專利名稱：土壓平衡盾構機雙環(huán)輻板式刀盤的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于掘進機械技術領域，涉及一種盾構刀盤。
背景技術：
盾構掘進機是一種隧道掘進的專用工程機械。目前地下工程采用盾構機進行隧道施工越來越廣泛，作為盾構機關鍵設備之一的刀盤裝置其結構將直接影響盾構機的性能和效率。而刀盤刀具的設計，極大地影響了盾構機的工作效率，針對不同的地層結構，需采用不同的刀具布置。而傳統(tǒng)的同心雙環(huán)刀盤因為外圍環(huán)形刀盤的設計，對作業(yè)面的機械支撐強度不夠，為此，常常采用六輻條刀盤，但是造成了刀盤開口率的降低了，限制了掘進速度，同時，也限制了該刀盤的使用范圍，在簡單的軟土地掘進時容易在中心形成泥餅，影響了掘進效率。因此，設計出能承受較大的機械支撐強度，且具有較大開口率的高強度，高效率刀盤，具有很大的意義。本實用新型刀盤盤面結構具有多種優(yōu)點，能滿足大開口和高強度要求。

實用新型內容為解決現(xiàn)有的同心雙環(huán)刀盤開口率小，易造成中心結泥餅，支撐強度低等問題，本實用新型提供一種雙環(huán)輻板式盾構刀盤，該刀盤不僅具有大的開口率，而且支撐強度高，從而提高掘進效率，縮短工期。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種土壓平衡盾構機雙環(huán)輻板式刀盤，包括內刀盤和外刀盤，內刀盤的中心開設有中心圓形開口，用于布置中心圓錐挖刀和中心切刀，所述的內刀盤為三對稱結構，包括呈對稱分布的三根主輻條(18)和三條寬梁(20)，在兩個主輻條之間設置有一個寬梁，每條寬梁的中部開口，主輻條與寬梁之間的內側通過連接箱體(8)相連，外側通過連接筋(13)相連；寬梁的中部開口之間通過內連接筋(7)相連。作為優(yōu)選實施方式，在內刀盤內側靠近中心圓形開口中用于布置每個中心圓錐挖刀的位置處，各開設有一個矩形開口(22);中心圓形開口為1200mm，主輻條為外圓弧直徑為7000mm，內圓弧直徑為2000mm，夾角為20度的類扇形；寬梁為外圓弧直徑為7000mm，內圓弧直徑為1000mm,夾角為30度的類扇形，寬梁的中部開口形狀及大小為外圓弧直徑6500mm,內圓弧直徑2900mm，夾角為20度的類扇形。本實用新型的有益效果是刀盤開口分布均勻，盤體輻條分布均勻，刀具布置分散。同時，三根主輻條，六根副輻條兩側均勻分布所需刀具，使應力均勻分布在整個盤面，使單根輻條上受力大大減小。刀盤對開挖面具有穩(wěn)定的支撐，開口率大，重量輕，強度高，開口均勻，位置偏中心，防止中心結泥餅。同時邊緣處開口小，有效的在整體大開口的前提下，減小了土體流失?？傊?，所設計的新型雙圓輻板式刀盤具有以下優(yōu)點(1)中心開口大，防止結泥餅；(2)外側開口小，滿足結構強度要求，同時防止土體流失；(3)輻條分布均勻，布刀均勻，使載荷均勻分布在梁和面板上，避免應力集中分布在同一根輻條上；(4)強度高，既有輻條的大開口，又有面板的強支撐。

圖I為本實用新型土壓平衡盾構機刀盤結構簡圖。圖2為內刀盤結構簡圖。圖3是外刀盤結構簡圖。其中圖I中1_外刀盤外連接箱體，2-外刀盤外連接筋，3-外刀盤內連接筋，4-外刀盤主輻條，5-外刀盤內連接箱體，6-外刀盤面板，7-內刀盤內連接筋，8-內刀盤內連接箱體，9-中心環(huán)，10-中心切刀刀座，11-中心圓錐挖刀，12-外刀盤外連接箱體，13-內刀盤外連接筋，14-中心切刀，15-周邊切刀，16-切刀，17-先行刀，18-內刀盤主輻條，22-矩形面。(我添了個標識)圖2中19_內刀盤外連接箱體，20-內刀盤副輻條。圖3中21_外刀盤中連接筋。
具體實施方式
