[发明专利]一种盾构机刀盘及其控制方法

说明书

本发明涉及隧道掘进设备技术领域，公开了一种盾构机刀盘及其控制方法，包括刀盘壳体，刀盘壳体上安装有外刀盘，外刀盘内设有至少两个内刀盘，内刀盘包括一级内刀盘和二级内刀盘，外刀盘和内刀盘上均安装有主刀具，内刀盘上设有漏孔，刀盘壳体中设有与内刀盘连接的传动组件，内刀盘通过传动组件与伸缩组件连接，传动组件中包括有转动连接件，通过多级内刀盘以及伸缩组件的设置，使盾构机的刀盘可以是平面切削也可以为多级的阶梯切削，从而能够适应不同的土质以及工作要求，可根据岩土层的实际情况选择阶梯之间的高度；在多级阶梯切削时，可使相邻的刀盘转动方向相反，提高岩层破碎效率，进而提高掘进效率。

技术领域

本发明涉及隧道掘进设备技术领域，具体为一种盾构机刀盘及其控制方法。

背景技术

现阶段的盾构机刀盘为圆盘状的平面结构，刀具设置在刀盘上，进行掘进的过程中，盾构机整体向前推进，刀具对前方土层进行切削，刀盘的主掘进面和刀盘上的刀具分别位于同一平面上，刀盘和刀具同时并直接承受隧道岩层整体的磨削力作用，导致刀盘的主受力面和刀具承受较大应力、磨损严重，不利于掘进速度的提升，还会降低刀盘和刀具的使用寿命，并且，现阶段的平面结构刀盘换刀较为繁琐，如中国专利“CN201910655377.3盾构机刀盘系统及其换刀方法”中公开的，利用机械手进行换刀工作，机械手距离刀盘较远，需要位移距离较长，并且还需要在盾构机中预留机械手的运动空间，降低了盾构机内部的空间利用率，针对上述问题，提出了本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构机刀盘及其控制方法，用于克服现有技术中盾构机刀盘使用寿命低、换刀不方便的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种盾构机刀盘及其控制方法，包括刀盘壳体，所述刀盘壳体上安装有外刀盘，所述外刀盘内设有至少两个内刀盘，所述内刀盘包括一级内刀盘和二级内刀盘，所述外刀盘和内刀盘上均安装有主刀具，所述内刀盘上设有漏孔，所述刀盘壳体中设有与所述内刀盘连接的传动组件，所述内刀盘通过所述传动组件与伸缩组件连接，所述传动组件中包括有转动连接件。

进一步地，所述外刀盘与所述内刀盘的接触面和多级所述内刀盘相互之间的接触面均设置有副刀具，所述内刀盘上设有与副刀具对应设置的容纳槽。

进一步地，所述容纳槽与所述副刀具之间为间隙配合，最小间隙为零。

进一步地，所述刀盘壳体和所述内刀盘中均设有供人通过的过人通道。

进一步地，所述传动组件还包括分别安装在所述一级内刀盘和所述二级内刀盘上的第一伸缩传动件和第二伸缩传动件，所述转动连接件包括与所述一级内刀盘连接的第一转动连接件和与所述二级内刀盘连接的第二转动连接件。

进一步地，所述第一伸缩传动件中设有用于连接所述第二伸缩传动件的连接件，所述第二伸缩传动件与所述伸缩组件连接。

进一步地，所述连接件为伸缩插销，所述第二伸缩传动件中设有与伸缩插销对应的插销孔。

进一步地，所述第一伸缩传动件为环形，所述第二伸缩传动件为圆盘形，第二伸缩传动件设置在所述第一伸缩传动件内，所述连接件沿着所述第一伸缩传动件内壁均匀设置。

盾构机刀盘的控制方法，确定当前工作地质，根据地质结构选择刀盘结构；

当岩层整体硬度较低时，选择平面切削模式，此时刀盘为平面刀盘，整体对前方岩层进行切削；

当岩层整体硬度较高时，选择多级切削模式，伸缩组件带动内刀盘向内收缩，形成多级切削结构；

处于多级切削模式时，盾构机中的转动驱动组件分别与内刀盘连接，可对内刀盘的旋转方向进行选择，使相邻的刀盘旋转方向相反，实现快速破碎岩层的效果。