[发明专利]一种基于机器操作的TBM滚刀刀座结构

摘要

本发明属于隧道掘进装备技术领域，提供了一种基于机器操作的新型TBM滚刀刀座结构，主要由刀箱、滚刀、滚刀安装架、卡紧装置、升降拨动装置和抓杆组成。本发明的新型TBM滚刀刀座结构与TBM机器换刀任务相适应，代替目前应用广泛的的人工换刀。解决了换刀过程中棘手的问题，缩短了换刀的时间、提高了效率、降低了成本，而且避免了人工换刀的危险性问题，提高了换刀的安全性。

主权项

1.一种基于机器操作的新型TBM滚刀刀座结构，包括刀箱(1)、滚刀(2)、滚刀安装架(3)、卡紧装置(4)、升降拨动装置(5)和抓杆(6)；所述的刀箱(1)，主要由刀箱侧板和刀箱连接板拼接而成，两刀箱侧板相对布置，通过两个相对布置的连接板相连接；刀箱侧板下部的内侧型面与滚刀安装架(3)的侧板型面相适应，在新型TBM滚刀安装时起到限位作用；刀箱侧板上部加工出凹槽，凹槽的形状与卡耳(4‑5)的弧面形状相适应，保证滚刀装配体可靠的固定、传力和受力；所述的滚刀(2)与滚刀安装架(3)通过螺栓相连接，实现滚刀(2)的安装；所述的滚刀安装架(3)包括侧板、中间连接板和上部支撑架，侧板上开有孔，用于连接滚刀安装架(3)与滚刀(2)；侧板通过中间连接板与上部支撑架上下配合，并通过螺钉连接在一起；上部支撑架将两中间连接板连为一体，滚刀安装架(3)各部分相互连接为一个整体；上部支撑架上设有螺纹孔和弧面台；螺纹孔位于上部支撑架顶面的两边和中间位置，分别用于实现上部支撑架与防护板(4‑3)和导向架(5‑1)的连接；弧面台上的弧面形状与卡耳(4‑5)的弧面形状相适应，用于支撑卡耳(4‑5)并实现力的传递；其特征在于，所述的卡紧装置(4)包括支撑板(4‑1)、连接销轴(4‑2)、防护板(4‑3)、拨块(4‑4)和卡耳(4‑5)；支撑板(4‑1)焊接在滚刀安装架(3)的上部支撑架上，对其他部分起到支撑作用；卡耳(4‑5)通过其上开设的孔与连接销轴(4‑2)相配合，构成转动副，实现卡耳(4‑5)绕连接销轴(4‑2)转动自由度；连接销轴(4‑2)两端与支撑板(4‑1)的孔相配合，并在两端用螺钉固定；拨块(4‑4)通过螺钉与卡耳(4‑5)相连接，通过拨动拨块(4‑4)实现卡耳(4‑5)的张合运动；防护板(4‑3)通过螺钉与滚刀安装架(3)的上部支撑架相连接，避免粉尘与碎石进入，影响卡耳(4‑5)的张合运动；所述的升降拨动装置(5)包括导轨架(5‑1)、滑块(5‑2)、轴承座(5‑3)、螺杆(5‑4)、螺母座(5‑5)、旋转载体(5‑6)、第一轴承(5‑7)和第二轴承(5‑8)；导轨架(5‑1)通过螺钉与滚刀安装架(3)的上部支撑架相连，其内部开有滑槽起到导向作用；滑块(5‑2)两侧板外侧的凸台形状与导轨架(5‑1)上开设的凹槽相适应，实现一个直线运动的自由度；滑块(5‑2)两侧板的内侧开有孔，实现第一轴承(5‑7)的定位和安装；旋转载体(5‑6)两端装有第一轴承(5‑7)实现其定位与支撑并提供一个旋转自由度，其内部设有方孔，方孔的内部形状与拨块(4‑4)的外部形状相适应；轴承座(5‑3)通过螺钉与滑块(5‑2)相连，实现第二轴承(5‑8)的定位与安装并起到密封作用，防止粉尘、碎石进入和润滑油脂的外泄；螺母座(5‑5)通过螺钉连接固定于导轨架(5‑1)上；螺杆(5‑4)一端通过第二轴承(5‑8)实现其定位与支撑，中间通过螺纹副与螺母座(5‑5)相配合；此时螺纹副自锁，螺纹副配合应满足以下关系：Φ＜α              (1)其中：Φ为螺纹升角；α为螺纹的当量摩擦角；螺母座(5‑5)固定，通过旋转螺杆(5‑4)，实现滑块(5‑2)沿导轨架(5‑1)的往复直线运动，进一步带动旋转载体(5‑6)作定轴转动，从而拨动拨块(4‑4)实现卡耳(4‑5)的张合运动；所述的抓杆(6)安装在支撑板(4‑1)的孔内，两端用螺钉固定，末端执行器通过抓取抓杆(6)实现滚刀进出刀箱(1)。