專利名稱：異型異徑隧道鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及旋轉(zhuǎn)式水沖隧道鉆，特別是一種異型異徑環(huán)狀切割的隧道鉆，適用于各種形狀、各種口徑的隧道鉆進(jìn)。
目前鐵路隧道、礦山巷道掘進(jìn)中均采用實(shí)心鉆，這類鉆機(jī)耗能多，鉆頭磨損嚴(yán)重，很不經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明人曾在CN93224386中公開了一種四環(huán)水沖隧道鉆，該鉆機(jī)將金剛石鉆頭鑲在兩個(gè)同軸的巖芯管端部形成內(nèi)、外環(huán)鉆頭體，在內(nèi)、外環(huán)鉆頭體上分別設(shè)有球面滑道及可沿滑道向中心合攏的橫向球面切刀，以將進(jìn)入鉆頭體內(nèi)的巖芯分別橫向切斷。內(nèi)、外環(huán)鉆頭體由安裝在步移機(jī)架上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種鉆機(jī)的外環(huán)鉆頭體是固定的，因而只能鉆出直徑固定的圓形隧道，對(duì)于不同直徑的異形截面隧道，則無法一次成孔。
本實(shí)用新型的目的是要避免上述困難，而提供一種外環(huán)鉆頭體能按要求沿徑向伸縮的環(huán)形空心鉆，從而能一次鉆出各種形狀的隧道孔，并能順利將進(jìn)入管內(nèi)的巖石切斷，取出。
本實(shí)用新型的解決方案是裝在步移機(jī)架上的電機(jī)經(jīng)主傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)內(nèi)環(huán)鉆頭體旋轉(zhuǎn)；外環(huán)鉆頭體由多個(gè)可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的鉆頭臂組成，鉆頭臂的尾端安裝在靠模板的仿形滑槽內(nèi)，靠模板與機(jī)架固結(jié)；外環(huán)鉆頭臂上還聯(lián)有導(dǎo)向滑桿，可在內(nèi)環(huán)鉆頭體的徑向槽內(nèi)滑動(dòng)伸縮。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。


圖1是異型異徑隧道鉆的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1隧道鉆掘進(jìn)矩形截面隧道孔的橫向剖視圖。
圖3是內(nèi)、外環(huán)鉆頭體分別切割巖芯的斷面示意圖。
參見附圖，異形異徑隧道鉆包括驅(qū)動(dòng)機(jī)架例如步移機(jī)架5，其上裝有電機(jī)22，減速機(jī)25、主傳動(dòng)軸26、方桿軸4、方桿套6、鉆頭體方孔35及牽引鋼絲繩7、8和滑輪9等。方桿軸與方桿套及鉆頭體中心方孔35滑動(dòng)配合。電機(jī)22通過主傳動(dòng)軸26帶動(dòng)內(nèi)環(huán)鉆頭體17旋轉(zhuǎn)。內(nèi)環(huán)鉆頭體17包括鉆頭臂1、鉆頭3、球面滑道12和橫向球面切刀10等。外環(huán)鉆頭體18包括四個(gè)可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的鉆頭臂37以及鉆頭3、球面滑道13和橫向球面切刀11等。有關(guān)四環(huán)隧道鉆的結(jié)構(gòu)和操作已在CN93224386中做過詳細(xì)描述，此處不再贅述。僅就本外環(huán)鉆頭體變徑原理說明如下
圖1中外環(huán)鉆頭體18具有多個(gè)可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的鉆頭臂37，各外環(huán)鉆頭臂的尾端裝有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子20，將滾子置于靠模板28的仿形滑槽34內(nèi)，依靠滑槽兩側(cè)的輪廓曲線使?jié)L子始終沿滑槽的曲線運(yùn)動(dòng)?？磕０?8與機(jī)架固結(jié)。圖中滑槽所在的平面與主傳動(dòng)軸26相垂直。滑槽的形狀應(yīng)與所設(shè)計(jì)的隧道孔的形狀相適應(yīng)。比如隧道孔的截面形狀是矩形或拱形，那么滑槽的形狀也相應(yīng)是矩形或拱形，見圖2?；鄣男螤畛叽绫葘?shí)際隧道要小得多。為了使外環(huán)鉆頭臂37在伸縮過程中能保持平動(dòng)，其上聯(lián)有導(dǎo)向滑桿16，可在內(nèi)環(huán)鉆頭體的徑向槽23內(nèi)自由滑動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)使外環(huán)鉆頭體與內(nèi)環(huán)鉆頭體保持同步旋轉(zhuǎn)。