以下通過具體實施例對本實用新型刀盤原理做進一步說明，該實用新型刀盤包括內外兩個刀盤面，參見圖I。本設計刀盤采用三對稱結構支架，刀盤由內外兩個刀盤面組成。內刀盤盤面為箱體式，采用對稱結構，由兩個成對稱三輻條組合而成。直徑7000_，在中心直徑為1200_處開口，超大的中心開口防止中心結泥餅，確保了掘進效率，同時在中心圓形開口的三個對稱位置挖掉三個矩形面，能保證強度的同時，加大中心開口率，在直徑2. 4米的區(qū)域內，達到局部開口率為85%以上。該設計改善了中心處受力，也避免了中心結泥餅問題。圖2所示三根較窄的輻條18為主輻條，寬梁20為副輻條，中心做成開口，可看做兩根對稱梁。主副輻條間隔均勻分布，外形尺寸強度相近，為均勻布刀提供了基礎，避免應力集中在三根主輻條上。主輻條18為外圓弧直徑為7000mm，內圓弧直徑為2000mm，夾角為20度的類似扇形結構。副福條20為外圓弧直徑為7000mm,內圓弧直徑為1000mm,夾角為30度的類似扇形結構，中心開口形狀及大小為外圓弧直徑6500mm,內圓弧直徑2900mm,夾角為20度的類扇形。主輻條18，副輻條20之間內側采用連接箱體8，外側采用連接筋13進行焊接連接，同時，副輻條20內部采用內連接筋7連接。圖3外刀盤內徑7100mm,外徑14200mm,外刀盤由8塊面板6和8根主輻條4組成，米用開口倉布置刀具，整體偏向于面板式盾構機。盤體內外連接處應力集中，故刀盤外側由箱體I連接，內側由箱體5連接，面板與輻條之間采用筋21連接，矩形開口處用內連接筋3進行加固連接，刀盤兩相鄰外連接箱體I之間由外連接筋2進行連接。因為直徑大，夕卜刀盤開口率約為55%。本刀盤盤面設計,在中心處采用弧形箱體連接，在福條間也采用這種箱體連接，最外側也采用箱體連接，在減輕重量的同時，提高刀盤力學性能。本設計刀盤有中心切刀14、周邊切刀15、切刀16、先行刀17和中心合金錐型挖刀11組成，用三把中心刀座10。其中內刀盤上布置中心切刀14、切刀16和錐形挖刀11，其中中心切刀14和錐形挖刀11采用螺栓連接，固定在中心刀架上，切刀16焊接在輻條上。外刀盤上布 置切刀16、周邊切刀15和先行刀17，刀具采用空間立體布局分散焊接布置在各輻條上。
權利要求1.一種土壓平衡盾構機雙環(huán)輻板式刀盤，包括內刀盤和外刀盤，內刀盤的中心開設有中心圓形開ロ，用于布置中心圓錐挖刀和中心切刀，其特征在于，所述的內刀盤為三對稱結構，包括呈對稱分布的三根主輻條(18)和三條寬梁(20)，在兩個主輻條之間設置有ー個寬梁，每條寬梁的中部開ロ，主輻條與寬梁之間的內側通過連接箱體(8)相連，外側通過連接筋(13)相連；寬梁的中部開ロ之間通過內連接筋(7)相連。
2.根據權利要求I所述的土壓平衡盾構機雙環(huán)輻板式刀盤，其特征在于，在內刀盤內側靠近中心圓形開口中用于布置每個中心圓錐挖刀的位置處，各開設有ー個矩形開ロ(22)。
3.根據權利要求I所述的土壓平衡盾構機雙環(huán)輻板式刀盤，其特征在干，中心圓形開ロ為1200mm，主輻條為外圓弧直徑為7000mm，內圓弧直徑為2000mm，夾角為20度的類扇形；寬梁為外圓弧直徑為7000_，內圓弧直徑為1000mm，夾角為30度的類扇形，寬梁的中部開ロ形狀及大小為外圓弧直徑6500mm，內圓弧直徑2900mm，夾角為20度的類扇形。
專利摘要本實用新型屬于掘進機械技術領域，涉及一種土壓平衡盾構機雙環(huán)輻板式刀盤，包括內刀盤和外刀盤，內刀盤的中心開設有中心圓形開口，用于布置中心圓錐挖刀和中心切刀，所述的內刀盤為三對稱結構，包括呈對稱分布的三根主輻條和三條寬梁，在兩個主輻條之間設置有一個寬梁，每條寬梁的中部開口，主輻條與寬梁之間的內側通過連接箱體相連，外側通過連接筋相連；寬梁的中部開口之間通過內連接筋(7)相連。本實用新型能夠防止結泥餅，并滿足結構強度要求，同時防止土體流失，既有輻條的大開口，又有面板的強支撐。
文檔編號E21D9/08GK202645577SQ201220226959
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2012年5月18日
發(fā)明者劉蒙蒙, 劉建琴, 郭偉, 蔣聰健, 趙多 申請人:天津大學