开了一种TBM快速更换滚刀刀架，包括刀架体，所述刀架体的顶部开设有安装槽，所述安装槽的内部设有滚刀组件，所述刀架体的内部开设有连通槽。本发明通过同时配合盘体的转动，对安装槽中的残留块状石块和泥土破碎，使得安装槽中残留泥土石块细碎化，从而在进行更换滚刀的同时快速实现换出的滚刀的清理，避免增加后续清理难度，同时清理掉安装槽中的石块和泥土后，腾出足量的空间进行新滚刀的更换，避免残留石块泥土干扰滚刀的安装定位，且在持续清理时，配合气泵的输入气体，引导气流沿着转动盘两侧倾斜吹出，并在旋转过程中进一步对安装槽进行清理，大大提高实际清理效果，且提高更换效果。技术研发人员：宋培章,黄保营,张基伟,姚开元,张玉昊,陈弦,刘垚受保护的技术使用者：北京科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12