外環(huán)鉆頭臂37尾端可通過球形滑塊或滾子20安裝在靠模板28的仿形滑槽內(nèi)。由于自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子與滑槽之間為滾動(dòng)摩擦，磨損較小，可用來傳遞較大的動(dòng)力。
圖3是內(nèi)、外環(huán)鉆頭體分別切割巖芯的斷面示意圖。內(nèi)環(huán)鉆頭體切出圓形環(huán)槽14，而外環(huán)鉆頭體切出非圓形的異形環(huán)槽15。在切割一定形狀的隧道孔前，必須預(yù)先設(shè)定與之相應(yīng)的滑槽形狀。
工作時(shí)，接通步移機(jī)架5上配電柜23的電源，開啟電機(jī)22，經(jīng)減速器25、主傳動(dòng)軸26、方桿軸4、方桿套6等帶動(dòng)內(nèi)環(huán)鉆頭體并進(jìn)而帶動(dòng)外環(huán)鉆頭體旋轉(zhuǎn)。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的滑槽形狀，外環(huán)鉆頭體沿徑向伸縮從而達(dá)到異形異徑切割的目的。本裝置的其它機(jī)構(gòu)及操作過程均與CN93224386相同，不贅述。
異型異徑隧道鉆的外環(huán)鉆頭體可按要求沿徑向伸縮，一次鉆出孔徑大小不同，形狀各異的非圓形隧道孔。廣泛適用于鐵路、公路、海洋、采礦等大直徑異型隧道的掘進(jìn)。與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，具有施工效率高、節(jié)約電力、使用方便、省時(shí)省力和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)屬該領(lǐng)域首創(chuàng)性發(fā)明。
權(quán)利要求1.異型異徑隧道鉆，包括步移機(jī)架(5)、電機(jī)(22)及內(nèi)、外環(huán)鉆頭體(17)、(18)，電機(jī)(22)經(jīng)主傳動(dòng)軸(26)驅(qū)動(dòng)內(nèi)環(huán)鉆頭體(17)旋轉(zhuǎn)，其特征在于所說外環(huán)鉆頭體(18)由多個(gè)可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的鉆頭臂(37)組成，鉆頭臂的尾端安裝在靠模板(28)的仿形滑槽(34)內(nèi)，靠模板(28)與機(jī)架固結(jié)；外環(huán)鉆頭臂(37)上聯(lián)有導(dǎo)向滑桿(16)，可在內(nèi)環(huán)鉆頭體(17)的徑向槽(23)內(nèi)滑動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道鉆，其特征在于所說外環(huán)鉆頭臂(37)的尾端通過滾子(20)或球形滑塊安裝在靠模板(28)的仿形滑槽(34)內(nèi)。
專利摘要異型異徑隧道鉆具有內(nèi)、外環(huán)鉆頭體，電機(jī)經(jīng)主軸驅(qū)動(dòng)內(nèi)環(huán)鉆頭體旋轉(zhuǎn)；外環(huán)鉆頭體的尾端安裝在靠模板的仿形滑槽內(nèi)，靠模板與機(jī)架固結(jié)。外環(huán)鉆頭體上聯(lián)有導(dǎo)向滑桿，可在內(nèi)環(huán)鉆頭體的徑向槽內(nèi)滑動(dòng)。當(dāng)內(nèi)環(huán)鉆頭體旋轉(zhuǎn)時(shí)，外環(huán)鉆頭體即按照預(yù)先設(shè)定的滑槽形狀沿徑向伸縮，從而實(shí)現(xiàn)一次切割成異型隨道孔的目的。本鉆機(jī)為環(huán)形空心鉆，施工效率高，節(jié)約電能，一次成孔。廣泛適用于鐵路，采礦等大直徑異型隧道鉆的掘進(jìn)。
文檔編號(hào)E21B7/00GK2204849SQ9421031
公開日1995年8月9日 申請(qǐng)日期1994年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月19日
發(fā)明者聶敬太 申請(qǐng)人:聶敬太